JP6086232B2 - Image forming apparatus - Google Patents
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Description
本発明は、電子写真式の複写機、プリンタ、ファクシミリ及びこれらの複合機等の画像形成装置に関する。 The present invention relates to an image forming apparatus such as an electrophotographic copying machine, a printer, a facsimile, and a composite machine of these.
複写機、プリンタ、ファクシミリ等の画像形成装置では、画像情報に基づいて像担持体上にトナー像を形成する。そして、当該トナー像を紙やOHPシート等の記録媒体上に転写し、トナー像を担持した記録媒体を定着装置に通して熱と圧力によりトナー像を記録媒体上に定着することが行われている。定着装置としては、主として熱ローラ方式とフィルム方式が知られている。熱ローラ方式は、定着ローラの内部に熱源(ハロゲンヒータなど)を有する内部加熱方式と、定着ローラの外部に熱源を有する外部加熱方式が知られている。最近では、立ち上り時間の短縮、消費電力の削減、及び高速化に対応した高画質の画像出力などの要求を満たすことができる外部加熱方式が使用される傾向にある。 In an image forming apparatus such as a copying machine, a printer, or a facsimile, a toner image is formed on an image carrier based on image information. Then, the toner image is transferred onto a recording medium such as paper or an OHP sheet, the recording medium carrying the toner image is passed through a fixing device, and the toner image is fixed onto the recording medium by heat and pressure. Yes. As the fixing device, a heat roller method and a film method are mainly known. As the heat roller system, an internal heating system having a heat source (such as a halogen heater) inside the fixing roller and an external heating system having a heat source outside the fixing roller are known. Recently, there is a tendency to use an external heating method that can satisfy demands such as high-quality image output corresponding to shortening of the rise time, reduction of power consumption, and high speed.
このような外部加熱方式の定着装置において、さらなる立ち上り時間の短縮と消費電力の削減のため、例えば特許文献1(特開2001−343860号公報)のように、定着装置の幅方向に複数に分割した加熱領域を設け、画像領域に対応した加熱領域のみを加熱するようにした定着装置が知られている(以下分割加熱方式と呼称する)。 In such an external heating type fixing device, in order to further shorten the rise time and reduce power consumption, for example, as disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2001-343860, it is divided into a plurality in the width direction of the fixing device. There is known a fixing device in which only the heating region corresponding to the image region is heated (hereinafter referred to as a divided heating method).
しかし、この分割加熱方式では、像担持体のクリーニング不良等によって記録媒体の非画像領域にトナーが転写された場合、当該トナーが加熱定着されないまま出力されてしまう。このため、当該未定着トナーによって他の印刷物が汚染されたり、ユーザーの手や衣服等が汚染されたり、当該未定着トナーが飛散して周囲が汚染されたりする問題があった。 However, in this divided heating method, when toner is transferred to a non-image area of the recording medium due to poor cleaning of the image carrier, the toner is output without being heated and fixed. For this reason, other printed matter is contaminated by the unfixed toner, the user's hand and clothes are contaminated, and the unfixed toner is scattered to contaminate the surroundings.
ところで、従来から感光体の表面状態(基準トナー像の画像濃度等)を検知するためのセンサを設け、その検出情報を帯電器の出力等にフィードバックすることで感光体の経時劣化に伴う画質低下等を補正するようにした技術が知られている(例えば特許文献2:特開平5−281818号公報)。当該特許文献2の技術は、感光体の表面状態を広範囲に検知するためトナー濃度センサを長手方向(軸線方向)に移動可能に配設している。これにより、局部的な残留トナーの付着等に影響されずにトナー濃度を正確に検出し、適切な画質補正を行うようにしている。
By the way, conventionally, a sensor for detecting the surface state of the photoconductor (image density of the reference toner image, etc.) is provided, and the detected information is fed back to the output of the charger, etc., so that the image quality deteriorates as the photoconductor deteriorates with time. And the like are known (for example, Patent Document 2: Japanese Patent Laid-Open No. 5-281818). In the technique of
しかしながら、この特許文献2の技術はトナー濃度センサで感光体の経時劣化に伴う画質低下等を補正するだけであり、前記未定着トナーの問題はまったく考慮されていない。また、感光体表面のトナー濃度を検出するものであり、感光体からトナー画像を例えば中間転写ベルトにいったん転写し、この中間転写ベルトから記録媒体に転写・定着させる場合は、中間転写ベルト上のトナーの状態を検知することができない。このため、感光体と同様に中間転写ベルトでもクリーニング不良による前記未定着トナーの問題が発生したり、或いは中間転写ベルトに対するトナー落ちにより同様の問題が発生したりする。
However, the technique disclosed in
本発明の目的は、分割加熱方式の定着装置を備えた画像形成装置において、クリーニング不良等により像担持体の非画像領域に付着したトナーが記録媒体上で未定着のまま出力されるのを防止することにある。 An object of the present invention is to prevent toner that has adhered to a non-image area of an image carrier due to defective cleaning or the like from being output unfixed on a recording medium in an image forming apparatus having a fixing device of a division heating method. There is to do.
前記課題を解決するため本発明は、潜像画像を現像剤により顕像化した状態で担持する像担持体と、当該像担持体上の顕像画像を記録媒体上に転写させる転写手段と、前記記録媒体上に転写された前記顕像画像を定着させるために必要な加熱領域を選択して加熱可能な加熱手段と、転写後の前記像担持体の表面に残留した現像剤を除去するクリーニング手段と、前記必要な加熱領域の選択のため加熱領域を切り換える切換手段とを有する画像形成装置において、前記クリーニング手段による残留現像剤の除去不良を検出するクリーニング不良検知センサを、前記像担持体又は前記転写手段に配設すると共に、当該クリーニング不良検知センサを前記顕像画像の移動方向に対して横断する方向に往復動可能に構成し、前記クリーニング不良検知センサの検出位置に前記顕像画像の前端が到来するタイミングで前記クリーニング不良検知センサの往復動を停止し、前記クリーニング不良検知センサの検出位置を前記顕像画像の後端が通過するタイミングで前記クリーニング不良検知センサの往復動を再開し、当該往復動によって、前記顕像画像の移動方向前端側と後端側に形成される非印刷領域での残留現像剤の有無を検出するようにしたことを特徴とする画像形成装置である(請求項1)。 In order to solve the above problems, the present invention provides an image carrier that carries a latent image in a state of being visualized by a developer, and a transfer unit that transfers the visible image on the image carrier onto a recording medium. Heating means capable of selecting and heating a heating area necessary for fixing the visible image transferred onto the recording medium, and cleaning for removing the developer remaining on the surface of the image carrier after transfer. And an image forming apparatus having a switching means for switching a heating region for selecting the necessary heating region, wherein a cleaning failure detection sensor for detecting defective removal of residual developer by the cleaning device is provided as the image carrier or wherein while disposed on the transfer means, and reciprocally configured in a direction transverse to the cleaning failure detecting sensor with respect to the moving direction of the visible image, the cleaning failure detection When the front end of the visible image reaches the detection position of the sensor, the reciprocation of the cleaning failure detection sensor is stopped, and when the rear end of the visible image passes the detection position of the cleaning failure detection sensor. The reciprocation of the cleaning failure detection sensor is resumed, and the presence or absence of residual developer in the non-printing areas formed on the front end side and the rear end side in the moving direction of the visible image is detected by the reciprocation. An image forming apparatus characterized by the above (claim 1 ).
本発明によれば、像担持体のクリーニング不良等で非印刷領域又は非画像領域に付着した残留現像剤を、低コストな単一のクリーニング不良検知センサで広範囲かつ高信頼性で検出することができる。また、像担持体のクリーニング不良等で顕像画像の移動方向前端側と後端側に形成される非印刷領域に付着した残留現像剤を、単一のクリーニング不良検知センサで広範囲かつ高信頼性で検出することができる(請求項1)。 According to the present invention, it is possible to detect a residual developer adhering to a non-printing area or a non-image area due to poor cleaning of an image carrier or the like with a wide range and high reliability with a single low-cost cleaning sensor. can Ru. In addition, a single cleaning failure detection sensor can be used to remove residual developer adhering to the non-printing areas formed on the front and rear edges of the visible image due to poor cleaning of the image carrier. (Claim 1 ).
以下、添付の図面に基づいて本発明の画像形成装置の実施形態について説明する。なお、この実施形態を説明するための各図面において、同一の機能もしくは形状を有する部材や構成部品等の構成要素については、判別が可能な限り同一符号を付すことにより、一度説明した後ではその説明を省略する。 Hereinafter, an embodiment of an image forming apparatus according to the present invention will be described with reference to the accompanying drawings. In each drawing for explaining this embodiment, components such as members and components having the same function or shape are given the same reference numerals as much as possible, and once described, Description is omitted.
(画像形成装置)
図1は、本発明の実施形態に係る画像形成装置の一例としてのプリンタ10である。当該プリンタ10は、給紙手段11と、タイミングローラ対12と、像担持体としての感光体13と、転写手段14と、定着手段15等を有している。感光体13の外周に、後述するクリーニング不良検知センサ31(32)が配設される。転写手段14と定着手段15は、図1の構成に限らず、後述する図5A、図5Bの構成も可能である。
(Image forming device)
FIG. 1 illustrates a
給紙手段11は、記録媒体としての用紙Pが積載状態で収容される給紙トレイ11aを有する。給紙トレイ11aに収容された用紙Pは、給紙コロ11bによって最上のものから順に1枚ずつ分離して送り出される。給紙コロ11bによって送り出された用紙Pは、タイミングローラ対12で一旦停止され、姿勢ずれを矯正される。その後、感光体13の回転に同期するタイミングで、すなわち、感光体13上に形成されたトナー像の前端と用紙Pの搬送方向前端部の所定位置とが一致するタイミングで、タイミングローラ対12により転写ニップNへ送られる。
The paper feed means 11 has a paper feed tray 11a in which paper P as a recording medium is stored in a stacked state. The paper P stored in the paper feed tray 11a is separated and sent one by one from the top one by the
感光体13の周りには、クリーニング不良検知センサ31(32)の他に、矢印で示す回転方向順に、帯電手段としての帯電ローラ16と、図示しない露光手段の一部を構成するミラー17と、現像ローラ18aを備えた現像手段18が配設されている。さらに続けて、転写手段14と、クリーニングブレード19aを備えたクリーニング手段19等が配設されている。帯電ローラ16と現像手段18の間において、ミラー17を介して感光体13上の露光部13aに露光光Lbが照射され、走査されるようになっている。
Around the
プリンタ10における画像形成動作は従来と同様に行われる。すなわち、感光体13が回転を始めると、感光体13の表面が帯電ローラ16により均一に帯電され、画像情報に基づいて露光光Lbが露光部13aに照射、走査されて作成すべき画像に対応した静電潜像(潜像画像)が形成される。
The image forming operation in the
この静電潜像(潜像画像)は感光体13の回転により現像手段18へ移動し、ここで現像剤としてのトナーが供給されて顕像化(可視像化)され、トナー像が形成される。感光体13上に形成されたトナー像は、所定のタイミングで転写ニップNに進入してきた用紙P上に転写手段14による転写バイアス印加により転写される。
The electrostatic latent image (latent image) is moved to the developing means 18 by the rotation of the
トナー像を担持した用紙Pは定着手段15へ向けて搬送され、定着手段15で定着された後、図示しない排紙トレイへ排出・スタックされる。転写ニップNで転写されずに転写後の感光体13上に残った残留トナーは、感光体13の回転に伴ってクリーニング手段19に至り、このクリーニング手段19を通過する間にクリーニングブレード19aにより掻き落とされて清掃される。その後、感光体13上の残留電位が図示しない除電手段により除去され、次の作像工程に備えられる。
The sheet P carrying the toner image is conveyed toward the fixing
(定着手段)
定着手段15は、図2Aと図2Bに示すように、定着部材としての定着ローラ15aと、この定着ローラ15aとの間で定着ニップSNを形成する加圧部材としての加圧ローラ15bを有する。定着ローラ15aの外周には、電源23から電力を供給される加熱手段20が配設され、定着ローラ15aが外部加熱方式で加熱されるようになっている。
(Fixing means)
2A and 2B, the fixing
定着手段15は、前述した定着ローラ15aと加圧ローラ15bによるものに限定されない。例えば図2Cのように、定着ローラ15aと加圧ローラ15bに加えて、加熱ローラ15cと定着ベルト15dを使用した定着ベルト方式としてもよい。
The fixing
この定着ベルト方式では、加熱ローラ15cがテンションバネ26によって定着ローラ15aから離間する方向に付勢され、これによって定着ベルト15dに所定の張力が付与される。加熱ローラ15cの外周に、図2Aと同様に加熱手段20が配設されている。用紙Pは入口ガイド板27に沿って定着ニップSNに送り込まれる。なお、第2の加圧ローラを設けて2つの加圧ローラ間に定着ベルト15dと同様に加圧ベルトを掛け渡し、いわゆるツインベルト方式としてもよい。
In this fixing belt system, the
加熱手段20は分割加熱方式で構成され、定着ローラ15aの長手方向に等間隔に配設された複数のサーマルヒータ20a〜20gを有する。各サーマルヒータ20a〜20gは独立に定着ローラ15aの周面を加熱可能とされている。図示例では便宜的に7つのサーマルヒータ20a〜20gのみを示すが、実際は印刷する用紙Pの幅に対応して必要数のサーマルヒータを配設する。
The
定着ローラ15aの長手方向に沿ったサーマルヒータ20a〜20gの配列状態は、図2Bのように一直線でもよいし、サーマルヒータ20a〜20gの相互間に長手方向の隙間ができないように千鳥状にしてもよい。また、サーマルヒータ20a〜20gやその他の加熱手段で定着ローラ15aを加熱する構成に限らず、加圧ローラ15b側を加熱したり、定着ローラ15aと加圧ローラ15bの両方を加熱したりする構成も可能である。
The arrangement of the
定着ローラ15aの定着ニップSNの下流側であって、かつ加熱手段20の上流側に、定着ローラ15aの表面温度を検知する温度検知手段としてのサーミスタ21が配設されている。このサーミスタ21は、前記サーマルヒータ20a〜20gに対応して、サーマルヒータ20a〜20gと同数で、定着ローラ15aの長手方向に等間隔で配設されている。また、各サーマルヒータ20a〜20g自体の温度を検知する温度検知手段として、サーマルヒータ20a〜20gと同数のサーミスタ22が、定着ローラ15aの長手方向に等間隔で配設されている。
A
加熱手段20のサーマルヒータ20a〜20gに対して、電源23から例えば400w〜2000wの電力が供給される。この供給量は、前記サーミスタ21、22の検知情報に基づいて加熱制御手段24により制御される。これにより定着ローラ15aの表面温度がトナーを加熱溶融するのに必要な温度(定着温度)に維持される。
For example, power of 400 w to 2000 w is supplied from the
加熱制御手段24は、具体的には、CPU、ROM、RAM、I/Oインターフェース等を包含するマイクロコンピュータである。加熱制御手段24は、サーマルヒータ20a〜20gによる加熱領域を異なる加熱領域に切り換える切換手段としても機能する。加熱手段20は後述するように非接触加熱方式も可能であり、このような非接触加熱方式も加熱手段20に含めると前述した「加熱領域の切り換え」は「加熱領域の選択」ともいえる。加熱制御手段24は、後述するクリーニング不良検知センサ31と接続され、当該クリーニング不良検知センサ31からの信号を受けて、加熱手段20を通常制御モード又はクリーン制御モードで作動させるように構成されている。通常制御モードとクリーン制御モードについては後述する。
Specifically, the heating control means 24 is a microcomputer including a CPU, a ROM, a RAM, an I / O interface, and the like. The heating control means 24 also functions as a switching means for switching the heating area by the
定着ローラ15aは、例えば外径が40mmで厚みが1mmのアルミニウム製の芯金15a1と、この芯金15a1の表面に被覆された断熱層15a2を有している。断熱層15a2は、例えばシリコンゴムで形成され、厚みは3mmである。断熱層15a2は、その断熱機能をより高めるために、熱の逃げが少ない発泡シリコンゴムで形成してもよい。定着ローラ15aの断熱層15a2の上には、ニッケルからなる良熱伝導層15a3が形成されている。この良熱伝導層15a3は、ニッケルに限らず、ステンレスなどの鉄系合金、アルミニウムや銅などの金属系、グラファイトシート等、熱伝導性が少なくとも断熱層28bよりも高ければよい。
The fixing
定着ローラ15aに良熱伝導層15a3を形成することで、サーマルヒータ20a〜20gの発熱むらによる定着ローラ15aの表面温度の局部的な温度むらが低減される。また、良熱伝導層15a3の機能によって、サーマルヒータ20a〜20gが加熱する領域よりもやや広い領域の温度が上昇するため、若干の画像とのずれを補償することができるという利点もある。
By forming the good heat conductive layer 15a3 on the fixing
換言すれば、サーマルヒータ20a〜20gを構成する各ヒータの大きさや間隔等の設定において設計自由度が大きいという利点がある。また定着ローラ15aの耐久性を高め、離型性を確保するために、断熱層15a2の表面にPFAやPTFE等のフッ素系樹脂による厚みが5〜30μmの離型層15a4を形成してもよい。
In other words, there is an advantage that the degree of freedom in design is large in setting the size and interval of each heater constituting the
加圧ローラ15bは、例えば外径が40mmで厚みが2mmの鉄製の芯金15b1と、この芯金15b1の表面に被覆された弾性層15b2を有している。弾性層15b2は例えばシリコンゴムで形成されており厚みは5mmである。 弾性層15b2の表面には、離型性を高めるために例えば厚みが40μm程度のフッ素樹脂層を形成するのが望ましい。 加圧ローラ15bは付勢手段としての加圧バネ25により定着ローラ15aに圧接されている。加熱手段20のサーマルヒータ20a〜20gは、図示しない付勢手段により定着ローラ15aの表面に押し当てられている。
The
(残留トナーのクリーニング不良検知センサ)
図3A〜図3Dは、感光体13上の残留トナーの有無すなわち除去不良(クリーニング不良)を検出するクリーニング不良検知センサ31、32の例を示すものである。図3A〜図3Cのクリーニング不良検知センサ31は、クリーニング手段19と帯電ローラ16の間に配置されている。クリーニング不良検知センサ31は、感光体13の表面を測定する感光体表面測定手段と、その測定結果を記録、処理するためのマイクロコンピュータを有する。マイクロコンピュータはCPU、ROM、RAM、I/Oインターフェース等を包含する。このマイクロコンピュータは、クリーニング不良検知センサ31の専用コンピュータとしてもよいし、前述した加熱制御手段24のマイクロコンピュータで兼用してもよい。
(Residual toner cleaning failure detection sensor)
3A to 3D show examples of cleaning
図3Bは、クリーニング不良検知センサ31の感光体表面測定手段の実施形態を示すものである。当該感光体表面測定手段は、照明光源31a、結像レンズ31b、センサ31cで構成されている。照明光源31aは、感光体13の表面に、可視域の光及び可視域外の光を含む照射光を照射する機能を有する。照明光源31aは、照射光が感光体13に対して略斜め45度より入射する位置に配置されている。
FIG. 3B shows an embodiment of the photoconductor surface measuring means of the cleaning
照明光源31aとしては、例えば白色のLED(Light Emitting Diode:発光ダイオード)を用いることができる。照明光源31aとして、冷陰極管等の蛍光灯やランプ光源等を用いても構わない。
As the
照明光源31aによって照射された光は感光体13上で反射し、結像レンズ31bを通ってセンサ31c上に結像される。センサ31cは、光を受光する画素を有している。センサ31cとしては、例えばMOS(Metal Oxide Semiconductor Device)、CMOS(Complementary Metal Oxide Semiconductor Device)、CCD(Charge Coupled Device)、CIS(Contact Image Sensor)等を用いることができる。
The light irradiated by the
照射対象物である感光体13表面は平滑面であるため、照明光源31aからの照射光は通常ほとんどが正反射され、センサ31cによって検出される。一方、感光体13上にトナーが付着している場合は反射光量が減少し、センサ31cの受光量が減少する。この光量差を利用することで、感光体13の表面状態を軸方向全域において良好に検出することができ、感光体13表面のクリーニング不良やトナー落ちなどの感光体13表面の不具合状態を良好に検知することができる。
Since the surface of the
例えば、感光体13表面での反射光をセンサ31cで受光した際の基準光量をあらかじめマイクロコンピュータ上のROMやRAMへ記録しておき、センサ31cの受光量が基準光量よりも減少した場合に、クリーニング不良を検知したと判定することができる。また基準光量にはある程度のばらつきがあることを考慮し、予め基準光量を基にしたクリーニング不良判定閾値を設定しておき、センサ31cの受光量が当該閾値より小さくなった場合にクリーニング不良と判定してもよい。
For example, when the reference light amount when the reflected light from the surface of the
クリーニング不良検知センサ31は、図3Cのように感光体13の長手方向に配設された案内ロッド31dに沿って往復動可能に配設されている。すなわち、感光体13上の顕像画像の移動方向に対して横断する方向に往復動可能に配設されている。このような往復動可能なクリーニング不良検知センサ31は、従来技術(特許文献2:特開平5−281818号公報、特許文献3:特開2012−63560号公報)で知られている構成を利用してもよい。図3Cの移動式光学センサは感光体13の軸方向全域を同時に検知することは困難であるが、ラインセンサを用いた構成より安価にクリーニング不良検知センサを構成することができる。
The cleaning
図3Dは、クリーニング不良検知センサ32の他の実施形態を示すものである。このクリーニング不良検知センサ32は現像手段18の下流側に配置されている。
FIG. 3D shows another embodiment of the cleaning
画像形成装置のなかには、図3Dのクリーニング不良検知センサ32と同じ位置に反射式光学センサを配置したものがある。そして、現像手段18によって感光体13上に形成された画質調整用の濃度基準となる基準トナー画像(パッチ画像)の濃度を、当該センサ32で検出することで画像の安定化を図るようにしている。このような構成を持つ画像形成装置では、画像安定化用の既設の光学センサをそのまま利用して、本発明のクリーニング不良検知センサを構築することも可能である。すなわち、クリーニング不良検知センサ32で画像濃度調整用のパッチ画像を検出するのである。
Some image forming apparatuses have a reflective optical sensor disposed at the same position as the cleaning
図3Cのクリーニング不良検知センサ31について前述したように、移動式光学センサはラインセンサに比べて低コストで済む。画像安定化用の光学センサとクリーニング不良検知用の光学センサを共用化することでセンサ数を減らすことができ、より安価にクリーニング不良検知センサを構成することができる。
As described above with respect to the cleaning
図4は、図3Dのクリーニング不良検知センサ32を使用する場合の具体的な検知方法の例を示すものである。図3Dのように現像手段18とクリーニング手段19の間にクリーニング不良検知センサ32を配置する場合、クリーニング不良検知センサ32が測定する感光体13表面には印刷用の画像も通過する。このため、印刷用のトナー付着とクリーニング不良によるトナー付着を区別して検出する必要がある。
FIG. 4 shows an example of a specific detection method when the cleaning
図4の検知方法は、画像形成装置による印刷時に、感光体13上に印刷領域と非印刷領域(非画像領域)が生じることを利用して前記トナー付着を区別して検出する。印刷する画像は印刷対象物(例えば紙、OHPシートなど)のサイズに合わせて作成する必要があり、また印刷対象物の搬送は一定の間隔を明けて行われる。
The detection method of FIG. 4 distinguishes and detects the toner adhesion using the fact that a print area and a non-print area (non-image area) are generated on the
このため、感光体13上に印刷領域と非印刷領域(非画像領域)が必ず生じる。図4の検知方法ははこの非印刷領域(非画像領域)を活用し、非印刷領域(非画像領域)でクリーニング不良検知を行う。非印刷領域(非画像領域)には印刷用の画像が形成されることがないため、確実にクリーニング不良のみを検出することができる。
For this reason, a print area and a non-print area (non-image area) are necessarily generated on the
また、作像中はクリーニング不良検知を行わず、作像後に印刷を伴わない感光体13の空回しを行い、当該空回し時にクリーニング不良検知を行う構成としてもよい。この構成では印刷中にクリーニング不良が発生した場合、当該印刷での未定着トナーを伴う用紙Pの出力を完全には防止できないものの、印刷用のトナー付着とクリーニング不良によるトナー付着を確実に区別して検出することができる。また、これらの検出方法を組み合わせて実施してもよいことは勿論である。
Further, it may be configured such that the defective cleaning is not detected during the image formation, the
クリーニング不良検知センサ32は感光体13上を常に測定し、その測定結果(受光光量)と測定位置を関連付けてマイクロコンピュータ上のRAMに記録(マッピング)する。当該測定位置は、例えば図3Cのクリーニング不良検知センサ31を用いる構成であれば、その往復運動時間や往復運動距離を、感光体13上の位置と関連付けてマイクロコンピュータ上のROMに記録(マッピング)しておくことで特定できる。
The cleaning
加熱制御手段24は、図示しない画像処理装置からの画像情報入力を受けて、各サーマルヒータ20a〜20gへの供給電力量を決定している。よって、このうち定着に必要な電力を供給しているサーマルヒータ20a〜20gに対応する箇所には、印刷用のトナーが付着していることが分かる。
The
クリーニング不良検知センサ32は、加熱制御手段24によるサーマルヒータ20a〜20gへの電力供給状態と、クリーニング不良検知センサ32によって記録された測定位置情報を関連付ける。この関連付けは、サーマルヒータ20a〜20gと感光体13上の位置との対応情報を、あらかじめROMに記録(マッピング)することで行う。
The cleaning
そして、サーマルヒータ20a〜20gが定着温度に達する電力供給を受けていない箇所で、トナー付着(受光光量の低下)が検出された場合に、クリーニング不良を検知したと判定する。このような構成とすることで、クリーニング不良検知センサ32は印刷用のトナー付着とクリーニング不良によるトナー付着を区別して検知することが可能になる。
Then, when toner adhesion (decrease in the amount of received light) is detected at a location where the
図5Aと図5Bは、転写ベルトを使用したプリンタ10にクリーニング不良検知センサ33〜36を取り付けた実施形態を示すものである。複数色のトナーを用いてフルカラー印刷を可能とした画像形成装置などでは、図5A、図5Bのように転写ベルトを用いたものがある。
FIGS. 5A and 5B show an embodiment in which cleaning
図5Aのプリンタ10は、中間転写部材としての転写ベルト38に沿って4つの現像装置(感光体13K、13C、13M、13Y)を有し、それぞれが異なる色のトナー(例えばブラック、シアン、マゼンタ、イエロー)を保持している。この各色のトナーを転写ベルト38上で重ね合わせることで、フルカラーの印刷が可能となる。
The
図5Aで感光体13が第1像担持体であるとすると、転写ベルト38は第2像担持体である。前述した加熱手段20は、通常は図2A、図2Bのように定着手段15の定着ローラ15aの外周に配設する。しかし、加熱手段20を加圧ローラ15bの外周に配設することも可能である。
In FIG. 5A, assuming that the
このようなプリンタ10では、例えば画像安定用の光学センサとクリーニング不良検知センサの光学センサを兼用するのであれば、図5Aのクリーニング不良検知センサ34のように、最下流の感光体13Yと転写ニップNとの間に配置する。画像安定用の光学センサとクリーニング不良検知センサの光学センサを別々に配置する場合は、図5Aのクリーニング不良検知センサ34のようにベルトクリーニング手段39の下流に配置する。こうすることで、各現像装置の感光体13毎にクリーニング不良検知センサを配設する必要がなくなり、安価な構成でクリーニング不良検知センサを実現することができる。また、拡大して示す転写ベルト38の表面のように、非画像領域に落下したトナー落ちを含めて、クリーニング不良検知センサ34を往復動させることで、残留トナーをもれなく検知することができる。
In such a
図5Bは、転写・定着部材としての転写・定着ベルト40を使用したプリンタ10にクリーニング不良検知センサ35又は36を取り付けた実施形態を示すものである。感光体13が第1像担持体であるとすると、転写・定着ベルト40は第2像担持体である。図5Aのプリンタ10は用紙Pに対する転写と定着を別々に行うが、図5Bのプリンタ10は用紙Pに対する転写と定着を同時に行う。
FIG. 5B shows an embodiment in which a cleaning
図において41は駆動ローラ、42は従動ローラ、43は加圧ローラ、44は押し当て部材、45は加圧手段、46はクリーニング手段、46aはクリーニングブレードである。従動ローラ42と加圧ローラ43との間に転写・定着ニップSNが形成され、当該転写・定着ニップSNの上流側に加熱手段20が配設されている。
In the figure, 41 is a driving roller, 42 is a driven roller, 43 is a pressure roller, 44 is a pressing member, 45 is a pressure means, 46 is a cleaning means, and 46a is a cleaning blade. A transfer / fixing nip SN is formed between the driven
このような画像形成装置では、例えば画像安定用の光学センサとクリーニング不良検知センサの光学センサを兼用する場合、図5Bのクリーニング不良検知センサ35のように、最下流の感光体13Yと転写・定着ニップSNとの間に配置する。画像安定用の光学センサとは別にクリーニング不良検知センサの光学センサを配置する場合は、図5Bのクリーニング手段36のようにベルトクリーニング手段46の下流に配置する。いずれの場合でも、各現像装置の感光体13毎にクリーニング不良検知センサを配設する必要がないので、安価な構成でクリーニング不良検知センサを実現することができる。なお、転写・定着ニップSNの開閉機構を設けることで、クリーニング不良検知手段35を当該ニップSNの下流側に配設することも可能である。この場合、ニップSNを開いた状態でクリーニング不良検知手段35で非印刷領域及び非画像領域の残留トナーの有無を検出する。
In such an image forming apparatus, for example, when the optical sensor for stabilizing the image and the optical sensor of the cleaning failure detection sensor are used together, the most downstream
画像形成装置としてのプリンタ10、定着手段15及びクリーニング不良検知センサ31〜36は以上のように構成されている。そして、用紙P上にトナーTで形成すべき画像の情報が図示しない画像処理装置から図2Aに示すように加熱制御手段24に入力されると、当該加熱制御手段24により電源23が制御される。これにより、所定のサーマルヒータ20a〜20gに対してトナーTの定着に必要な電力が供給される。
The
「所定のサーマルヒータ」とは、トナーTによる顕像画像を用紙P上の所定位置に定着させるために必要な加熱領域に対応したサーマルヒータである。当該「所定のサーマルヒータ」に接触して定着温度まで加熱された定着ローラの昇温部位が、用紙P上のトナーTに接触して顕像画像を定着させる。サーマルヒータ20a〜20gは、以下に述べるように、画像情報に応じて必要なサーマルヒータ20a〜20gのみ加熱することで省エネを実現する。
The “predetermined thermal heater” is a thermal heater corresponding to a heating area necessary for fixing a visible image of the toner T at a predetermined position on the paper P. The heated portion of the fixing roller that has been heated to the fixing temperature in contact with the “predetermined thermal heater” contacts the toner T on the paper P to fix the visible image. As described below, the
サーマルヒータ20a〜20gは、例えば図6A〜図6Dのように用紙P上に形成される画像の情報に基づいて、その加熱パターンが変化させられる。図7はその制御例を示すもので、用紙P上に図6Aと図6Bの画像を定着させる場合の加熱手段20の制御例を示している。図7の「P」で示す区間は用紙Pにトナーを定着させるための通電区間である。また「P'」で示す区間は、用紙Pの非画像領域や、用紙Pと用紙Pの間に形成される紙間隙間に対応している。
The heating patterns of the
画像領域aと画像領域a'の区間で、サーマルヒータ20a〜20gが第1の目標温度に到達するように制御される。この第1の目標温度は、用紙Pに転写されたトナーが溶融して定着可能な温度である。区間Pは、サーマルヒータ20a〜20gの立ち上がり時間を考慮して、画像領域aと画像領域a'の開始側が延長されている(図7の立ち上がり傾斜部分)。当該延長部分は予備加熱領域であって、図6Aと図6Bのハッチングで示す領域に対応している。
The
当該ハッチング領域は非画像領域であるが、画像領域a、a'が定着ニップSNに到達した時に、サーマルヒータ20a〜20gが第1の目標温度に到達しているように、早めに電力が供給される。非画像領域bは、本来であれば省エネのためサーマルヒータ20a〜20gに通電しないが、前記立ち上がり時間を短縮して高速化を図るために、非画像領域bでも最低限第2の目標温度が維持されるようにサーマルヒータ20a〜20gに通電する。この第2の目標温度は前記第1の目標温度よりも低い温度であって、トナーを溶融しない温度である。
Although the hatched area is a non-image area, when the image areas a and a ′ reach the fixing nip SN, power is supplied early so that the
図6Cと図6Dは、用紙Pの幅方向の一部が画像領域で、残りが非画像領域である場合を示している。このように用紙Pの幅方向で画像領域c、efg、ehと非画像領域d、fhが混在する場合、サーマルヒータ20a〜20gに対する電力供給量を異ならせる。すなわち、画像領域cに対応するサーマルヒータが20a〜20dであり、非画像領域dに対応するサーマルヒータが20e〜20gであると仮定する。この場合、画像領域に対応するサーマルヒータ20a〜20dに第1の目標温度を達成する電力を供給し、非画像領域に対応するサーマルヒータ20e〜20gに第2の目標温度を達成する電力を供給する。画像領域c、efg、ehの開始側のハッチング領域で予備加熱することは、図6Aと図6Bで前述したのと同様である。
6C and 6D show a case where a part of the paper P in the width direction is an image area and the rest is a non-image area. As described above, when the image areas c, efg, and eh and the non-image areas d and fh are mixed in the width direction of the paper P, the power supply amounts to the
前述した加熱手段20は、定着ローラ15aの表面に接触させて加熱する接触式としたが、加熱手段20を電磁誘導コイルとインバータを使用した電磁誘導加熱(IH方式)による非接触加熱方式としてもよい。IH方式では、加熱用のコイルを多数配置するか、或いは、磁束をキャンセルする部材を多数配置することで、加熱領域や加熱量を制御することができる。これら加熱手段20で一般的には定着ローラ15aの表面を加熱するが、サーマルヒータ20a〜20gの配設位置について前述したように、加圧ローラ15b側を加熱したり、定着ローラ15aと加圧ローラ15bの両方を加熱したりする構成も可能である。
Although the heating means 20 described above is a contact type that heats by contacting the surface of the fixing
また加熱手段は、半導体レーザーアレイや発光ダイオードアレイなどの半導体発光素子による光エネルギを利用したものとしてもよい。この場合も、半導体発光素子を多数配置するか、或いは、半導体発光素子からの光を遮蔽する部材を多数配置することで、加熱領域や加熱量を制御することができる。当該光エネルギは、定着ローラ15aに照射するか、加圧ローラ15bに照射するか、或いは用紙P上のトナー画像に直接照射するか、或いはこれらを組み合わせて照射することが可能である。
The heating means may utilize light energy from a semiconductor light emitting element such as a semiconductor laser array or a light emitting diode array. Also in this case, the heating region and the heating amount can be controlled by arranging a large number of semiconductor light emitting elements or by arranging a large number of members that shield light from the semiconductor light emitting elements. The light energy can be applied to the fixing
(定着制御方法その1)
図8Aは、クリーニング不良検知センサ31によってトナーの除去不良が検出された場合の加熱手段20のクリーン制御モードとしての第1の制御方法を説明する図である。この第1の制御方法では、クリーニング不良検知センサ31によってトナーの除去不良(クリーニング不良)が検出されると、加熱手段20の全てのサーマルヒータ20a〜20gに第1の目標温度が得られる電力が供給される。この加熱制御により、クリーニング不良箇所のトナーを、それが画像領域にあるか非画像領域にあるかに関わりなく、画像領域のトナー画像と同時に定着することができる。
(Fixing control method 1)
FIG. 8A is a diagram illustrating a first control method as a clean control mode of the
クリーニング不良検知センサ31によってトナーの除去不良(クリーニング不良)が検出されない場合、通常制御モードにより画像領域に対応したサーマルヒータ20a〜20gのみに第1の目標温度が得られる電力が供給される。残りのサーマルヒータには第2の目標温度が得られる電力が供給される。これにより、クリーニング不良のない時は省エネ型の通常制御を実現し、クリーニング不良発生時は当該不良を回復して未定着トナーを出力しない回復制御を行うことができる。
When the toner removal failure (cleaning failure) is not detected by the cleaning
(定着制御方法その2)
図8Bは、クリーニング不良検知センサ31によってトナーの除去不良が検出された場合の加熱手段20のクリーン制御モードとしての第2の制御方法を説明する図である。この第2の制御方法では、クリーニング不良検知センサ31によってトナーの除去不良(クリーニング不良)が検出されると、クリーニング不良検知センサ31が当該除去不良を除去不良位置と関連して検出する。そして、当該位置情報を加熱手段20の加熱制御手段24に搭載されたRAM上に記録する。
(Fixing control method 2)
FIG. 8B is a diagram for explaining a second control method as a clean control mode of the
ここでいう「位置情報」とは、感光体13上の残留トナーの位置を長手方向(軸方向)と周方向の位置で特定できる情報である。すなわち、当該情報に基づいて、除去不良トナーが転写された用紙Pが定着ニップSNに到達した時に、当該除去不良トナーに対応する(接触する)1又は2以上のサーマルヒータ20a〜20gが特定される。
The “position information” here is information that can specify the position of the residual toner on the
加熱制御手段24は、搭載されたプログラムによって、当該位置情報と対応する1又は2以上のサーマルヒータ20a〜20gを対応付けする。そして、この対応付けられた1又は2以上のサーマルヒータ20a〜20gに対して、定着温度(第1の目標温度)が得られる電力を供給する。この定着制御により、クリーニング不良箇所のトナーも画像領域のトナー画像と同時に定着することが可能となるため、用紙Pが未定着トナーを保持したまま出力されるのを防止することができる。
The
なお、クリーニング不良検知センサ31によってトナーの除去不良が検出された場合、画像領域のトナー画像を今回の印刷では定着せずに次回の印刷に先送りするようにしてもよい。そしてクリーニング不良箇所のトナーのみを今回の印刷で用紙P(無駄紙)に定着する制御も可能である。この制御の場合、前記対応付けられた1又は2以上のサーマルヒータ20a〜20gに対してのみ定着温度(第1の目標温度)が得られる電力を供給する。残りのサーマルヒータには電力を供給しないか、或いは前述した第2の目標温度が維持されるように電力を供給する。
If a toner removal failure is detected by the cleaning
クリーニング不良検知センサ31によってトナーの除去不良(クリーニング不良)が検出されない場合、通常制御モードにより画像領域に対応したサーマルヒータ20a〜20gのみに第1の目標温度が得られる電力が供給される。これは前記第1の制御方法と同様である。残りのサーマルヒータには第2の目標温度が得られる電力が供給される。これにより、クリーニング不良のない時は省エネ型の通常制御を実現し、クリーニング不良発生時は必要最低限のサーマルヒータ20a〜20gで当該不良を回復して未定着トナーを出力しない回復制御を行うことができる。
When the toner removal failure (cleaning failure) is not detected by the cleaning
この定着制御方法では、加熱制御手段24のCPUへの処理負荷やRAMの使用量が増加するが、クリーニング不良の回復制御時でも全てのサーマルヒータ20a〜20gを加熱するのではないので、省エネを維持することができる。また、このようなクリーン制御モードが実行された場合、画像形成装置の操作パネル等に、クリーン制御モードが実行されたことを表示する通知手段を設けてもよい。
In this fixing control method, the processing load on the CPU of the heating control means 24 and the amount of RAM used increase, but not all of the
こうすることで、ユーザーはクリーニング不良が発生してクリーン制御モードが実行されたことを知ることができる。従って、クリーン制御モードの表示後にサービスマンを呼んだり、サービスマンの定期メンテナンス時にクリーニング手段19のメンテナンスを行ったりすることが可能となり、クリーニング不良の原因を速やかに修復することができる。また、画像形成装置の通信機能を利用することができる場合は、クリーン制御モードが実行されたことを自動でサービスマンに連絡することも可能である。 By doing so, the user can know that a cleaning failure has occurred and the clean control mode has been executed. Accordingly, it is possible to call a service person after the display of the clean control mode, or to perform maintenance of the cleaning means 19 during the regular maintenance of the service person, and to quickly repair the cause of the cleaning failure. Further, when the communication function of the image forming apparatus can be used, it is possible to automatically notify the service person that the clean control mode has been executed.
図8cは、本発明による加熱手段20の制御モードを行わない場合、つまり非画像領域ではサーマルヒータ20a〜20gを定着温度(第1の目標温度)まで加熱しない従来の問題を示した図である。クリーニング手段19のクリーニングブレード19aは、劣化により欠けを生じたり、ブレードの経時硬化でトナーをクリーニングしきれない、いわゆるクリーニング不良を生じたりする場合がある。本発明による加熱手段20の制御モードを行わない場合、クリーニング不良によりトナーが付着した非画像領域は、定着されないまま定着ニップSNを通過する。
FIG. 8c is a diagram showing a conventional problem in which the
前述したように分割加熱方式の定着装置では必要な箇所のみ定着を行うことで省エネを実現できる一方、こうしたクリーニング不良が非画像領域で生じた場合、クリーニング不良箇所の定着が行われず、トナーが未定着のまま出力されてしまう。この結果、未定着トナーによって他の印刷物が汚染されたり、ユーザーの手や衣服等が汚染されたり、当該未定着トナーが飛散して周囲が汚染されたりする問題があった。図8Aや図8Bの加熱制御を行うことで、省エネを図りつつ未定着トナーによる前記問題を解決することができる。 As described above, the divided heating type fixing device can save energy by fixing only necessary portions. On the other hand, when such a cleaning failure occurs in a non-image area, the fixing of the defective cleaning portion is not performed and the toner is not determined. It will be output while wearing. As a result, there are problems that other printed matter is contaminated by unfixed toner, the user's hand and clothes are contaminated, and the unfixed toner is scattered and the surroundings are contaminated. By performing the heating control shown in FIGS. 8A and 8B, the above-described problem caused by unfixed toner can be solved while saving energy.
(クリーニング不良検知センサの動作例)
以上、本発明の実施形態の画像形成装置、定着手段及びクリーニング不良検知センサ31〜36について説明したが、次に前記クリーニング不良検知センサ31〜36の7通りの動作例を図9〜図15を参照して説明する。
(Operation example of defective cleaning detection sensor)
The image forming apparatus, the fixing unit, and the cleaning
(動作例1)
図9Aは像担持体上でのクリーニング不良検知センサ31(又はセンサ32〜36)の基本となる動作例1の概略図である。図9Bは当該動作例1の制御例を示すフロー図である。像担持体は前述した感光体13、転写ベルト38又は転写・定着ベルト40である。なお、以下の説明では簡便のために、像担持体は感光体13とし、その残留トナーをクリーニング不良検知センサ31で検出するものとして説明する。
(Operation example 1)
FIG. 9A is a schematic diagram of Operation Example 1 serving as a basis of the cleaning failure detection sensor 31 (or the
動作例1では、印刷領域の前端(又は画像領域の前端)がクリーニング不良検知センサ31の真下の検出位置に到来すると、クリーニング不良検知センサ31の動きを止める。印刷領域の後端(又は画像領域の後端)がクリーニング不良検知センサ31の真下の検出位置に到来すると、クリーニング不良検知センサ31の動きを再開する。これにより、感光体13の長手方向全体にわたって延びる非印刷領域をクリーニング不良検知センサ31で検知することができる。
In the first operation example, when the front end of the print area (or the front end of the image area) arrives at the detection position directly below the cleaning
印刷領域の前端(又は画像領域の前端)の到来時刻は、書き込み位置(図1と図3Aの露光部13a)からクリーニング不良検知センサ31までの感光体13の移動距離をプロセス線速で割ることで求めることができる。その他の方法としては、印刷領域の前端が書き込み位置(露光部13a)に到来した段階で、その都度印刷領域の前端位置を記憶しても良い。また、連続印刷の場合は印刷開始時刻に一回だけ印刷領域の前端を記憶し、その後は印刷領域の長さ(用紙Pの長さ)と、印刷領域と印刷領域の間の規定長さ(紙間隙間)から、各印刷領域の前端位置を演算することも可能である。
The arrival time of the front edge of the print area (or the front edge of the image area) is obtained by dividing the moving distance of the
動作例1をフロー図で示すと図9Bのようになる。このフロー図で、プログラムが呼び出されるとステップS1で画像情報が取得される。この画像情報は、印刷領域の前端画素および後端画素の位置と、感光体13(又は転写ベルト38、40)の周回位置に関する情報を含む。当該画像情報と感光体13の搬送速度から、ステップS2でセンサ31位置に印刷領域の前端および後端が到来するタイミングが算出され、ステップS3でメモリに保存される。
FIG. 9B is a flowchart illustrating the first operation example. In this flowchart, when the program is called, image information is acquired in step S1. This image information includes information on the positions of the front end pixel and rear end pixel of the print region and the rotation position of the photosensitive member 13 (or the
当該タイミングがメモリに保存された後に、ステップS4で、現在のタイミングがメモリに保存された印刷領域の前端がセンサ31位置に到来するタイミングであるかどうかが判断される。印刷領域の前端がセンサ31位置に到来するタイミングではないと判断された場合、ステップS6で、現在のタイミングが、メモリに保存された印刷領域の前端がセンサ31位置に到来するタイミングと、メモリに保存された印刷領域の後端がセンサ31位置に到来するタイミングの間にあるかどうかが判断される。
After the timing is stored in the memory, it is determined in step S4 whether or not the current timing is the timing at which the front end of the print area stored in the memory arrives at the position of the
上記範囲内でない場合、すなわちクリーニング不良検知センサ31の検出位置に、印刷領域と印刷領域の間の非画像領域が位置している場合、ステップS7でクリーニング不良検知センサ31が往復動しているかどうかが判断される。往復動していない場合は、ステップS8で、クリーニング不良検知センサ31の往復動が開始される。クリーニング不良検知センサ31の往復動が開始された場合、または、既に往復動している場合は、ステップS9でクリーニング不良検知センサ31による残留トナーの検出が行われ、ステップS10で残留トナーが検出されたと判断された場合は、ステップS11でクリーニング不良回復処理が実行される。ステップS10で残留トナーが検出されなかったと判断された場合はプログラムが終了する。
If it is not within the above range, that is, if the non-image area between the print area and the print area is located at the detection position of the cleaning
メモリに保存された印刷領域の前端が、クリーニング不良検知センサ31の位置に到来するタイミングであった場合は、ステップS5でクリーニング不良検知センサ31の往復動が停止される。以上のフローによって、感光体13の長手方向全体の非画像領域におけるクリーニング不良や、トナー落ち、トナー抜けなどを、もれなく検知することが可能になる。
When the front end of the print area stored in the memory is at the timing when the cleaning
(動作例2)
図10Aはクリーニング不良検知センサ31の動作例1の概略図である。図10Bは当該動作例1の制御例を示すフロー図である。この動作で2では、クリーニング不良検知センサ31で、画像濃度調整用のパッチ画像48の濃度も測定される。
(Operation example 2)
FIG. 10A is a schematic diagram of an operation example 1 of the cleaning
画像濃度調整用パッチ画像は、印刷領域と印刷領域の間や、印刷領域外の範囲に潜像として書き込まれた後に顕像化されたトナー像である。当該トナー像のトナー濃度を測定し、その測定結果に基づき、潜像形成用の書込光強度、帯電バイアス、現像バイアス等を変更して現像ポテンシャルを調節する。また、2成分現像方式の場合には、当該測定結果に基づいて、現像器内のトナー濃度の目標値を調節して画像濃度制御も行う。 The patch image for image density adjustment is a toner image that has been visualized after being written as a latent image between print regions or outside the print region. The toner density of the toner image is measured, and based on the measurement result, the developing potential is adjusted by changing the writing light intensity for forming the latent image, the charging bias, the developing bias, and the like. In the case of the two-component development method, image density control is also performed by adjusting a target value of toner density in the developing device based on the measurement result.
図10Bは動作例2のフロー図である。この動作例2では、ステップS1で濃度調整用パッチ画像が書き込まれたかどうかが判断される。当該パッチ画像が書き込まれていた場合、ステップS2でクリーニング不良検知センサをパッチ画像測定位置まで移動させ、ステップS3で測定のため停止させる。次に、ステップS4でパッチ画像が読み取れるタイミングになると画像濃度を測定し、ステップS5でその測定結果をメモリに記憶する。その後、ステップS6でセンサを測定前の元の位置まで戻し、図9Bの動作例1のステップS1に戻る。以上のステップを実行することで、クリーニング不良検知センサ31で、画像濃度調整用パッチ画像の読み取り用センサを兼用することができる。
FIG. 10B is a flowchart of the second operation example. In this operation example 2, it is determined whether or not the density adjustment patch image has been written in step S1. If the patch image has been written, the cleaning failure detection sensor is moved to the patch image measurement position in step S2, and stopped for measurement in step S3. Next, when it is time to read the patch image in step S4, the image density is measured, and in step S5, the measurement result is stored in the memory. Thereafter, in step S6, the sensor is returned to the original position before the measurement, and the process returns to step S1 of the operation example 1 in FIG. 9B. By executing the above steps, the cleaning
(動作例3)
図11Aはクリーニング不良検知センサ31の動作例3の概略図である。図11Bは当該動作例3の制御例を示すフロー図である。前述した図9Aの動作例1では、図11Dに示すように、クリーニング不良検知センサ31の位置が感光体13の端部に近い箇所で画像領域に入ると、そこでセンサ31の動きがいったん止まる。そしてクリーニング不良検知センサ31が当該画像領域の後の次の非画像領域に入ると、センサ31の往復動範囲の端部まで移動した後に反対側の端部に向けて折り返す。
(Operation example 3)
FIG. 11A is a schematic diagram of an operation example 3 of the cleaning
この際、当該折り返し部分では感光体13の長手方向で重複した範囲を検知することになる。この間も感光体13が回転しているので、感光体13上でのセンサ31の移動軌跡は重複しないが、感光体13の長手方向で検出密度が不均一化する。
At this time, an overlapping range in the longitudinal direction of the
そこで、動作例3では、図11Aのように次の非画像領域でクリーニング不良検知センサ31が折り返す場合、クリーニング不良検知センサ31が当該非画像領域の前の画像領域を通過している間に、当該クリーニング不良検知センサ31を感光体13の端部まで移動させる。そして次の非画像領域がセンサ31の位置に到来するまでセンサ31を当該端部で待機(一時停止)させ、非画像領域が到来すると同時にセンサ31を反対側に移動させる。このような処理を入れることで、感光体13の端部におけるセンサ31の長手方向検出密度を均一化することができる。
Therefore, in the operation example 3, when the cleaning
また、図11Cは、クリーニング不良検知センサ31が感光体13の長手方向中央寄りの位置で画像領域に入り、当該画像領域内で端部まで移動しきれないうちに次の非画像領域がセンサ31の位置に到来する場合である。この場合も、当該センサ31を画像領域の前端で停止することなく連続して移動させてもよい。そして次の非画像領域でセンサ31が感光体13の端部まで移動すると直ちに折り返す。これにより、重複検知範囲を図11Dの場合よりも狭くすることができる。
Further, FIG. 11C shows that the cleaning
動作例3のフロー図は図11Bの通りである。前述した重複検知範囲を解消するために、動作例1のステップS4の後に、ステップS12〜S15を追加している。その他は図9Bの動作例1と同様である。この動作例3では、ステップS12で、メモリに保存された印刷領域の前端が、クリーニング不良検知センサ31の位置に到来するタイミングにおいて、現在のクリーニング不良センサ31の位置が、感光体13の端部であるかどうかが判断される。
The flowchart of the operation example 3 is as shown in FIG. 11B. In order to eliminate the above-described overlap detection range, steps S12 to S15 are added after step S4 of operation example 1. Others are the same as the operation example 1 of FIG. 9B. In this operation example 3, at the timing when the front end of the print area stored in the memory arrives at the position of the cleaning
ステップS12でクリーニング不良検知センサ31の位置が感光体13の端部ではないと判断された場合、ステップS13で現在のセンサ31の位置から当該端部までの距離が算出される。次に、ステップS14で、この算出された端部までの距離が、次回の非画像領域においてセンサ31が移動しきれる距離であるかどうかが判断される。
If it is determined in step S12 that the position of the cleaning
クリーニング不良検知センサ31が移動しきれる距離である場合、ステップS15で当該センサ31が感光体13の端部まで移動され、ステップS5で停止されてプログラムが終了する。
If it is the distance that the cleaning
また、ステップS12で、クリーニング不良検知センサ31の現在の位置が感光体13の端部であると判断された場合、当該センサ31の移動が停止される(ステップS5)。また、ステップS14で、次回の非画像領域においてクリーニング不良検知センサ31が感光体13の端部まで移動しきれないと判断された場合も、クリーニング不良検知センサ31の移動が停止される(ステップS5)。以上のフローによって、動作例1よりもクリーニング不良検知センサ31の長手方向検出密度を均一化することができる。
If it is determined in step S12 that the current position of the cleaning
(動作例4)
図12Aはクリーニング不良検知センサ31の動作例4の概略図である。図12Bは当該動作例4の制御例を示すフロー図である。この動作例4は、感光体13の長手方向に画像領域と非画像領域が混在している場合でも、非画像領域だけをクリーニング不良検知センサ31で検知可能にしたものである。この動作例4では、画像領域と非画像領域を区別するために、感光体13上に形成されたトナー画像の位置がメモリに保存される。そして、クリーニング不良検知センサの位置と、当該トナー画像の位置とが一致するタイミングでは、クリーニング不良の検知が行われず、非画像領域でのみクリーニング不良の検知が行われる。これにより、非画像領域は逐一クリーニング不良が検知され、クリーニング不良やトナー落ちが検知される。従って、動作例1よりも検知範囲を広げることができる。
(Operation example 4)
FIG. 12A is a schematic diagram of an operation example 4 of the cleaning
図12Bのフロー図において、プログラムが呼び出されると、ステップS1でクリーニング不良検知センサ31が感光体13の長手方向に連続的に往復動される。次に、ステップS2で、書き込みユニットにより露光部13aで潜像画像が書き込まれたか否かが判断される。潜像画像が書き込まれていた場合は、ステップS3で露光部13aに対応する感光体13上の当該書き込み位置が取得される。続いて、ステップS4で感光体13の搬送速度からクリーニング不良検知センサ31の位置に顕像画像としてのトナー画像が到来するタイミングが算出され、ステップS5で当該タイミングがメモリに保存される。
In the flowchart of FIG. 12B, when the program is called, the cleaning
露光部13aで潜像画像が書き込まれず、トナー画像が形成されていない場合、ステップS6で、現在のタイミングが、メモリに保存された画像が到来するタイミングかどうかが判断される。トナー画像が到来するタイミングではない場合、ステップS7で、連続的に往復動しているクリーニング不良検知センサ31により残留トナーの状態が検出される。
If the latent image is not written in the
この検出により残留トナーが検出されたか否かがステップS8で判断される。残留トナーが検知された場合は、ステップS9でクリーニング不良回復処理が実行され、その後プログラムが終了する。残留トナーが検知されなかった場合は直ちにプログラムが終了する。また、ステップS6で、メモリに保存された画像が到来するタイミングであると判断された場合、直ちにプログラムが終了する。 In step S8, it is determined whether or not residual toner is detected by this detection. If residual toner is detected, cleaning failure recovery processing is executed in step S9, and then the program ends. If no residual toner is detected, the program ends immediately. If it is determined in step S6 that the image stored in the memory has arrived, the program immediately ends.
以上のフローによって、感光体13の長手方向で画像領域と非画像領域が混在している場合でも、非画像領域のクリーニング不良が逐一検知され、クリーニング不良やトナー落ちが検出される。
According to the above flow, even when the image area and the non-image area are mixed in the longitudinal direction of the
(動作例5)
図13はクリーニング不良検知センサ31の動作例5の概略図である。便宜的に、クリーニング不良検知センサ31の移動方向に重ねるようにしてーマルヒータ20a〜20gを並べている。この動作例5では、図12Bの動作例4のフロー図のステップS5の処理(画像が到来するタイミングをメモリに保存)において、その分解能を、図2Bの定着ローラ15aの周方向における分割加熱方式の各サーマルヒータ20a〜20gの長さにしている。
(Operation example 5)
FIG. 13 is a schematic diagram of an operation example 5 of the cleaning
すなわち、印刷領域又は画像領域がクリーニング不良検知センサ31の検出位置に到来したか否かを、検出位置に対応する各サーマルヒータ20a〜20gの加熱領域内に印刷領域又は画像領域の画素があるか否かで判断する。この場合、画像が到来するタイミングの判定精度(検出の時間間隔)は、印刷領域又は画像領域の画素が、1つ1つのサーマルヒータ20a〜20gの、搬送方向加熱領域の長さ分を移動するのに要する時間にしたものである。これにより、「画像が到来するタイミング」のメモリ上の保存領域を荒くする(保存するタイミング数を少なくする)ことができ、演算装置の負荷を減らすことができる。
That is, whether or not the print area or the image area has arrived at the detection position of the cleaning
図13は、サーマルヒータ20a、20b、20e、20fを通過する画像領域が定着される様子をイメージ的に示している。中央の縦線はクリーニング不良による未定着残留トナーを示している。この残留トナーは非画像領域にあるので、クリーニング不良検知センサ31によって検知して対応するサーマルヒータ20dに電力を供給することで定着される。
FIG. 13 conceptually shows how the image regions passing through the
(動作例6)
図14Aはクリーニング不良検知センサ31の動作例6の概略図である。この動作例6では、図14Aに示すように、前述した動作例1〜5において、印刷領域のサイズ(記録媒体の幅方向寸法)をあらかじめ記憶しておき、クリーニング不良検知センサの移動範囲の端部を、当該印刷領域のサイズにあわせて変更するものである。これにより、印刷領域のサイズに合わせて必要な範囲のみが無駄なく検知される。
(Operation example 6)
FIG. 14A is a schematic diagram of an operation example 6 of the cleaning
図14Bのフロー図は、前述した動作例1〜5のスタート処理の直後に入るサブルーチンである。ステップS1で、印刷領域のサイズが取得され、ステップS2で、クリーニング不良検知センサを移動させる範囲が決定される。 The flowchart in FIG. 14B is a subroutine that is entered immediately after the start processing in the first to fifth operation examples. In step S1, the size of the print area is acquired, and in step S2, a range in which the cleaning failure detection sensor is moved is determined.
(動作例7)
図15Aはクリーニング不良検知センサ31の動作例7の概略図である。クリーニング不良検知センサ31が往復動を繰り返すうちに、プログラムに記憶されているセンサ31の感光体13上の位置と、実際のセンサ31の位置とがずれてくることがある。そこで、この動作例7では、所定の枚数を印刷した後などに、プログラムをキャリブレーションモードにする。
(Operation example 7)
FIG. 15A is a schematic diagram of an operation example 7 of the cleaning
当該キャリブレーションモードでは、図15Aに示すように、像担持体としての感光体13の両端部に、クリーニング不良検知センサ31の往復動範囲の両端位置に対応させて書き込みユニットと現像手段18で線状のトナー像T1、T2を形成する。そのトナー像T1、T2をクリーニング不良検知センサ31で読み込むことで当該センサ31の両端位置のキャリブレーションを行う。
In the calibration mode, as shown in FIG. 15A, the writing unit and the developing
図15Bは、この動作例7(キャリブレーションモード)のフロー図である。当該キャリブレーションモードでは、まずステップS1でクリーニング不良検知センサ31の往復動範囲の両端に相当する位置にトナー像T1、T2が形成される。その後、ステップS2でクリーニング不良検知センサ31の位置にトナー像T1、T2が到来するまで感光体13が駆動される。そしてステップS3において、トナー像T1、T2が到来するタイミングで感光体13が停止される。
FIG. 15B is a flowchart of this operation example 7 (calibration mode). In the calibration mode, first, toner images T1 and T2 are formed at positions corresponding to both ends of the reciprocating range of the cleaning
感光体13が停止されると、ステップS4で図15Aの左右両端のいずれか一方のトナー像T2が検知されるまでクリーニング不良検知センサ31が移動される。そして当該トナー像T2が検知されたときのクリーニング不良検知センサ31の位置が、ステップS5で当該センサ31の往復動の片端の位置として記憶される。
When the
その後、ステップS6で同様に他端のトナー像T1が検知されるまでクリーニング不良検知センサ31が移動され、当該トナー像が検知された位置が、ステップS7で当該センサ31の往復動の他端の位置として記憶される。これでキャリブレーションモードが終了する。以上により、感光体13(又は38、40)上の絶対位置とプログラムで記憶しているセンサ31の位置を一致させることができる。
Thereafter, the cleaning
以上説明したように、本発明によれば、像担持体のクリーニング不良等で非印刷領域又は非画像領域に付着した残留現像剤を、低コストな単一のクリーニング不良検知センサで広範囲に検出することができる。また、当該検出情報に基づいて加熱手段の加熱領域を変更することで、当該残留現像剤が記録媒体上で未定着のまま出力されるのを防止することができる。従って、未定着現像剤で他の印刷物が汚染されたり、ユーザーの手や衣服等が汚染されたり、周囲が汚染されたりするのを防止することができる。 As described above, according to the present invention, residual developer adhering to a non-printing area or a non-image area due to an image carrier cleaning defect or the like is detected in a wide range by a low-cost single cleaning defect detection sensor. be able to. Further, by changing the heating area of the heating unit based on the detection information, it is possible to prevent the residual developer from being output unfixed on the recording medium. Therefore, it is possible to prevent the unfixed developer from contaminating other printed materials, the user's hands and clothes, and the like from being contaminated.
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は上述の実施形態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で種々の変更を加え得ることは勿論である。また、本発明に係る画像形成装置は、図1のプリンタ10に限らず、その他の複写機、ファクシミリ、あるいはこれらの複合機等に設けることも可能である。
The embodiment of the present invention has been described above, but the present invention is not limited to the above-described embodiment, and it is needless to say that various modifications can be made without departing from the gist of the present invention. The image forming apparatus according to the present invention is not limited to the
10:プリンタ 11:給紙手段
11a:給紙トレイ 11b:給紙コロ
12:タイミングローラ対 13:感光体
14:転写手段 15:定着手段
15a:定着ローラ 15b:加圧ローラ
16:帯電ローラ 17:ミラー
18:現像手段 19:クリーニング手段
20:加熱手段 20a-20g:サーマルヒータ
21:サーミスタ 22:サーミスタ
23:電源 24:加熱制御手段
31〜36:クリーニング不良検知センサ 31a:照明光源
31b:結像レンズ 31c:センサ
38:転写ベルト 40:転写・定着ベルト
48:画像濃度調整用パッチ画像
10: printer 11: paper feeding means 11a:
Claims (7)
前記クリーニング手段による残留現像剤の除去不良を検出するクリーニング不良検知センサを、前記像担持体又は前記転写手段に配設すると共に、当該クリーニング不良検知センサを前記顕像画像の移動方向に対して横断する方向に往復動可能に構成し、前記クリーニング不良検知センサの検出位置に前記顕像画像の前端が到来するタイミングで前記クリーニング不良検知センサの往復動を停止し、前記クリーニング不良検知センサの検出位置を前記顕像画像の後端が通過するタイミングで前記クリーニング不良検知センサの往復動を再開し、当該往復動によって、前記顕像画像の移動方向前端側と後端側に形成される非印刷領域での残留現像剤の有無を検出し、
前記クリーニング不良検知センサにより前記残留現像剤の除去不良が検出されないときは、前記顕像画像に対応した加熱領域を対象とする通常制御モードで前記加熱手段が作動され、
前記クリーニング不良検知センサにより前記残留現像剤の除去不良が検出されたときは、前記残留現像剤の除去不良を解消するクリーン制御モードで前記加熱手段が作動され、
前記クリーン制御モードは、前記顕像画像に対応した加熱領域を含む全ての加熱領域を対象とすることを特徴とする画像形成装置。 An image carrier that carries the latent image in a state of being visualized by a developer, a transfer unit that transfers the developed image on the image carrier onto a recording medium, and the developer that has been transferred onto the recording medium. Heating means capable of selecting and heating a heating area necessary for fixing an image, cleaning means for removing developer remaining on the surface of the image carrier after transfer, and selection of the necessary heating area An image forming apparatus having switching means for switching a heating region for
A cleaning failure detection sensor for detecting defective removal of the residual developer by the cleaning means is disposed on the image carrier or the transfer means, and the cleaning failure detection sensor is crossed with respect to the moving direction of the visible image. The cleaning failure detection sensor stops reciprocating at the timing when the front end of the visible image arrives at the detection position of the cleaning failure detection sensor, and is detected by the cleaning failure detection sensor. The cleaning failure detection sensor reciprocates at a timing when the rear end of the visible image passes through the non-printing area formed on the front end side and the rear end side in the moving direction of the visible image by the reciprocating motion. Detect the presence or absence of residual developer at
When the defective cleaning of the residual developer is not detected by the cleaning failure detection sensor, the heating unit is operated in a normal control mode for a heating region corresponding to the visible image,
When the residual developer removal failure is detected by the cleaning failure detection sensor, the heating means is operated in a clean control mode to eliminate the residual developer removal failure,
The image forming apparatus according to claim 1, wherein the clean control mode targets all heating regions including a heating region corresponding to the visible image .
前記クリーニング手段による残留現像剤の除去不良を検出するクリーニング不良検知センサを、前記像担持体又は前記転写手段に配設すると共に、当該クリーニング不良検知センサを前記顕像画像の移動方向に対して横断する方向に往復動可能に構成し、前記クリーニング不良検知センサの検出位置に前記顕像画像の前端が到来するタイミングで前記クリーニング不良検知センサの往復動を停止し、前記クリーニング不良検知センサの検出位置を前記顕像画像の後端が通過するタイミングで前記クリーニング不良検知センサの往復動を再開し、当該往復動によって、前記顕像画像の移動方向前端側と後端側に形成される非印刷領域での残留現像剤の有無を検出し、A cleaning failure detection sensor for detecting defective removal of the residual developer by the cleaning means is disposed on the image carrier or the transfer means, and the cleaning failure detection sensor is crossed with respect to the moving direction of the visible image. The cleaning failure detection sensor stops reciprocating at the timing when the front end of the visible image arrives at the detection position of the cleaning failure detection sensor, and is detected by the cleaning failure detection sensor. The cleaning failure detection sensor reciprocates at a timing when the rear end of the visible image passes through the non-printing area formed on the front end side and the rear end side in the moving direction of the visible image by the reciprocating motion. Detect the presence or absence of residual developer at
前記クリーニング不良検知センサにより前記残留現像剤の除去不良が検出されないときは、前記顕像画像に対応した加熱領域を対象とする通常制御モードで前記加熱手段が作動され、When the defective cleaning of the residual developer is not detected by the cleaning failure detection sensor, the heating unit is operated in a normal control mode for a heating region corresponding to the visible image,
前記クリーニング不良検知センサにより前記残留現像剤の除去不良が検出されたときは、前記残留現像剤の除去不良を解消するクリーン制御モードで前記加熱手段が作動され、When the residual developer removal failure is detected by the cleaning failure detection sensor, the heating means is operated in a clean control mode to eliminate the residual developer removal failure,
前記クリーニング不良検知センサが、前記残留現像剤の除去不良を、前記像担持体の表面における当該除去不良の位置と関連させて検出し、前記クリーン制御モードは、前記除去不良位置に対応し残留現像剤の定着に必要な加熱領域と、前記顕像画像に対応した加熱領域を対象とすることを特徴とする画像形成装置。The cleaning failure detection sensor detects the removal failure of the residual developer in relation to the position of the removal failure on the surface of the image carrier, and the clean control mode corresponds to the removal failure position and the residual development. An image forming apparatus characterized in that a heating area necessary for fixing an agent and a heating area corresponding to the visible image are targeted.
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