JP2004077618A - Image forming apparatus - Google Patents
Image forming apparatus Download PDFInfo
- Publication number
- JP2004077618A JP2004077618A JP2002235199A JP2002235199A JP2004077618A JP 2004077618 A JP2004077618 A JP 2004077618A JP 2002235199 A JP2002235199 A JP 2002235199A JP 2002235199 A JP2002235199 A JP 2002235199A JP 2004077618 A JP2004077618 A JP 2004077618A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- temperature
- ambient temperature
- total time
- target
- control
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
Images
Landscapes
- Fixing For Electrophotography (AREA)
- Control Of Resistance Heating (AREA)
Abstract
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、定着装置に加熱ローラを備える画像形成装置に関し、特に、定着装置の周囲温度の変化に対応して目標定着温度を変更する技術に関する。
【0002】
【従来の技術】
従来より、熱ローラ定着式の定着装置には、ハロゲンランプ等の熱源を備えた加熱ローラと、該加熱ローラの金属表面の温度を検出するサーミスタとが備えられている。
そして、サーミスタにより検出される加熱ローラの表面温度が、目標定着温度(例えば180°C)を維持するように、ハロゲンランプのオン/オフ制御を行っている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】
加熱ローラによる用紙へのトナーの定着性は、加熱ローラの表面温度と、定着装置の周囲温度とによって、変化するものである。周囲温度が通常よりも高い場合には、目標定着温度を下げても定着性が維持される。
ところが現状では、周囲温度に対応して目標定着温度を変更する制御は行われておらず、目標定着温度は固定としている。このため、用紙に加えられる熱量が過多となって、カールが発生するなどの不具合が発生することがある。あるいは、定着装置を備える画像形成装置が冷温環境にあって、固定の目標定着温度では加熱量が不足して、定着性を損なうことがある。
一方、周囲温度を検出するための検出手段を、前記サーミスタと別途設けるとすると、コストアップに繋がる。
【0004】
【課題を解決するための手段】
本発明の解決しようとする課題は以上の如くであり、次に該課題を解決するための手段を説明する。
即ち、請求項1においては、定着装置に加熱ローラを備える画像形成装置であって、目標定着温度を変更可能とする目標温度設定部と、定着装置の周囲温度の高低を判断する周囲温度判断手段とを備え、周囲温度判断手段が設定温度域よりも周囲温度が高いと判断すると、目標温度設定部は目標定着温度を低く設定し、周囲温度判断手段が前記温度域よりも周囲温度が低いと判断すると、目標温度設定部は目標定着温度を高く設定するように制御するものである。
【0005】
請求項2においては、周囲温度判断手段は、加熱ローラ表面の温度勾配を所定時間モニターする温度勾配モニター部と、温度勾配プラスの延べ時間(もしくは温度勾配のマイナス延べ時間)を算出する算出部とを備え、
算出された温度勾配プラスの延べ時間(もしくは温度勾配マイナス延べ時間)と設定延べ時間域とを比較して周囲温度の高低を判断し、前記目標定着温度を変更するものである。
【0006】
請求項3においては、周囲温度判断手段は、加熱ローラのオン/オフ制御状態を所定時間モニターする制御状態モニター部と、オン制御延べ時間(もしくはオフ制御延べ時間)を算出する算出部とを備え、
算出されたオン制御延べ時間(もしくはオフ制御延べ時間)と設定延べ時間域とを比較して周囲温度の高低を判断し、前記目標定着温度を変更するものである。
【0007】
【発明の実施の形態】
本発明の画像形成装置の二つの実施例について、図面を用いて説明する。それぞれ画像形成装置40・140である。
図1は画像形成装置40の構成を示す概略側面図であり、図2は第一実施例の定着装置16の構成を示す概略側面図であり、図3は周囲温度が設定温度域にある場合におけるサーミスタ31の検出温度とハロゲンランプ1のオン/オフ制御との時間変化を示す図であり、図4は周囲温度が高い場合におけるサーミスタ5の検出温度とハロゲンランプ1のオン/オフ制御との時間変化を示す図であり、図5は周囲温度が低い場合においるサーミスタ31の検出温度とハロゲンランプ1のオン/オフ制御との時間変化を示す図であり、図6は周囲温度判断手段8における周囲温度の高さ判断の処理手順を示す手順図であり、図7は温度勾配プラス延べ時間と周囲温度の高低との対応を示す図であり、図8は第二実施例の定着装置116の構成を示す概略側面図であり、図9は周囲温度判断手段108における周囲温度の高さ判断の処理手順を示す手順図であり、図10はオン制御延べ時間と周囲温度の高低との対応を示す図である。
【0008】
第一・第二実施例の画像形成装置40・140においては、後述する周囲温度判断手段8・108の構成が異なるのみであり、他の点は同一である。したがって以下では、同一の部分に関しては同符号を用いると共に、その部分に関する説明を省略し、相違点に関して説明するものとする。
【0009】
図1を用いて、第一実施例の画像形成装置40の各部の構成について、説明する。
画像形成装置40の内部には、給紙装置18より引き出された用紙を搬送するシート給送路12が形成されている。シート給送路12の用紙搬送方向における上流側より下流側に沿って、給紙装置18、現像装置14、感光装置15、定着装置16が設けられている。これらの装置により画像形成装置40が構成され、用紙10が前記各装置を経て、用紙10上に画像形成が行われる。
【0010】
給紙装置18は、用紙10を収納する給紙カセット25と、給紙カセット25内の用紙10を繰り出す給紙ローラ26とを備えている。給紙ローラ26は、モータにクラッチ28を介して駆動伝達可能に接続され、間欠的に駆動されて用紙10の繰り出しを行う。
【0011】
現像装置14は、トナーを収容するトナー室19と、感光体ドラム22にトナーを供給する現像ローラ20と、該現像ローラ20にトナーを供給する供給ローラ21とを備えている。
【0012】
感光装置15は、用紙に接触してトナーを転写する感光体ドラム22と、感光体ドラム22に対向して配置される転写ローラ17と、感光体ドラム22の表面を負帯電させる帯電ローラ23と、感光体ドラム22の表面をクリーニングするメモリ除去ブラシ29とを備えている。また、感光体ドラム22の上方には、感光体ドラム22上に静電潜像を形成する発光体であるLED30が配置される。
【0013】
LED30は、画像形成装置40に付設の画像読取装置、もしくは通信回線等を経て接続される他の画像形成装置から送信された画像情報に基づいて、感光体ドラム22を照射して、静電潜像を形成する。
そして、静電潜像に現像ローラ20よりトナーを供給して、感光体ドラム22上にトナー画像が形成される。該トナー画像は、感光体ドラム22と転写ローラ17との間で、用紙10を挟むようにして搬送する際に、転写ローラ17に対して所定のバイアス電圧を印加して、トナー画像を用紙に転写させるようにしている。
【0014】
図2に示すように、定着装置16は、加熱ローラ3と、該加熱ローラ3に対向して配置されるプレスローラ24とを備えている。
加熱ローラ3内の軸心位置には、加熱ローラ3を加熱するヒータとして、ハロゲンランプ1が内装されている。そして、ハロゲンランプ1にて発生した熱が、金属(アルミニウム)で形成される加熱ローラ3の外周部に伝達されるように構成している。
また、プレスローラ24は、金属製の芯金軸24aの外周にスポンジローラ24bを配置して構成される。また、プレスローラ24は、図示せぬ付勢手段により加熱ローラ3側へ圧接されるようになっている。
そして、加熱ローラ3とプレスローラ24とにより、トナー像を保持した用紙を、加熱および加圧しながらシート給送路12に沿って挟持搬送し、トナー像を用紙に定着させるものである。
図2において、用紙10上に、加熱ローラ3の右方では、転写後のトナー11aが付着した様子を示し、加熱ローラ3の左方では、定着後のトナー11bが固着した様子を示している。
【0015】
加えて、定着装置16には、加熱ローラ3の外周表面(以下加熱ローラ表面)3aの温度を検出する手段として、サーミスタ5が設けられている。サーミスタ5は、加熱ローラ表面3aに接触するように配置される。
【0016】
画像形成装置40には、CPUやメモリ等の電子回路で構成される制御装置60が設けられており、データの記憶や演算処理が可能であり、画像形成装置40内の各種装置を制御する。
制御装置60には、入力手段としてのキー入力部41、出力手段としての表示部42、計測手段としてのタイマー43等が付設されている。キー入力部41を用いてオペレータは、後述の上位閾値U1等の設定入力値の制御装置60のメモリへの入力が可能である。表示部42には、後述の目標定着温度等の設定状態を表示可能である。また、タイマー43は、後述のモニター時間M等の各種所定時間の計測が可能である。
【0017】
制御装置60は、ハロゲンランプ1への電力を供給又は遮断を行うための電源スイッチ7と信号伝達可能に接続されており、該電源スイッチ7のオン/オフを切換えることで、ハロゲンランプ1の通電を制御し、加熱ローラ表面3aの温度を制御する。
【0018】
図1に示すように、制御装置60には、目標定着温度を設定する手段として、目標温度設定部60aが設けられている。定着時における加熱ローラ表面3aの目標温度が、目標定着温度である。目標温度設定部60aは、加熱ローラ表面3aの目標定着温度の設定を変更して、制御装置60が異なる目標定着温度で等温度制御することを可能としている。
目標定着温度の設定は、具体的には、サーミスタ5の検出温度に応じて、ハロゲンランプ1の通電をオンするオン温度と、同じくオフするオフ温度との設定値を、変更することで行われる。
なお、本実施例においては、目標定着温度として、T、Th、Tlの三つの目標値が設定されている(図4、図5に図示)。Th>T>Tlである。基本の目標定着温度をTとし、必要に応じて、目標定着温度をThもしくはTlへ変更するものとする。
【0019】
用紙の定着を行う際には、加熱ローラ表面3aの温度が平均的に等温度となるように、制御装置60は、ハロゲンランプ1の通電をオン/オフ制御する。
制御装置60による等温度制御は、サーミスタ5による加熱ローラ表面3aの温度検出値がオン温度を下回ると、加熱ローラ3の加熱を開始し、該温度検出値がオフ温度を上回ると、加熱ローラ3の加熱を停止して、行われる。
【0020】
図3に示すように、目標定着温度Tを中心に、オフ温度T_offと、オン温度T_onとが設定されている。オフ温度T_offは、ハロゲンランプ1の通電がオフとされる温度であり、オン温度T_onは、ハロゲンランプ1の通電がオンとされる温度である。
【0021】
制御装置60は、加熱ローラ3の等温度制御において、加熱ローラ表面3aの温度がオフ温度T_offより上昇すると、ハロゲンランプ1への通電を停止して加熱ローラ3を冷却し、加熱ローラ表面3aの温度がオン温度T_onより低下すると、通電を再開して加熱ローラ3を加熱する。そして、加熱ローラ表面3aの温度が、オフ温度T_offからオン温度T_onまでの不感温度帯wに収まるようにして、加熱ローラ表面3aの温度が平均して目標定着温度Tに保たれるように制御する。
以上のようにして、制御装置60は、ハロゲンランプ1の通電がオン/オフ制御により、加熱ローラ表面3aの温度を等温度に制御する。
なお、図3および後述の図4、図5においては、説明を容易とするために簡略化して、サーミスタ5による検出温度変化を折れ線状としているが、実際には、曲線状の変化となる。
【0022】
転写後の用紙10へのトナーの定着性は、用紙10に加えられる熱量の大小に応じて決定される。定着性を確保するには、用紙10に一定以上の熱量の付与が必要であるが、過剰に熱量が加えられるとカール等の不具合が発生する。また、電力消費量や、(加熱ローラ3の加熱に要する時間)印字完了までの時間の増大に繋がる。
用紙10には、加熱ローラ3により熱量が加えられると共に、既に定着装置16の周囲と熱平衡関係にある。用紙10は、画像形成装置40が冷温環境下にあるときは、冷えた状態で定着装置16に搬送され、高温環境下では、温められた状態で搬送される。
したがって、用紙10の定着性を一定とするには、周囲温度により付与された熱量と、定着装置16から付与される熱量との合計を等しくする必要がある。つまり、定着装置16の周囲温度が高い場合は、加熱ローラ3の目標定着温度を下げる必要があり、定着装置16の周囲温度が低い場合は、加熱ローラ3の目標定着温度を上げる必要がある。
【0023】
図3は、用紙10に、トナー定着性を確保すると共に過剰な熱量が付与されない状態における、サーミスタ5の検出温度とハロゲンランプ1のオン/オフ制御との時間変化を示している。この状態では、周囲温度と基本の目標定着温度Tとが対応して、定着装置16周囲からの熱量付与と加熱ローラ3からの熱量付与との合計熱量が、定着性を確保すると共に過剰とならない適切な量となっている。このように、基本の目標定着温度Tにおいて、定着が適切に行われる周囲温度の温度域を、設定温度域とする。
【0024】
一方、図4の左側には、トナー定着性を確保する以上の過剰な熱量が加えられた状態における、サーミスタ5の検出温度とハロゲンランプ1のオン/オフ制御との時間変化を示している。この状態では、周囲温度が前記設定温度域より高く、定着装置16周囲からの熱量付与と加熱ローラ3からの熱量付与との合計熱量が、過剰な量となっている。
このように、周囲温度が前記設定温度域より高い状態を、以下では、「周囲温度が高い」場合とする。
同じく図5の左側には、加えられる熱量が不足してトナー定着性が確保されない状態における、サーミスタ5の検出温度とハロゲンランプ1のオン/オフ制御との時間変化を示している。この状態では、周囲温度が前記設定温度域より低く、定着装置16周囲からの熱量付与と加熱ローラ3からの熱量付与との合計熱量が、不足する量となっている。
このように、周囲温度が前記設定温度域より低い場合を、以下では、「周囲温度が低い」場合とする。
【0025】
前記目標温度設定部60aは、「周囲温度が高い」場合に目標定着温度の設定を低下させて、用紙10に加えられる全熱量を一定に保つようにする。同じく、「周囲温度が低い」場合に目標定着温度の設定を上昇させて、用紙10に加えられる全熱量を一定に保つようにする。
【0026】
定着装置16には、周囲温度の高低を判断するための、周囲温度判断手段8が備えられている。
周囲温度判断手段8は、定着装置16を構成する各種装置の一部を利用して構成されるものであり、サーミスタ5と、制御装置60に備える温度モニター部60bおよび算出部60cとを備えている。
【0027】
図6に示すように、周囲温度判断手段8による周囲温度の高低の判断は、次のようにして行われる。
まず、温度モニター部60bが、加熱ローラ表面3aの温度勾配を所定のモニター時間Mだけモニターする(ステップ101)。次に、算出部60cが、温度勾配がプラスとなる時間を合計して、温度勾配プラスの延べ時間の長さを算出する(ステップ102)。
そして、温度勾配プラス延べ時間と、標準延べ時間域の上位閾値D1および下位閾値U1(図7に図示)との比較を行う(ステップ103およびステップ105)。温度勾配プラス延べ時間が標準延べ時間域の下位閾値D1より短いと、「周囲温度が高い」と判断して、目標定着温度をTからTlに低下させる(ステップ104)。一方、温度勾配プラス延べ時間が標準延べ時間域の上位閾値U1より長いと、「周囲温度が低い」と判断して、目標定着温度をTからThに上昇させる(ステップ106)。また、温度勾配プラス延べ時間の長さが前記下位閾値D1と上位閾値U1との間に収まる場合は、周囲温度が設定温度域にあると判断して、目標定着温度を変更せず維持する(ステップ107)。つまり、定着装置16の周囲温度が設定温度域にあれば、定着が確実に行われる。このとき温度勾配プラスの延べ時間またはマイナスの延べ時間は、標準延べ時間域の範囲内にある。
これらの手順について、以下でより詳細に説明する。
【0028】
まず、温度モニター部60aによる加熱ローラ表面3aの温度勾配モニターについて、説明する。
加熱ローラ3の等温度制御時において、サーミスタ5により、加熱ローラ表面3aの温度検出が、時間幅Δt毎に行われる。特に本実施例では、基本の目標定着温度Tにおける等温度制御時において、温度検出を行うものとしている。前記温度モニター部60bには、サーミスタ5の温度検出値が、時間幅Δt毎に記憶される。
そして、前回の温度検出値と今回の温度検出値との差を、時間幅Δtで除算することで、温度勾配を算出可能である。温度モニター部60bは、温度勾配の算出を行うと共に、算出された温度勾配値を、時間幅Δt毎に記憶する。なお、温度勾配の算出は、算出部60cや、制御装置60の他の演算部で行うものとしても良い。
以上のようにして、温度モニター部60bは、加熱ローラ表面3aの温度勾配をモニターする。
【0029】
図4(a)、図5(a)に示すように、温度勾配のモニターは、所定のモニター時間Mの間だけ行われるものとしている。温度勾配のモニターを、基本の目標定着温度Tにおいて行う本実施例の場合では、モニターの開始は、例えば、加熱ローラ表面3aが目標定着温度での等温度制御されるようになった後、直ちに行うものとする。
なお、定着装置16においては、転写指示の指令されない待機時間中は、加熱ローラ3は、目標定着温度より低い待機温度での等温度制御下にある。前記モニターにおいては、目標定着温度での温度勾配を見るため、前記待機温度から目標定着温度への上昇が一旦完了してから、モニターが開始されるようにしている。
【0030】
次に、前記算出部60cにおける処理について説明する。
温度モニター部60bにより、モニター時間M間の前記温度勾配のモニターが終了すると、算出部60bは、温度勾配プラス時間a1・a2・・・(図4、図5に図示)を合計して、温度勾配プラスの延べ時間を算出する。
温度勾配プラスとは、前記時間幅Δtにおいて、今回の温度検出値が前回の温度検出値よりも高い場合であり、温度上昇中を意味する。また、温度勾配マイナスとは、前記時間幅Δtにおいて、今回の温度検出値が前回の温度検出値よりも低い場合であり、温度下降中を意味する。
なお、加熱ローラ表面3aの温度上昇や温度下降は、前述したように、目標定着温度での等温度制御を行うことにより、発生するものである。
【0031】
そして、図7に示すように、温度勾配プラス延べ時間が所定の下位閾値D1より短いと、周囲温度判断手段8は、「周囲温度が高い」と判断する。同様にして、温度勾配プラス延べ時間が所定の上位閾値U1よりも長いと、周囲温度判断手段8は、「周囲温度が低い」と判断する。また、温度勾配プラス延べ時間が下位閾値D1から上位閾値U1までの間に収まる長さの場合は、周囲温度判断手段8は、周囲温度が設定温度域にあると判断する。
【0032】
前記上位閾値U1および下位閾値D1は、次のようにして決定される。
周囲温度が高くなって、目標定着温度との差が小さくなるにつれ、加熱ヒータ3は冷えにくくなる。逆に、周囲温度が低くなって、目標定着温度との差が大きくなるにつれ、加熱ヒータ3は温まりにくくなる。
図4(a)の左側部分では、温度勾配プラスの延べ時間に対し、温度勾配マイナスの延べ時間が長くなっている。これは、目標定着温度と周囲温度との差が小さくなって、加熱ヒータ3が冷えにくくなっている様子を示している。
一方、図5(a)の左側部分では、温度勾配プラスの延べ時間に対し、温度勾配マイナスの延べ時間が短くなっている。これは、目標定着温度と周囲温度との差が大きくなって、加熱ヒータ3が温まりにくくなっている様子を示している。
【0033】
つまり、所定のモニター時間M内における温度勾配プラス延べ時間の長さは、周囲温度の高低に関する情報を与えるものである。したがって、温度勾配プラス延べ時間の長さと、周囲温度との間に経験的な対応関係を見出すことが可能である。つまり、トナー定着性が確保されながら加熱量過剰とならない状態を与えるような、温度勾配プラス延べ時間の長さの下限値と上限値とを、実験的に求めることができる。
本実施例では、周囲温度判断手段8による温度勾配モニターの結果と、そのときの用紙10の印字具合との比較により、温度勾配プラス延べ時間の長さと、周囲温度との間の経験的な対応関係を導出している。
このため、温度勾配プラス延べ時間毎の印字具合の比較実験により、印字具合が適切とされる温度勾配プラス延べ時間の時間域を、検出することができる。該時間域が、前述の標準延べ時間域である。そして、標準延べ時間域の下限値を前記下位閾値D1として設定し、同じく上限値を前記上位閾値U1として設定する。
【0034】
温度勾配プラス延べ時間が、下位閾値D1と一致する時間となるとき、そのときの周囲温度は前記設定温度域の上限温度に達している。また、温度勾配プラス延べ時間が、上位閾値U1と一致する時間となるとき、そのときの周囲温度は前記設定温度域の下限温度に達している。
したがって、温度勾配プラス延べ時間が、下位閾値D1よりも短い場合は、用紙10に加熱量過剰の不具合が発生する。また、温度勾配プラス延べ時間が、上位閾値U1よりも長い場合は、用紙10に定着性不良の不具合が発生する。
【0035】
前記上位閾値U1および下位閾値D1は、本実施例では、基本の目標定着温度Tをモニターする温度とした場合の温度勾配プラス延べ時間に対する閾値である。
前記温度勾配モニターを行う等温度制御の制御目標温度によって、前記設定温度域の上限と下限とに対応した、温度勾配プラス延べ時間に対する上位閾値U1および下位閾値D1は変化する。
例えば、基本の目標定着温度Tよりも低い前記待機温度を、前記温度勾配モニターを行う等温度制御の制御目標値とした場合には、上位閾値U1および下位閾値D1は、目標定着温度Tの場合と比べて、長時間側へ変位する。待機温度での等温度制御時では、目標定着温度Tよりも待機温度は周囲温度に近いため、加熱ローラ3は温まりやすく、冷えにくいためである。
したがって、温度勾配モニターにおける等温度制御の制御目標温度の設定によって、その設定に対応した上位閾値U1および下位閾値D1を用いる必要がある。
【0036】
以上のようにして、周囲温度判断手段8が構成される。
周囲温度判断手段8は、定着性が一定に維持される前記設定温度域と比較して、実際の周囲温度が高いか低いか、あるいは該設定温度域内に収まっているかを、前記温度勾配モニターの結果に基づいて、間接的に判断する。
そして、周囲温度判断手段8による周囲温度の高低の判断に基づいて、目標温度設定部60aは、目標定着温度の設定値を変更する。
図4に示す「周囲温度が高い」場合においては、目標温度設定部60aは、目標定着温度をTからTlに低下させる。図4(a)の左側から右側にかけて、その変化の様子が示されている。そして、周囲温度の高低に対応して、加熱ローラ3から用紙10に加える熱量を減少させて、定着が適切に行われるようにする。一方、図5に示す「周囲温度が低い」場合においては、目標温度設定部60aは、目標定着温度をTからThに上昇させる。図5(a)の左側から右側にかけて、その変化の様子が示されている。そして、周囲温度の高低に対応して、加熱ローラ3から用紙10に加える熱量を増加させて、定着が適切に行われるようにする。
また、周囲温度が設定温度域にある場合においては、目標温度設定部60aは、目標定着温度を変化させず、基本の目標定着温度Tを維持する。
【0037】
以上のようにして、周囲温度の高低に対応して目標定着温度の設定値を変更することにより、定着装置16や該定着装置16を収容する装置(画像形成装置40)の外部温度環境や、定着装置16の使用時間等による周囲温度の変化が発生しても、用紙の定着における不具合が発生しない。
つまり、用紙に定着性を維持させる以上の過剰な熱量を供給してカールが発生したり、供給する熱量が不足して定着性を損なうなどの不具合を防止できる。
特に、低温環境以外においては、目標定着温度を下げることができるので、前記カールの発生防止に加えて、印字時間の短縮や、消費電力の軽減に繋がる。
【0038】
なお、以上においては、周囲温度判断手段8は、所定のモニター時間M内における温度勾配プラス延べ時間の長さを用いて、周囲温度の高低に関する判断材料を得るようにしている。
温度勾配プラスの延べ時間の算出に代えて、温度勾配マイナスの延べ時間を算出し、該温度勾配マイナス延べ時間の長さを基準としても、前述と同様にして、周囲温度の高低に関する判断材料を得ることができる。
【0039】
また、以上においては、周囲温度判断手段8による周囲温度の高低の判断は、加熱ローラ表面3aの温度勾配をモニターし、前記標準延べ時間域の上位・下位閾値U1・D1と比較して、行うようにしている。
このため、定着装置16に備える制御装置60の機能を利用して、周囲温度が所定とされる設定温度域より高いか低いか、あるいは該設定温度域内にあるかの判断を行うことが可能である。また、温度計等の温度検出手段を、加熱ローラ表面3aの温度検出を行うサーミスタ5に加えて別設する必要がない。したがって、コストアップが増大することがない。
【0040】
次に、図8を用いて、第二実施例の画像形成装置140について説明する。
画像形成装置140に備える定着装置116においても、周囲温度の高低を判断するための、周囲温度判断手段108が備えられている。
周囲温度判断手段108は、定着装置116を構成する各種装置の一部を利用して構成されるものであり、サーミスタ5と、制御装置160に備える制御状態モニター部160bおよび算出部160cとを備えている。また、該制御装置160には、目標定着温度を設定する目標温度設定部160aも設けられている。第二実施例においては、周囲温度判断手段108による制御処理の内容が、第一実施例の周囲温度判断手段8の処理内容と異なるのみである。
【0041】
図9に示すように、周囲温度判断手段108による周囲温度の高低の判断は、次のようにして行われる。
まず、制御状態モニター部160bが、加熱ローラ3のオン/オフ制御時間を所定のモニター時間Mだけモニターする(ステップ201)。次に、算出部160cが、オン制御状態の時間を合計して、オン制御延べ時間の長さを算出する(ステップ202)。
そして、オン制御延べ時間と、標準延べ時間域の上位閾値U2および下位閾値D2(図10)との比較を行う(ステップ203およびステップ205)。オン制御延べ時間が標準延べ時間域の下位閾値D2より短いと、「周囲温度が高い」と判断して、目標定着温度をTからTlに低下させる(ステップ204)。一方、オン制御延べ時間が標準延べ時間域の上位閾値U2より長いと、「周囲温度が低い」と判断して、目標定着温度をTからThに上昇させる(ステップ206)。
また、オン制御延べ時間の長さが前記下位閾値D2と上位閾値U2との間に収まる場合は、周囲温度が前記設定温度域にあると判断して、目標定着温度を変更せず維持する(ステップ207)。つまり、定着装置116の周囲温度が設定温度域にあれば、定着が確実に行われる。このとき温度勾配プラスの延べ時間またはマイナスの延べ時間は、標準延べ時間域の範囲内にある。
これらの手順について、以下でより詳細に説明する。
【0042】
まず、制御状態モニター部160bによる加熱ローラ3のオン/オフ制御のモニターについて、説明する。
加熱ローラ3のオン/オフ制御は、時間幅Δt毎に行われる。前記制御状態モニター部160bには、ハロゲンランプ1がオン/オフのどちらに切換えられたかに関するデータが、時間幅Δt毎に記憶される。
以上のようにして、制御状態モニター部160bは、加熱ローラ3のオン/オフ制御の切換えの様子をモニターする。
なお、第二実施例におけるオン/オフ制御の時間幅Δtと、第一実施例におけるサーミスタ5による検出の時間幅Δtとを同一としているが、一方が他方の定数倍となる関係にあれば、異なる時間幅であってもよい。
【0043】
図4(b)、図5(b)に示すように、制御状態のモニターは、所定のモニター時間Mの間だけ行われるものとしている。制御状態のモニターを、基本の目標定着温度Tにおいて行う本実施例の場合では、モニターの開始は、例えば、加熱ローラ表面3aが目標定着温度での等温度制御されるようになった後、直ちに行うものとする。
なお、前記モニターにおいては、目標定着温度での温度勾配を見るため、前記待機温度から目標定着温度への上昇が一旦完了してから、モニターが開始されるようにしている。
【0044】
次に、前記算出部160cにおける処理について説明する。
制御状態モニター部160bにより、モニター時間Mの間、前記オン/オフ制御時間のモニターが行われると、算出部160bは、オン制御状態の時間c1・c2・・・を合計して、オン制御の延べ時間を算出する(図4、図5に図示)。なお、加熱ローラ3のオン/オフ制御の切換えは、制御装置160が目標定着温度での等温度制御を行うことにより、発生するものである。
【0045】
そして、図10に示すように、オン制御延べ時間が所定の下位閾値D2より短いと、周囲温度判断手段108は、「周囲温度が高い」と判断する。同様にして、オン制御延べ時間が所定の上位閾値U2よりも長いと、周囲温度判断手段108は、「周囲温度が低い」と判断する。また、オン制御延べ時間が下位閾値D2から上位閾値U2までの間に収まる長さの場合は、周囲温度判断手段108は、周囲温度が設定温度域にあると判断する。
【0046】
所定のモニター時間M内におけるオン制御延べ時間の長さも、前記温度勾配延べ時間と同様に、周囲温度の高低に関する情報を与えるものである。したがって、温度勾配プラス延べ時間の長さと、周囲温度との間に経験的な対応関係を見出すことが可能である。つまり、トナー定着性が確保されながら加熱量過剰とならない状態を与えるような、オン制御延べ時間の長さの下限値と上限値とを、実験的に求めることができる。
本実施例では、周囲温度判断手段108によるオン/オフ制御状態モニターの結果と、そのときの用紙10の印字具合との比較により、オン制御延べ時間の長さと、周囲温度との間の経験的な対応関係を導出している。
このため、オン制御延べ時間毎の印字具合の比較実験により、印字具合が適切とされるオン制御延べ時間の時間域を、検出することができる。該時間域が、前述の標準延べ時間域である。そして、該標準延べ時間域の下限値を前記下位閾値D2として設定し、同じく上限値を前記上位閾値U2として設定する。
【0047】
オン制御延べ時間が、下位閾値D2と一致する時間となるとき、そのときの周囲温度は前記設定温度域の上限温度に達している。また、オン制御延べ時間が、上位閾値U2と一致する時間となるとき、そのときの周囲温度は前記設定温度域の下限温度に達している。
オン制御延べ時間が、下位閾値D2よりも短い場合は、用紙10に加熱量過剰の不具合が発生する。また、温度勾配プラス延べ時間が、上位閾値U2よりも長い場合は、用紙10に定着性不良の不具合が発生する。
【0048】
前記上位閾値U2および下位閾値D2は、本実施例では、基本の目標定着温度Tをモニターする温度とした場合のオン制御延べ時間に対する閾値である。
したがって、温度勾配プラス延べ時間を利用した第一実施例の場合と同様に、オン/オフ制御状態モニターにおける等温度制御の制御目標温度の設定によって、その設定に対応した上位閾値U2および下位閾値D2を用いる必要がある。
【0049】
以上のようにして、周囲温度判断手段108が構成される。
周囲温度判断手段108は、定着性が一定に維持される前記設定温度域と比較して、実際の周囲温度が高いか低いか、あるいは設定温度域内に収まっているかを、前記オン/オフ制御状態モニターの結果に基づいて、間接的に判断する。
そして、周囲温度判断手段108による周囲温度の高低の判断に基づいて、目標温度設定部160aは、目標定着温度の設定値を変更する。
図4に示す「周囲温度が高い」場合においては、目標温度設定部160aは、目標定着温度をTからTlに低下させる。図4(a)の左側から右側にかけて、その変化の様子が示されている。そして、周囲温度の高低に対応して、加熱ローラ3から用紙10に加える熱量を減少させて、定着が適切に行われるようにする。
一方、図5に示す「周囲温度が低い」場合においては、目標温度設定部160aは、目標定着温度をTからThに上昇させる。図5(a)の左側から右側にかけて、その変化の様子が示されている。そして、周囲温度の高低に対応して、加熱ローラ3から用紙10に加える熱量を増加させて、定着が適切に行われるようにする。
また、周囲温度が設定温度域にある場合においては、目標温度設定部160aは、目標定着温度を変化させず、基本の目標定着温度Tを維持する。
【0050】
以上においては、周囲温度判断手段108による周囲温度の高低の判断は、加熱ローラ3(ハロゲンランプ1)のオン/オフ制御状態をモニターし、オン制御延べ時間の長さを前記標準延べ時間域の上位・下位閾値U2・D2と比較して行うようにしている。
このため、定着装置116に備える制御装置160の機能を利用して、周囲温度が所定とされる設定温度域より高いか低いか、あるいは該設定温度域内にあるかの判断を行うことが可能である。また、温度計等の温度検出手段を、加熱ローラ表面3aの温度検出を行うサーミスタ5に加えて別設する必要がない。したがって、コストアップが増大することがない。
【0051】
なお、以上においては、周囲温度判断手段108は、所定のモニター時間M内におけるオン制御延べ時間の長さを用いて、周囲温度の高低に関する判断材料を得るようにしている。
オン制御延べ時間の算出に代えて、オフ制御延べ時間の延べ時間を算出し、該オフ制御延べ時間の長さを基準としても、前述と同様にして、周囲温度の高低に関する判断材料を得ることができる。
【0052】
また、前述では、周囲温度判断手段による制御時間のモニター実施は、加熱ローラ3の目標定着温度での等温度制御時としているが、この時期に限定されるものではない。等温度制御時であれば、他の時期であってもよく、例えば待機状態における待機温度での等温度制御時としてもよい。
【0053】
加えて、前記制御状態モニター実施のタイミングは、前述では、目標定着温度での等温度制御の開始直後としているが、このタイミングに限定されるものではない。目標定着温度での等温度制御中に、周囲温度判断手段が定期的に前記モニターを実行し、定着装置116からの発熱による周囲温度の上昇に対応して、目標温度設定部160aが目標定着温度の設定値の変更を行うようにしても良い。
【0054】
なお、以上の第一実施例および第二実施例の周囲温度判断手段8・108においては、周囲温度判断手段により、直接周囲温度の検出を行うことなく、加熱ローラ3の温度制御に関わる情報を利用して、定着性の適否や過熱の有無を判断するようにしている。該温度制御に関わる情報とは、所定のモニター時間M内における、温度勾配プラス延べ時間の長さやオン制御延べ時間の長さである。
間接的に周囲温度の高低を判断する構成に代えて、温度検出手段により、直接定着装置周囲の温度を検出するようにしても良い。具体的には次のようにして行う。
画像形成装置内で、定着装置より離間した位置に温度計等の温度検出手段を設け、該温度検出手段による周囲温度の検出を実施する。そして、周囲温度の上位閾値と下位閾値とを設け、周囲温度の検出値が上位閾値より高いと、目標定着温度を低下させ、周囲温度の検出値が下位閾値より低いと、目標定着温度を上昇させるものとする。該上位閾値と下位閾値との決定は、用紙10に加わる熱量の予測値を求めることで理論的に行うことも可能であるし、前述と同様に、周囲温度毎に用紙10の印字具合を比較することで、実験的に行うことも可能である。
【0055】
また、第一・第二実施例の周囲温度判断手段8・108を利用して、周囲温度の高低のみならず、周囲温度の検出を可能とする周囲温度検出手段を構成することも可能である。
前述したように、周囲温度判断手段8・108において、所定のモニター時間M内における温度勾配プラス延べ時間の長さやオン制御延べ時間は、周囲温度の高低に関する情報を与えるものである。そして、温度勾配プラス延べ時間の長さまたはオン制御延べ時間と、周囲温度との間に、経験的な対応関係を見出すことが可能である。
以上の対応関係を利用して、実際に周囲温度検出を行うことで、温度勾配プラス延べ長さと、周囲温度との関係式を導出することが可能である。
【0056】
前記関係式の導出は、第一実施例の周囲温度判断手段8を利用する場合には、次のようにして行う。
まず、実験機とした画像形成装置に、周囲温度を検出する温度計等の温度検出手段を画像形成装置に設ける。該温度検出手段の配設位置は、定着装置から離間した位置である。
該実験機において、周囲温度の異なる多数の条件下で、実際に周囲温度検出を行うと共に、その条件毎に温度勾配プラス延べ時間の長さを算出する。この実験結果を元に、温度勾配プラス延べ時間の長さと、周囲温度との対応をグラフ化して、近似曲線(または直線)を導出する。以上のようにして、温度勾配プラス延べ時間の長さと周囲温度との対応関係式を導出することが可能である。
【0057】
そして、前記関係式を、第一実施例の画像形成装置40に備える制御装置60のメモリに記憶させる。このようにして、温度勾配プラス延べ時間の長さと周囲温度との対応関係式を備えた画像形成装置が構成される。該画像形成装置においては、前記周囲温度検出手段8による温度勾配プラス延べ時間の算出値を、前記関係式に代入して、周囲温度を導き出す、つまり検出することが可能である。
以上のように、周囲温度判断手段8と、実験機によって求めた前記関係式とを備えることで、周囲温度の検出を行うことが可能な画像形成装置を構成することができる。
【0058】
また、第二実施例の周囲温度判断手段108を利用する場合にも、周囲温度判断手段8を利用する場合と同様にして、実験機を用いた試行により、前記関係式を導出することが可能である。したがって、導出された関係式と、周囲温度判断手段108とを備えることで、周囲温度の検出を行うことが可能な画像形成装置を構成することができる。
以上のようにして、周囲温度判断手段8・108のどちらを利用しても、周囲温度の検出を可能とする周囲温度検出手段を構成することが可能である。
【0059】
【発明の効果】
請求項1記載の如く、定着装置に加熱ローラを備える画像形成装置であって、目標定着温度を変更可能とする目標温度設定部と、定着装置の周囲温度の高低を判断する周囲温度判断手段とを備え、周囲温度判断手段が設定温度域よりも周囲温度が高いと判断すると、目標温度設定部は目標定着温度を低く設定し、周囲温度判断手段が前記温度域よりも周囲温度が低いと判断すると、目標温度設定部は目標定着温度を高く設定するように制御するので、
定着装置や該定着装置を収容する装置(画像形成装置)の外部温度環境や、定着装置の使用時間等による周囲温度の変化が発生しても、用紙の定着における不具合が発生しない。つまり、用紙に定着性を維持させる以上の過剰な熱量を供給してカールが発生したり、供給する熱量が不足して定着性を損なうなどの不具合を防止できる。
特に、低温環境以外においては、目標定着温度を下げることができるので、前記カールの発生防止に加えて、印字時間の短縮や、消費電力の軽減に繋がる。
【0060】
請求項2記載の如く、周囲温度判断手段は、加熱ローラ表面の温度勾配を所定時間モニターする温度勾配モニター部と、温度勾配プラスの延べ時間(もしくは温度勾配のマイナス延べ時間)を算出する算出部とを備え、算出された温度勾配プラスの延べ時間(もしくは温度勾配マイナス延べ時間)と設定延べ時間域とを比較して周囲温度の高低を判断し、前記目標定着温度を変更するので、
定着装置に備える制御装置の機能を利用して、周囲温度の検出や、周囲温度が定着に適切な温度か否かの判断等を行うことが可能である。また、温度計等の温度検出手段を、加熱ローラ表面の温度検出を行うサーミスタに加えて別設する必要がない。したがって、コストアップが増大することがない。
【0061】
請求項3記載の如く、周囲温度判断手段は、加熱ローラのオン/オフ制御状態を所定時間モニターする制御状態モニター部と、オン制御延べ時間(もしくはオフ制御延べ時間)を算出する算出部とを備え、算出されたオン制御延べ時間(もしくはオフ制御延べ時間)と設定延べ時間域とを比較して周囲温度の高低を判断し、前記目標定着温度を変更するので、
定着装置に備える制御装置の機能を利用して、周囲温度の検出や、周囲温度が定着に適切な温度か否かの判断等を行うことが可能である。また、温度計等の温度検出手段を、加熱ローラ表面の温度検出を行うサーミスタに加えて別設する必要がない。したがって、コストアップが増大することがない。
【図面の簡単な説明】
【図1】画像形成装置40の構成を示す概略側面図である。
【図2】第一実施例の定着装置16の構成を示す概略側面図である。
【図3】周囲温度が設定温度域にある場合におけるサーミスタ31の検出温度とハロゲンランプ1のオン/オフ制御との時間変化を示す図である。
【図4】周囲温度が高い場合におけるサーミスタ31の検出温度とハロゲンランプ1のオン/オフ制御との時間変化を示す図である。
【図5】周囲温度が低い場合においるサーミスタ31の検出温度とハロゲンランプ1のオン/オフ制御との時間変化を示す図である。
【図6】周囲温度判断手段8における周囲温度の高さ判断の処理手順を示す手順図である。
【図7】温度勾配プラス延べ時間と周囲温度の高低との対応を示す図である。
【図8】第二実施例の定着装置116の構成を示す概略側面図である。
【図9】オン制御延べ時間と周囲温度の高低との対応を示す図である。
【図10】目標定着温度を固定とした従来の定着装置におけるサーミスタ5の検出温度およびハロゲンランプのオン/オフ制御の時間変化を示す図である。
【符号の説明】
16 定着装置
40 画像形成装置
60 制御装置
60a 目標温度設定部
60b 温度モニター部
60c 算出部
116 定着装置
140 画像形成装置
160 制御装置
160a 目標温度設定部
160b 温度モニター部
160c 算出部
Th・T・Tl 目標定着温度[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to an image forming apparatus provided with a heating roller in a fixing device, and more particularly to a technique for changing a target fixing temperature in response to a change in ambient temperature of the fixing device.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, a fixing device of a heat roller fixing type includes a heating roller provided with a heat source such as a halogen lamp, and a thermistor for detecting a temperature of a metal surface of the heating roller.
Then, on / off control of the halogen lamp is performed so that the surface temperature of the heating roller detected by the thermistor maintains a target fixing temperature (for example, 180 ° C.).
[0003]
[Problems to be solved by the invention]
The fixability of the toner on the paper by the heating roller changes depending on the surface temperature of the heating roller and the ambient temperature of the fixing device. When the ambient temperature is higher than usual, the fixing property is maintained even if the target fixing temperature is lowered.
However, at present, control for changing the target fixing temperature according to the ambient temperature is not performed, and the target fixing temperature is fixed. For this reason, the amount of heat applied to the sheet may be excessive, and a problem such as curling may occur. Alternatively, there is a case where the image forming apparatus including the fixing device is in a cold environment and the amount of heating is insufficient at a fixed target fixing temperature, thereby deteriorating the fixing property.
On the other hand, if a detecting means for detecting the ambient temperature is provided separately from the thermistor, the cost will increase.
[0004]
[Means for Solving the Problems]
The problem to be solved by the present invention is as described above. Next, means for solving the problem will be described.
More specifically, the image forming apparatus according to
[0005]
In the present invention, the ambient temperature determining means monitors a temperature gradient of the surface of the heating roller for a predetermined time, and a calculating section for calculating a total time of the temperature gradient plus (or a total time of the temperature gradient minus). With
The target fixing temperature is changed by comparing the calculated total time of the temperature gradient plus the total time (or the total temperature of the temperature gradient minus the total time) with the set total time range to determine whether the ambient temperature is high or low.
[0006]
According to a third aspect, the ambient temperature determining means includes a control state monitoring unit that monitors the on / off control state of the heating roller for a predetermined time, and a calculating unit that calculates the total on-control time (or the total off-control time). ,
The calculated on-control total time (or off-control total time) is compared with a set total time range to determine the level of the ambient temperature, and the target fixing temperature is changed.
[0007]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Two embodiments of the image forming apparatus of the present invention will be described with reference to the drawings. These are the
1 is a schematic side view showing the configuration of the image forming apparatus 40, FIG. 2 is a schematic side view showing the configuration of the
[0008]
The
[0009]
The configuration of each part of the image forming apparatus 40 of the first embodiment will be described with reference to FIG.
Inside the image forming apparatus 40, a
[0010]
The paper feeding device 18 includes a
[0011]
The developing
[0012]
The
[0013]
The
Then, toner is supplied to the electrostatic latent image from the developing
[0014]
As shown in FIG. 2, the fixing
A
The
The
2, the right side of the
[0015]
In addition, the fixing
[0016]
The image forming apparatus 40 is provided with a
The
[0017]
The
[0018]
As shown in FIG. 1, the
Specifically, the setting of the target fixing temperature is performed by changing a set value of an ON temperature at which the energization of the
In this embodiment, three target values T, Th, and Tl are set as target fixing temperatures (shown in FIGS. 4 and 5). Th>T> Tl. It is assumed that the basic target fixing temperature is T, and the target fixing temperature is changed to Th or Tl as necessary.
[0019]
When fixing the paper, the
The isothermal control by the
[0020]
As shown in FIG. 3, an off-temperature T_off and an on-temperature T_on are set around the target fixing temperature T. The OFF temperature T_off is a temperature at which the energization of the
[0021]
In the isothermal control of the
As described above, the
Note that, in FIG. 3 and FIGS. 4 and 5 described later, the temperature change detected by the
[0022]
The fixability of the toner on the
Heat is applied to the
Therefore, in order to make the fixing property of the
[0023]
FIG. 3 shows a time change between the detected temperature of the
[0024]
On the other hand, the left side of FIG. 4 shows a time change between the detected temperature of the
The state in which the ambient temperature is higher than the set temperature range is hereinafter referred to as “the ambient temperature is high”.
Similarly, the left side of FIG. 5 shows a time change between the detected temperature of the
The case where the ambient temperature is lower than the set temperature range is hereinafter referred to as “the ambient temperature is low”.
[0025]
The target
[0026]
The fixing
The ambient temperature judging means 8 is configured by utilizing a part of various devices constituting the fixing
[0027]
As shown in FIG. 6, the determination of the level of the ambient temperature by the ambient
First, the
Then, the temperature gradient plus the total time is compared with the upper threshold D1 and the lower threshold U1 (shown in FIG. 7) in the standard total time range (
These procedures are described in more detail below.
[0028]
First, monitoring of the temperature gradient of the
At the time of controlling the temperature of the
Then, the temperature gradient can be calculated by dividing the difference between the previous temperature detection value and the current temperature detection value by the time width Δt. The
As described above, the
[0029]
As shown in FIGS. 4A and 5A, the monitoring of the temperature gradient is performed only during a predetermined monitoring time M. In the case of this embodiment in which the monitoring of the temperature gradient is performed at the basic target fixing temperature T, the monitoring is started, for example, immediately after the
Note that, in the fixing
[0030]
Next, the processing in the calculation unit 60c will be described.
When the monitoring of the temperature gradient during the monitoring time M is completed by the
The temperature gradient plus is a case where the current temperature detection value is higher than the previous temperature detection value in the time width Δt, and means that the temperature is rising. Further, the temperature gradient minus is a case where the current temperature detection value is lower than the previous temperature detection value in the time width Δt, and means that the temperature is falling.
Incidentally, the temperature rise and the temperature fall of the
[0031]
Then, as shown in FIG. 7, when the temperature gradient plus the total time is shorter than the predetermined lower threshold D1, the ambient
[0032]
The upper threshold U1 and the lower threshold D1 are determined as follows.
As the ambient temperature increases and the difference from the target fixing temperature decreases, the
In the left part of FIG. 4A, the total time of the temperature gradient minus is longer than the total time of the plus temperature gradient. This indicates that the difference between the target fixing temperature and the ambient temperature is small, and the
On the other hand, in the left part of FIG. 5A, the total time of minus the temperature gradient is shorter than the total time of plus the temperature gradient. This shows a state in which the difference between the target fixing temperature and the ambient temperature is large and the
[0033]
That is, the temperature gradient plus the length of the total time within the predetermined monitoring time M gives information on the level of the ambient temperature. Thus, it is possible to find an empirical correspondence between the temperature gradient plus the length of the total time and the ambient temperature. That is, the lower limit and the upper limit of the temperature gradient plus the length of the total time can be experimentally obtained so as to provide a state in which the amount of heating is not excessive while the toner fixing property is secured.
In the present embodiment, an empirical correspondence between the temperature gradient plus the length of the total time and the ambient temperature is obtained by comparing the result of the temperature gradient monitoring by the ambient
For this reason, the time range of the temperature gradient plus the total time in which the printing condition is appropriate can be detected by a comparison experiment of the printing condition for each temperature gradient plus the total time. This time range is the above-mentioned standard total time range. Then, the lower limit of the standard total time range is set as the lower threshold D1, and the upper limit is set as the upper threshold U1.
[0034]
When the temperature gradient plus the total time is equal to the lower threshold D1, the ambient temperature at that time has reached the upper limit temperature of the set temperature range. Further, when the temperature gradient plus the total time becomes a time that matches the upper threshold value U1, the ambient temperature at that time has reached the lower limit temperature of the set temperature range.
Therefore, if the temperature gradient plus the total time is shorter than the lower threshold value D1, a problem of excessive heating of the
[0035]
In the present embodiment, the upper threshold U1 and the lower threshold D1 are thresholds for the temperature gradient plus the total time when the basic target fixing temperature T is monitored.
The upper threshold U1 and the lower threshold D1 for the temperature gradient plus the total time corresponding to the upper limit and the lower limit of the set temperature range change depending on the control target temperature of the equal temperature control for performing the temperature gradient monitoring.
For example, when the standby temperature lower than the basic target fixing temperature T is set as the control target value of the equal temperature control for performing the temperature gradient monitoring, when the upper threshold U1 and the lower threshold D1 are the target fixing temperature T, It is displaced to the long side compared to. This is because, during the isothermal control at the standby temperature, the standby temperature is closer to the ambient temperature than the target fixing temperature T, so that the
Therefore, it is necessary to use the upper threshold U1 and the lower threshold D1 corresponding to the setting of the control target temperature of the isothermal control in the temperature gradient monitor.
[0036]
As described above, the ambient
The ambient
Then, based on the determination of the level of the ambient temperature by the ambient
In a case where the "ambient temperature is high" shown in FIG. 4, the target
When the ambient temperature is in the set temperature range, the target
[0037]
As described above, by changing the set value of the target fixing temperature according to the level of the ambient temperature, the external temperature environment of the fixing
That is, it is possible to prevent problems such as curling due to the supply of an excessive amount of heat that is sufficient to maintain the fixing property of the sheet, and impairment of the fixing property due to insufficient supplied heat.
Particularly, in a non-low-temperature environment, the target fixing temperature can be lowered, which leads to not only the prevention of the curl, but also a reduction in printing time and a reduction in power consumption.
[0038]
In the above description, the ambient
Instead of calculating the total time of the temperature gradient plus, the total time of the temperature gradient minus is calculated, and based on the length of the temperature gradient minus the total time, in the same manner as described above, the judgment material regarding the level of the ambient temperature is determined. Obtainable.
[0039]
In the above description, the determination of the level of the ambient temperature by the ambient
Therefore, it is possible to determine whether the ambient temperature is higher or lower than a predetermined set temperature range or is within the set temperature range by using the function of the
[0040]
Next, an
The fixing
The ambient temperature judging means 108 is constituted by utilizing a part of various devices constituting the fixing
[0041]
As shown in FIG. 9, the determination of the level of the ambient temperature by the ambient temperature determining means 108 is performed as follows.
First, the
Then, the on-control total time is compared with the upper threshold U2 and the lower threshold D2 (FIG. 10) in the standard total time range (
If the total length of the ON control time falls between the lower threshold value D2 and the upper threshold value U2, it is determined that the ambient temperature is within the set temperature range, and the target fixing temperature is maintained without being changed ( Step 207). That is, if the ambient temperature of the fixing
These procedures are described in more detail below.
[0042]
First, monitoring of the on / off control of the
The ON / OFF control of the
As described above, the control
Although the time width Δt of the on / off control in the second embodiment is the same as the time width Δt of the detection by the
[0043]
As shown in FIGS. 4B and 5B, the monitoring of the control state is performed only during a predetermined monitoring time M. In the case of the present embodiment in which the monitoring of the control state is performed at the basic target fixing temperature T, the monitoring is started, for example, immediately after the
In the monitor, the monitoring is started after the rise from the standby temperature to the target fixing temperature is once completed in order to check the temperature gradient at the target fixing temperature.
[0044]
Next, the processing in the
When the ON / OFF control time is monitored during the monitoring time M by the control
[0045]
Then, as shown in FIG. 10, when the ON control total time is shorter than the predetermined lower threshold value D2, the ambient
[0046]
The length of the ON control total time within the predetermined monitoring time M also gives information on the level of the ambient temperature, similarly to the temperature gradient total time. Thus, it is possible to find an empirical correspondence between the temperature gradient plus the length of the total time and the ambient temperature. That is, the lower limit value and the upper limit value of the length of the ON control total time that can provide a state in which the heating amount is not excessive while the toner fixing property is ensured can be experimentally obtained.
In the present embodiment, the empirical relationship between the length of the ON control total time and the ambient temperature is obtained by comparing the result of the ON / OFF control state monitoring by the ambient temperature determining means 108 with the printing condition of the
For this reason, the time range of the ON control total time in which the printing condition is appropriate can be detected by a comparison experiment of the printing condition for each ON control total time. This time range is the above-mentioned standard total time range. Then, the lower limit of the standard total time range is set as the lower threshold D2, and the upper limit is set as the upper threshold U2.
[0047]
When the total on-control time is equal to the lower threshold value D2, the ambient temperature at that time has reached the upper limit temperature of the set temperature range. When the total on-control time is equal to the upper threshold value U2, the ambient temperature at that time has reached the lower limit temperature of the set temperature range.
If the total on-control time is shorter than the lower threshold value D2, a problem of excessive heating of the
[0048]
In the present embodiment, the upper threshold U2 and the lower threshold D2 are thresholds for the total on-control time when the basic target fixing temperature T is monitored.
Therefore, as in the case of the first embodiment using the temperature gradient plus the total time, by setting the control target temperature of the isothermal control in the on / off control state monitor, the upper threshold U2 and the lower threshold D2 corresponding to the setting are set. Must be used.
[0049]
As described above, the ambient temperature determining means 108 is configured.
The ambient temperature determining means 108 determines whether the actual ambient temperature is higher or lower or stays within the set temperature range as compared with the set temperature range in which the fixing property is maintained constant. Make indirect judgments based on the results of monitoring.
Then, based on the determination of the level of the ambient temperature by the ambient temperature determining means 108, the target
In the case where the "ambient temperature is high" shown in FIG. 4, the target
On the other hand, in a case where the "ambient temperature is low" shown in FIG. 5, the target
When the ambient temperature is in the set temperature range, the target
[0050]
In the above, the determination of the level of the ambient temperature by the ambient temperature determining means 108 monitors the on / off control state of the heating roller 3 (halogen lamp 1), and determines the length of the on-control total time in the standard total time range. The comparison is performed with the upper and lower threshold values U2 and D2.
For this reason, it is possible to determine whether the ambient temperature is higher or lower than a predetermined set temperature range or is within the set temperature range by using the function of the
[0051]
In the above description, the ambient temperature determining means 108 uses the length of the on-control total time within the predetermined monitoring time M to obtain information for determining the level of the ambient temperature.
Instead of calculating the ON control total time, the total time of the OFF control total time is calculated, and based on the length of the OFF control total time, it is possible to obtain the judgment material regarding the level of the ambient temperature in the same manner as described above. Can be.
[0052]
Further, in the above description, the monitoring of the control time by the ambient temperature determining means is performed at the time of isothermal control at the target fixing temperature of the
[0053]
In addition, the timing of the execution of the control state monitoring is immediately after the start of the isothermal control at the target fixing temperature in the above description, but is not limited to this timing. During the isothermal control at the target fixing temperature, the ambient temperature determining means periodically executes the monitor, and in response to the increase in the ambient temperature due to the heat generated from the fixing
[0054]
In the above-described first and second embodiments, the ambient temperature judging means 8 and 108 transmit the information relating to the temperature control of the
Instead of indirectly determining the level of the ambient temperature, the temperature around the fixing device may be directly detected by the temperature detecting unit. Specifically, this is performed as follows.
In the image forming apparatus, a temperature detecting means such as a thermometer is provided at a position apart from the fixing device, and the ambient temperature is detected by the temperature detecting means. Then, an upper threshold value and a lower threshold value of the ambient temperature are provided, and when the detected value of the ambient temperature is higher than the upper threshold value, the target fixing temperature is lowered, and when the detected value of the ambient temperature is lower than the lower threshold value, the target fixing temperature is raised. Shall be made. The determination of the upper threshold value and the lower threshold value can be made theoretically by obtaining a predicted value of the amount of heat applied to the
[0055]
Further, by using the ambient
As described above, in the ambient
By actually detecting the ambient temperature using the above correspondence, it is possible to derive a relational expression between the temperature gradient plus the total length and the ambient temperature.
[0056]
The derivation of the relational expression is performed as follows when the ambient
First, a temperature detector such as a thermometer for detecting an ambient temperature is provided in an image forming apparatus used as an experimental machine. The disposition position of the temperature detecting means is a position separated from the fixing device.
In this experimental machine, the ambient temperature is actually detected under a number of conditions with different ambient temperatures, and the length of the temperature gradient plus the total time is calculated for each condition. Based on the results of the experiment, the correspondence between the temperature gradient plus the length of the total time and the ambient temperature is graphed to derive an approximate curve (or straight line). As described above, it is possible to derive the correspondence relation expression between the temperature gradient plus the length of the total time and the ambient temperature.
[0057]
Then, the relational expression is stored in the memory of the
As described above, the image forming apparatus capable of detecting the ambient temperature can be configured by including the ambient
[0058]
Also, when using the ambient temperature determining means 108 of the second embodiment, the relational expression can be derived by trial using an experimental machine in the same manner as when using the ambient
As described above, it is possible to configure the ambient temperature detecting unit that can detect the ambient temperature by using either of the ambient
[0059]
【The invention's effect】
2. The image forming apparatus according to
Even when the ambient temperature changes due to the external temperature environment of the fixing device and the device (image forming device) accommodating the fixing device, the usage time of the fixing device, and the like, the problem in fixing the paper does not occur. That is, it is possible to prevent problems such as curling due to the supply of an excessive amount of heat that is sufficient to maintain the fixing property of the sheet, and impairment of the fixing property due to insufficient supplied heat.
Particularly, in a non-low-temperature environment, the target fixing temperature can be lowered, which leads to not only the prevention of the curl, but also a reduction in printing time and a reduction in power consumption.
[0060]
As described in claim 2, the ambient temperature determining means monitors a temperature gradient of the surface of the heating roller for a predetermined period of time, and a calculating unit that calculates a total time of the temperature gradient plus (or a total minus time of the temperature gradient). Since the calculated total time of the temperature gradient plus (or the total temperature of the temperature gradient minus the total time) is compared with the set total time range to determine the level of the ambient temperature and the target fixing temperature is changed,
Using the function of the control device provided in the fixing device, it is possible to detect the ambient temperature, determine whether the ambient temperature is appropriate for fixing, and the like. Further, it is not necessary to separately provide a temperature detecting means such as a thermometer in addition to the thermistor for detecting the temperature of the surface of the heating roller. Therefore, cost increase does not increase.
[0061]
According to a third aspect of the present invention, the ambient temperature determining means includes a control state monitoring unit that monitors the ON / OFF control state of the heating roller for a predetermined time, and a calculating unit that calculates the total ON control time (or the total OFF control time). Since the calculated on-control total time (or off-control total time) is compared with the set total time range to determine the level of the ambient temperature and the target fixing temperature is changed,
Using the function of the control device provided in the fixing device, it is possible to detect the ambient temperature, determine whether the ambient temperature is appropriate for fixing, and the like. Further, it is not necessary to separately provide a temperature detecting means such as a thermometer in addition to the thermistor for detecting the temperature of the surface of the heating roller. Therefore, cost increase does not increase.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic side view illustrating a configuration of an image forming apparatus 40.
FIG. 2 is a schematic side view illustrating a configuration of a fixing
FIG. 3 is a diagram showing a time change between the detected temperature of the thermistor 31 and the on / off control of the
FIG. 4 is a diagram showing a time change between the detected temperature of the thermistor 31 and the on / off control of the
FIG. 5 is a diagram showing a time change between the detected temperature of the thermistor 31 and the on / off control of the
FIG. 6 is a procedure diagram showing a processing procedure for determining the height of the ambient temperature in the ambient
FIG. 7 is a diagram showing the correspondence between the temperature gradient plus the total time and the level of the ambient temperature.
FIG. 8 is a schematic side view illustrating a configuration of a fixing device according to a second embodiment.
FIG. 9 is a diagram showing the correspondence between the total on-control time and the level of the ambient temperature.
FIG. 10 is a diagram showing a detected temperature of a
[Explanation of symbols]
16 Fixing device
40 Image forming apparatus
60 control device
60a Target temperature setting section
60b Temperature monitor
60c calculation unit
116 Fixing device
140 Image forming apparatus
160 control device
160a Target temperature setting section
160b Temperature monitor
160c calculation unit
Th / T / Tl Target fixing temperature
Claims (3)
周囲温度判断手段が設定温度域よりも周囲温度が高いと判断すると、目標温度設定部は目標定着温度を低く設定し、周囲温度判断手段が前記温度域よりも周囲温度が低いと判断すると、目標温度設定部は目標定着温度を高く設定するように制御する、
ことを特徴とする画像形成装置。An image forming apparatus including a heating roller in a fixing device, comprising: a target temperature setting unit configured to change a target fixing temperature; and an ambient temperature determination unit configured to determine a level of an ambient temperature of the fixing device.
When the ambient temperature determining unit determines that the ambient temperature is higher than the set temperature range, the target temperature setting unit sets the target fixing temperature to be low, and when the ambient temperature determining unit determines that the ambient temperature is lower than the temperature range, the target temperature setting unit sets the target fixing temperature. The temperature setting unit controls the target fixing temperature to be set higher,
An image forming apparatus comprising:
算出された温度勾配プラスの延べ時間(もしくは温度勾配マイナス延べ時間)と設定延べ時間域とを比較して周囲温度の高低を判断し、前記目標定着温度を変更する、
ことを特徴とする請求項1に記載の画像形成装置。The ambient temperature determining means includes a temperature gradient monitoring unit that monitors the temperature gradient of the surface of the heating roller for a predetermined time, and a calculating unit that calculates a total time of the temperature gradient plus (or a total time of the temperature gradient minus),
Comparing the calculated total time of the temperature gradient plus the total time (or the total temperature of the temperature gradient minus the total time) with the set total time range to determine the level of the ambient temperature, and changing the target fixing temperature;
The image forming apparatus according to claim 1, wherein:
算出されたオン制御延べ時間(もしくはオフ制御延べ時間)と設定延べ時間域とを比較して周囲温度の高低を判断し、前記目標定着温度を変更する、
ことを特徴とする請求項1に記載の画像形成装置。The ambient temperature determining means includes a control state monitoring unit that monitors the ON / OFF control state of the heating roller for a predetermined time, and a calculating unit that calculates an ON control total time (or OFF control total time),
Comparing the calculated on-control total time (or off-control total time) with a set total time range to determine whether the ambient temperature is high or low, and changing the target fixing temperature;
The image forming apparatus according to claim 1, wherein:
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2002235199A JP4042493B2 (en) | 2002-08-12 | 2002-08-12 | Image forming apparatus |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2002235199A JP4042493B2 (en) | 2002-08-12 | 2002-08-12 | Image forming apparatus |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2004077618A true JP2004077618A (en) | 2004-03-11 |
JP4042493B2 JP4042493B2 (en) | 2008-02-06 |
Family
ID=32019777
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2002235199A Expired - Lifetime JP4042493B2 (en) | 2002-08-12 | 2002-08-12 | Image forming apparatus |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP4042493B2 (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2009210811A (en) * | 2008-03-04 | 2009-09-17 | Fuji Xerox Co Ltd | Fixing device and image forming apparatus |
-
2002
- 2002-08-12 JP JP2002235199A patent/JP4042493B2/en not_active Expired - Lifetime
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2009210811A (en) * | 2008-03-04 | 2009-09-17 | Fuji Xerox Co Ltd | Fixing device and image forming apparatus |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP4042493B2 (en) | 2008-02-06 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US11448986B2 (en) | Image forming apparatus and image heating apparatus | |
US7242880B2 (en) | Fixing apparatus and heating apparatus control method | |
US20120051774A1 (en) | Image forming apparatus | |
US8285167B2 (en) | Fixing device | |
JP6827726B2 (en) | Image forming device | |
JP2020052247A (en) | Image forming apparatus | |
JP4687043B2 (en) | Fixing device | |
JP2014194443A (en) | Fixation control device and image forming apparatus | |
JP4042494B2 (en) | Image forming apparatus | |
JP6707325B2 (en) | Image forming apparatus, control method, and control program | |
JP4042493B2 (en) | Image forming apparatus | |
JP4042495B2 (en) | Image forming apparatus | |
JP2009223058A (en) | Fixing unit and image forming apparatus | |
JP2009265387A (en) | Fuser | |
JP2007163858A (en) | Fixing device and image forming apparatus | |
US20150347885A1 (en) | Image forming apparatus, method to convey a sheet, and computer readable medium for the image forming apparatus | |
JP2004309950A (en) | Image forming apparatus | |
JP2017227664A (en) | Fixation device and image formation device | |
JP5695161B2 (en) | Image forming apparatus | |
JP5400016B2 (en) | Image forming apparatus | |
JP3308732B2 (en) | Fixing device controller | |
US9316969B2 (en) | Fuser control device and image forming apparatus | |
JP2008209538A (en) | Image fixing unit and image forming device equipped therewith | |
JP3738945B2 (en) | Fixing temperature control method in electrophotographic apparatus | |
JP2006162672A (en) | Fixing device |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20040419 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20050909 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20051004 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20051129 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20060912 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20061024 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20071023 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20071105 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 4042493 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20101122 Year of fee payment: 3 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20101122 Year of fee payment: 3 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20111122 Year of fee payment: 4 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20121122 Year of fee payment: 5 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20131122 Year of fee payment: 6 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20131122 Year of fee payment: 6 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
EXPY | Cancellation because of completion of term |