JP2004295044A - Image forming apparatus - Google Patents
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Abstract
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、画像形成装置に関し、より詳しくは、ウォームアップ時間を短縮しつつ、画質を高く維持することができるとともに省エネルギーに資することができる画像形成装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
従来の画像形成装置として、特許文献1に開示されたプリンタが知られている。このプリンタは、加熱源を有する定着ローラと、定着ローラに対して従動する加圧ローラとを備え、定着ローラのウォームアップ中に、定着ローラを予め設定された温度に達するまで回転させる制御を行うことで、ウォームアップ時間の短縮を図っている。
【0003】
【特許文献1】
特開2002−40871号公報(段落[0040]および[0044]を参照)
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、この従来の画像形成装置においては、定着ローラの温度に基づいて定着ローラの回転が制御されるので、加圧ローラが最適な温度になってなくても通紙が開始されてしまい、不良画像が生じてしまうという不都合があった。また、定着ローラが予め設定された温度に達するように制御が行われるので、余分な熱が加圧ローラに伝わり、エネルギーを無駄に消費してしまうという不都合もあった。
【0005】
そこで、本発明は、ウォームアップ時間を短縮しつつ、画質を高く維持することができるとともに省エネルギーに資することができる画像形成装置を提供することを目的とする。
【0006】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するため、本発明に係る画像形成装置は、熱をシートに加える加熱手段と、前記加熱手段に対向する位置に設けられシートに圧力を加える加圧手段と、前記加圧手段に実際に蓄えられている実熱量を算出する実熱量算出手段と、前記実熱量算出手段によって算出された実熱量と前記加圧手段に蓄えられるべき理想熱量とを比較して、前記加熱手段から前記加圧手段への熱の移動量を制御する制御信号を出力する熱移動量制御手段とを備えることを特徴とする構成を有している。
【0007】
本発明に係る画像形成装置においては、前記熱移動量制御手段は、シートの属性、粉末インクの属性、環境温度および雰囲気温度の少なくとも1つを決定要素として理想熱量を決定することを特徴とする構成を有している。ここで、シートの属性とは、シート厚さやシートの材質など広くシートの性質をいう。粉末インクの属性とは、色や原材料など広く粉末インクの性質をいう。環境温度とは、室温など装置周辺の温度をいう。雰囲気温度とは、加圧手段周辺の温度をいう。
【0008】
本発明に係る画像形成装置においては、前記実熱量算出手段は、前記加熱手段の温度を算出要素の1つとして実熱量を算出することを特徴とする構成を有している。
【0009】
本発明に係る画像形成装置においては、前記実熱量算出手段は、前記加熱手段が加熱を終了した時点を起点とする時間経過を算出要素の1つとして実熱量を算出することを特徴とする構成を有している。
【0010】
本発明に係る画像形成装置においては、前記熱移動量制御手段によって出力された制御信号に基づいて前記加熱手段と前記加圧手段との間に生じるニップの幅を制御するニップ幅制御手段を備えることを特徴とする構成を有している。
【0011】
本発明に係る画像形成装置においては、前記熱移動量制御手段によって出力された制御信号に基づいて前記加熱手段および前記加圧手段の少なくとも一方の駆動速度を制御する駆動速度制御手段を備えることを特徴とする構成を有している。
【0012】
本発明に係る画像形成装置においては、前記加圧手段に対して接離可能な接離部と前記加圧手段の温度よりも高温となる部位に位置する高温部との間で熱を循環させる熱循環手段と、前記熱移動量制御手段によって出力された制御信号に基づいて前記熱循環手段の前記接離部における接離動作を制御する接離制御手段を備えることを特徴とする構成を有している。
【0013】
【発明の実施の形態】
以下、図1ないし図8を参照して本発明に係る画像形成装置の好ましい実施の形態を説明する。
【0014】
(第1の実施の形態)
図1ないし図3を参照して本発明にかかる画像形成装置の第1の実施の形態であるプリンタの構成を説明する。図1に示すように、プリンタ1は、ベルト2と、ベルト2の内周面2aを押圧する押圧ローラ3と、ベルト2の内周面2aを押圧する押圧パッド4と、ベルト2の内周面2aを押圧するテンションローラ5と、ベルト2に対向する位置にあってベルト2の外周面2bに圧力を加える加圧ローラ6とを有する。
【0015】
ベルト2は、ポリイミドなどの耐熱性樹脂を基体としている。ベルト2の外周面2bには、フッ素樹脂などの離型性材料が被覆され、ベルト2の外周面2bの下層には、フッ素ゴムなどの耐熱弾性層が形成されている。
【0016】
押圧ローラ3は、その両端に回転軸3aを有する。押圧ローラ3の回転軸3aは、支持板7によって回動自在に支持されている。支持板7には、移動カム8が当接している。移動カム8が図示しないソレノイドによって回転すると、支持板7が押圧ローラ3の回転軸3aを移動させる。押圧ローラ3の回転軸3aが移動すると、ベルト2の内周面に対する押圧ローラ3の押圧力が変化する。これによって、ベルト2の外周面2aと加圧ローラ6との間に生じるニップの幅L0が変化する。
【0017】
テンションローラ5は、スプリング9によってA方向に張架され、ベルト2の内周面2aを押圧している。テンションローラ5は、薄肉に成形された金属ローラであって、テンションローラ5の内部に設けたれたハロゲンヒータ10が発する熱をベルト2に加えている。テンションローラ5とベルト2を介して対向する位置には、ベルト2の温度を検知するためのサーミスタ11が設けられている。
【0018】
加圧ローラ6は、図示しないモータによってB方向に駆動される。加圧ローラ6がベルト2に圧力を加えると、ベルト2と加圧ローラ6との間に摩擦力が生じる。これによって、ベルト2は加圧ローラ6に従動し、加圧ローラがB方向に駆動されると、ベルト2はC方向に移動する。ベルト2がC方向に移動すると、トナー12を載せたシート13は、D方向に移動し、ニップ部を通過する。
【0019】
このように、ベルト2、テンションローラ5およびハロゲンヒータ10は、加熱手段としての機能を有する。また、加圧ローラ6は、加圧手段としての機能を有する。
【0020】
図2に示すように、プリンタ1は、各種プログラムを格納するROM21と、ROM21に格納された各種プログラムを解釈して処理を実行するCPU22と、CPU22の処理結果を記憶するRAM23と、サーミスタなどからの信号が入力される入力部24と、計時用のタイマー25とを有する。
【0021】
ROM21には、加圧ローラ6に実際に蓄えられている実熱量を算出する実熱量算出プログラムと、算出された実熱量と加圧ローラ6に蓄えられるべき理想熱量とを比較しベルト2から加圧ローラ6への熱の移動量を制御する制御信号を出力する熱移動量制御プログラムと、出力された制御信号に基づいてベルト2と加圧ローラ6との間に生じるニップの幅を制御するニップ幅制御プログラムと、出力された制御信号に基づいてハロゲンヒータ10への通電を制御する通電制御プログラムと、サーミスタ10の検知温度が所定値に達したか否かを監視する温度監視プログラムが格納されている。
【0022】
このように、ROM21およびCPUは、実熱量算出手段としての機能、熱移動量制御手段としての機能およびニップ幅制御手段としての機能としての機能を有している。
【0023】
次に、図3を参照して、本実施の形態におけるコピー機の特徴的動作を説明する。図3に示すように、電源が投入されると、CPU22は、ROM21に格納された実熱量算出プログラムを実行して、実熱量の算出に必要な情報を取得する(ステップS1)。具体的には、CPU22は、ROM21に格納された実熱量算出プログラムを実行して、ハロゲンヒータ10が加熱を終了した時点を起点とする時間経過を算出要素の1つとしてタイマー23から取得する。また、CPU22は、ROM21に格納された実熱量算出プログラムを実行して、サーミスタ11が検知したベルト2の温度を算出要素の1つとしてサーミスタ11から取得する。
【0024】
実熱量の算出に必要な情報が取得されると、CPU22は、ROM21に格納された実熱量算出プログラムを実行して、ハロゲンヒータ10が加熱を終了した時点を起点とする時間経過およびサーミスタ11が検知したベルト2の温度を算出要素として、加圧ローラ6に蓄えられている実熱量を算出する(ステップS2)。
【0025】
具体的には、ハロゲンヒータ10が加熱を終了した時点を起点とする時間経過とサーミスタ11が検知したベルト2の温度との関係に基づいて、ベルト2の温度低減率が算出される。ここで、ベルト2の温度低減率と加圧ローラ6に蓄えられている実熱量との関係を示す実熱量テーブルが用意されており、算出されたベルト2の温度低減率を実熱量テーブルに適用することによって、加圧ローラ6に蓄えられている実熱量が算出される。
【0026】
ステップS2において、加圧ローラ6に蓄えられている実熱量が算出されると、CPU22は、ROM21に格納された熱移動量制御プログラムを実行して、加圧ローラ6に蓄えられるべき理想熱量を算出する(ステップS3)。
【0027】
具体的には、前述のベルト2の温度低減率と環境温度との関係を示すテーブルが用意されており、算出されたベルト2の温度低減率を環境温度テーブルに適用することによって、環境温度が算出される。ここで、環境温度と理想熱量との関係を示す理想熱量テーブルが用意されており、算出された環境温度を理想熱量テーブルに適用することによって、理想熱量が算出される。また、理想熱量テーブルとして、環境温度の他に、シートの厚さや材質、粉末インクの色や原材料、加圧ローラ6周囲における雰囲気温度などの要素を考慮したものが用意されることが望ましい。
【0028】
ステップS3において、加圧ローラ6に蓄えられるべき理想熱量が算出されると、CPU22は、ROM21に格納された熱移動量制御プログラムを実行して、算出された実熱量と算出された理想熱量とを差分し、ベルトから加圧ローラ6への熱移動量を算出する(ステップS4)。
【0029】
熱移動量が算出されると、CPU22は、ROM21に格納されたニップ幅制御手段プログラムを実行して、移動カム8を駆動してニップ幅L0を制御する(ステップS5)。
【0030】
具体的には、算出された熱移動量が大きい場合には、ニップ幅L0が大きくなるように制御され、他方、算出された熱移動量が小さい場合には、ニップ幅L0が小さくなるように制御される。
【0031】
図4に示すように、ニップ幅L0が相対的に広い場合を示す条件Aにおいては、ベルト2が最適な温度になるまでに時間T0を要する。これに対して、ニップ幅L0が相対的に狭い場合を示す条件Bにおいては、ベルト2が最適な温度になるまでに時間T1(T1<T0)を要する。つまり、ベルト2が最適な温度になるまでにかかる時間は、ニップ幅L0が相対的に広い場合の方よりもニップ幅L0が相対的に狭い場合の方が短くなる。他方、時間T0における加圧ローラ6の温度は、ニップ幅L0が相対的に狭い場合の方よりもニップ幅L0が相対的に広い場合の方が高くなる。すなわち、時間T0における加圧ローラ6の実熱量は、ニップ幅L0が相対的に狭い場合の方よりもニップ幅L0が相対的に広い場合の方が大きくなる。
【0032】
ステップS5において、ニップ幅L0が制御されると、CPU22は、ROM21に格納された通電制御プログラムを実行して、算出された熱移動量に基づいて、ベルト2から加圧ローラ6への熱移動に必要な通電時間(以下、ウォームアップ時間という)を算出する。さらに、CPU22は、ROM21に格納された通電制御プログラムを実行して、ハロゲンヒータ10に対する通電(以下、ウォームアップという)を開始する(ステップS6)。
【0033】
ウォームアップが開始されると、CPU22は、ROM21に格納された通電制御プログラムを実行して、タイマ25からの信号に基づいてウォームアップ時間が経過したか否かを判定する。同時に、CPU22は、ROM21に格納された温度監視プログラムを実行して、サーミスタ11からの検知信号に基づいてサーミスタ11の検知温度が所定値Tuを超えたか否かを判定する(ステップS7)。
【0034】
ステップS7において、サーミスタ11の検知温度が所定値Tuを超えたと判定された場合、または、ウォームアップ時間が経過したと判定された場合には、CPU22は、ROM21に格納された通電制御プログラムを実行して、ウォームアップを終了する(ステップS8)。
【0035】
以上本実施の形態構成によれば、加圧ローラ6に実際に蓄えられている実熱量と加圧ローラ6に蓄えられるべき理想熱量とが比較され、ベルト2から加圧ローラ6への熱の移動量が制御されるので、ベルト2から加圧ローラ6への熱の移動量が過多および過少になることが防止される。つまり、ベルト2から加圧ローラ6への熱の移動量が過多になることが防止されるので、余分な熱を移動させる時間が削減され、ウォームアップ時間を短縮することができる。また、ベルト2から前記加圧ローラ6への熱の移動量が過多になることが防止されるので、余分な熱を生成するエネルギーが削減され、省エネルギーに資することができる。他方、ベルト2から加圧ローラ6への熱の移動量が過少になることが防止されるので、トナー12が十分に溶けて、画質を高く維持することができる。
【0036】
本実施の形態構成によれば、シート13の属性、トナー12の属性、環境温度および雰囲気温度の少なくとも1つを決定要素として理想熱量が決定されるので、ベルト2から加圧ローラ6への熱の移動量は、シート13の属性、トナー12の属性、環境温度および雰囲気温度の少なくとも1つに適した量になる。つまり、ベルト2から加圧ローラ6への熱の移動量がシート13の属性、トナー12の属性、環境温度および雰囲気温度の少なくとも1つに適した量になるので、余分な熱を移動させる時間がより削減され、ウォームアップ時間をより短縮することができる。また、余分な熱を生成するエネルギーがより削減され、省エネルギーにより資することができる。さらに、トナー12がより十分に溶けて、画質をより高く維持することができる。
【0037】
本実施の形態構成によれば、ベルト2の温度を算出要素の1つとして実熱量が算出されるので、ベルト2から加圧ローラ6への熱の移動量が過多および過少になることが正確に防止される。つまり、ベルト2から加圧ローラ6への熱の移動量が過多になることが正確に防止されるので、余分な熱を移動させる時間がより削減され、ウォームアップ時間をより短縮することができる。また、ベルト2から加圧ローラ6への熱の移動量が過多になることが正確に防止されるので、余分な熱を生成するエネルギーがより削減され、省エネルギーにより資することができる。他方、ベルト2から加圧ローラ6への熱の移動量が過少になることが正確に防止されるので、トナー12がより十分に溶けて、画質をより高く維持することができる。
【0038】
本実施の形態構成によれば、ベルト2が加熱を終了した時点を起点とする時間経過を算出要素の1つとして実熱量が算出されるので、ベルト2から加圧ローラ6への熱の移動量が過多および過少になることが正確に防止される。つまり、ベルト2から加圧ローラ6への熱の移動量が過多になることが正確に防止されるので、余分な熱を移動させる時間がより削減され、ウォームアップ時間をより短縮することができる。また、ベルト2から加圧ローラ6への熱の移動量が過多になることが正確に防止されるので、余分な熱を生成するエネルギーがより削減され、省エネルギーにより資することができる。他方、ベルト2から加圧ローラ6への熱の移動量が過少になることが正確に防止されるので、トナー12がより十分に溶けて、画質をより高く維持することができる。
【0039】
本実施の形態構成によれば、ベルト2と加圧ローラ6との間に生じるニップの幅が制御されるので、ベルト2から加圧ローラ6への熱の移動量が過多および過少になることが防止される。つまり、ベルト2から加圧ローラ6への熱の移動量が過多になることが防止されるので、余分な熱を移動させる時間が削減され、ウォームアップ時間を短縮することができる。また、ベルト2から前記加圧ローラ6への熱の移動量が過多になることが防止されるので、余分な熱を生成するエネルギーが削減され、省エネルギーに資することができる。他方、ベルト2から加圧ローラ6への熱の移動量が過少になることが防止されるので、トナー12が十分に溶けて、画質を高く維持することができる。
【0040】
(第2の実施の形態)
図5を参照して、本発明に係る画像形成装置の第2の実施の形態の特徴的な部分を説明し、第1の実施の形態と重複する部分の説明を省略する。ROM21には、制御信号に基づいて加圧ローラ6の駆動速度を制御する駆動速度制御プログラムが格納されている。
【0041】
図5に示すように、電源が投入されると、CPU22は、ROM21に格納された実熱量算出プログラムを実行して、実熱量の算出に必要な情報を取得する(ステップS11)。
【0042】
実熱量の算出に必要な情報が取得されると、CPU22は、ROM21に格納された実熱量算出プログラムを実行して、ハロゲンヒータ10が加熱を終了した時点を起点とする時間経過およびサーミスタ11が検知したベルト2の温度を算出要素として、加圧ローラ6に蓄えられている実熱量を算出する(ステップS12)。
【0043】
ステップS12において、加圧ローラ6に蓄えられている実熱量が算出されると、CPU22は、ROM21に格納された熱移動量制御プログラムを実行して、加圧ローラ6に蓄えられるべき理想熱量を算出する(ステップS13)。
【0044】
ステップS13において、加圧ローラ6に蓄えられるべき理想熱量が算出されると、CPU22は、ROM21に格納された熱移動量制御プログラムを実行して、算出された実熱量と算出された理想熱量とを差分し、ベルトから加圧ローラ6への熱移動量を算出する(ステップS14)。
【0045】
熱移動量が算出されると、CPU22は、ROM21に格納された駆動速度制御プログラムを実行して、加圧ローラ6の駆動速度を制御する(ステップS15)。具体的には、算出された熱移動量が大きい場合には、駆動速度が大きくなるように制御され、他方、算出された熱移動量が小さい場合には、駆動速度が小さくなるように制御される。
【0046】
駆動速度が制御されると、CPU22は、ROM21に格納された通電制御プログラムを実行して、算出された熱移動量に基づいて、ベルト2から加圧ローラ6への熱移動に必要な通電時間(以下、ウォームアップ時間という)を算出する。さらに、CPU22は、ROM21に格納された通電制御プログラムを実行して、ハロゲンヒータ10に対する通電(以下、ウォームアップという)を開始する(ステップS16)。
【0047】
ウォームアップが開始されると、CPU22は、ROM21に格納された通電制御プログラムを実行して、タイマ25からの信号に基づいてウォームアップ時間が経過したか否かを判定する。同時に、CPU22は、ROM21に格納された温度監視プログラムを実行して、サーミスタ11からの検知信号に基づいてサーミスタ11の検知温度が所定値Tuを超えたか否かを判定する(ステップS17)。
【0048】
ステップS8において、サーミスタ11の検知温度が所定値Tuを超えたと判定された場合、または、ウォームアップ時間が経過したと判定された場合には、CPU22は、ROM21に格納された通電制御プログラムを実行して、ウォームアップを終了する(ステップS18)。
【0049】
なお、本実施の形態では、ベルト2が加圧ローラ6に従動するので、加圧ローラ6の駆動速度が制御されているが、加圧ローラ6がベルト2に従動する場合には、ベルト2の駆動速度が制御されることになる。
【0050】
以上本実施の形態構成によれば、ベルト2および加圧ローラ6の少なくとも一方の駆動速度が制御されるので、ベルト2から加圧ローラ6への熱の移動量が過多および過少になることが防止される。つまり、ベルト2から加圧ローラ6への熱の移動量が過多になることが防止されるので、余分な熱を移動させる時間が削減され、ウォームアップ時間を短縮することができる。また、ベルト2から加圧ローラ6への熱の移動量が過多になることが防止されるので、余分な熱を生成するエネルギーが削減され、省エネルギーに資することができる。他方、ベルト2から加圧ローラ6への熱の移動量が過少になることが防止されるので、トナー12が十分に溶けて、画質を高く維持することができる。
【0051】
(第3の実施の形態)
図6ないし図8を参照して、本発明に係る画像形成装置の第3の実施の形態の特徴的な部分を説明し、第1の実施の形態と重複する部分の説明を省略する。図6に示すように、中空の環状パイプ17が、加圧ローラ6に対向する位置に設けられている。環状パイプ17の内部には、ウイック層が形成されており、熱伝達媒体として液体が封入されている。液体はその熱伝導率が金属の熱伝導率の数百倍であるから、熱移動の効率を高める働きを有する。
【0052】
図7に示すように、環状パイプ17は、押圧ローラ3の回転軸3aの軸方向に平行な2つの平行部17a、17bを有している。環状パイプ17の平行部17aは、ベルト2の内周面2aに常時当接している。他方、環状パイプ17の平行部17bは、移動具18の動作に応じて加圧ローラ6に対して接離するようになっている。
【0053】
このように、環状パイプ17は、熱循環手段としての機能を有する。環状パイプ17の平行部17aは、高温部としての機能を有する。環状パイプ17の平行部17bは、接離部としての機能を有する。
【0054】
また、ROM21には、制御信号に基づいて環状パイプ17の平行部17aの接離動作を制御する接離制御プログラムが格納されている。このように、ROM21およびCPU22は、接離制御手段としての機能を有する。
【0055】
次に、図8を参照して、第3の実施の形態の特徴的動作を説明する。図8に示すように、電源が投入されると、CPU22は、ROM21に格納された実熱量算出プログラムを実行して、実熱量の算出に必要な情報を取得する(ステップS21)。
【0056】
実熱量の算出に必要な情報が取得されると、CPU22は、ROM21に格納された実熱量算出プログラムを実行して、ハロゲンヒータ10が加熱を終了した時点を起点とする時間経過およびサーミスタ11が検知したベルト2の温度を算出要素として、加圧ローラ6に蓄えられている実熱量を算出する(ステップS22)。
【0057】
ステップS22において、加圧ローラ6に蓄えられている実熱量が算出されると、CPU22は、ROM21に格納された熱移動量制御プログラムを実行して、加圧ローラ6に蓄えられるべき理想熱量を算出する(ステップS23)。
【0058】
ステップS23において、加圧ローラ6に蓄えられるべき理想熱量が算出されると、CPU22は、ROM21に格納された熱移動量制御プログラムを実行して、算出された実熱量と算出された理想熱量とを差分し、ベルトから加圧ローラ6への熱移動量を算出する(ステップS24)。
【0059】
熱移動量が算出されると、CPU22は、ROM21に格納された接離制御プログラムを実行して、算出された熱移動量に基づいて、加圧ローラ6に対して環状パイプ17の平行部17bを接触させる接触時間(ウォームアップ時間に対応する)を算出する(ステップS25)。
【0060】
具体的には、算出された熱移動量が大きい場合には、接離時間を長くする決定がなされ、他方、算出された熱移動量が小さい場合には、接離時間を短くする決定がなされる。
【0061】
ステップS25において接触時間が算出されると、CPU22は、ROM21に格納された接離制御プログラムを実行して、加圧ローラ6に対して環状パイプ17の平行部17bを接触させるように移動具18の動作を制御する。このとき、CPU22は、ROM21に格納された通電制御プログラムを実行して、ハロゲンヒータ10への通電を行っている(ステップS26)。
【0062】
接触が開始されると、CPU22は、ROM21に格納された接離制御プログラムを実行して、タイマ25からの信号に基づいて接触時間が経過したか否かを判定する。同時に、CPU22は、ROM21に格納された温度監視プログラムを実行して、サーミスタ11からの検知信号に基づいてサーミスタ11の検知温度が所定値Tuを超えたか否かを判定する(ステップS27)。
【0063】
ステップS8において、サーミスタ11の検知温度が所定値Tuを超えたと判定された場合、または、接触時間が経過したと判定された場合には、CPU22は、ROM21に格納された接離制御プログラムを実行して、環状パイプ17の平行部17bを加圧ローラ6から離すように移動具18の動作を制御する(ステップS28)。
【0064】
以上本実施の形態構成によれば、ベルト2に対して接離可能な環状パイプ17の平行部17bと加圧ローラ6の温度よりも高温となる部位に位置する環状パイプ17の平行部17aとの間で液体を媒体とした熱循環が行われるので、ベルト2から加圧ローラ6への熱の移動量が過多および過少になることが防止される。つまり、ベルト2から加圧ローラ6への熱の移動量が過多になることが防止されるので、余分な熱を移動させる時間が削減され、ウォームアップ時間を短縮することができる。また、ベルト2から加圧ローラ6への熱の移動量が過多になることが防止されるので、余分な熱を生成するエネルギーが削減され、省エネルギーに資することができる。他方、ベルト2から加圧ローラ6への熱の移動量が過少になることが防止されるので、トナー12が十分に溶けて、画質を高く維持することができる。
【0065】
【発明の効果】
本発明によれば、加圧手段に実際に蓄えられている実熱量と加圧手段に蓄えられるべき理想熱量とが比較され、加熱手段から加圧手段への熱の移動量が制御されるので、加熱手段から加圧手段への熱の移動量が過多および過少になることが防止される。つまり、加熱手段から加圧手段への熱の移動量が過多になることが防止されるので、余分な熱を移動させる時間が削減され、ウォームアップ時間を短縮することができる。また、加熱手段から前記加圧手段への熱の移動量が過多になることが防止されるので、余分な熱を生成するエネルギーが削減され、省エネルギーに資することができる。他方、加熱手段から加圧手段への熱の移動量が過少になることが防止されるので、粉末インクが十分に溶けて、画質を高く維持することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1の実施の形態であるコピー機の画像形成部の構成を示す部分側面図
【図2】本発明の第1の実施の形態であるコピー機の構成を示すブロック図
【図3】本発明の第1の実施の形態であるコピー機の動作を示すフローチャート
【図4】経過時間とベルトの温度および加圧ローラの温度との関係を示すグラフ
【図5】本発明の第2の実施の形態であるコピー機の動作を示すフローチャート
【図6】本発明の第3の実施の形態であるコピー機の画像形成部の構成を示す部分側面図
【図7】本発明の第3の実施の形態であるコピー機の構成を示す部分正面図
【図8】本発明の第3の実施の形態であるコピー機の動作を示すフローチャート
【符号の説明】
2 ベルト(加熱手段)
5 テンションローラ(加熱手段)
6 加圧ローラ(加圧手段)
10 ハロゲンヒータ(加熱手段)
17 環状パイプ(熱循環手段)
18 移動具(熱循環手段)
21 ROM(実熱量算出手段、熱移動量制御手段、ニップ幅制御手段、駆動速度制御手段、接離制御手段)
22 CPU(実熱量算出手段、熱移動量制御手段、ニップ幅制御手段、駆動速度制御手段、接離制御手段)[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to an image forming apparatus, and more particularly, to an image forming apparatus that can maintain high image quality and contribute to energy saving while shortening a warm-up time.
[0002]
[Prior art]
2. Description of the Related Art As a conventional image forming apparatus, a printer disclosed in Patent Document 1 is known. The printer includes a fixing roller having a heating source, and a pressure roller driven by the fixing roller, and performs control to rotate the fixing roller until a predetermined temperature is reached during warm-up of the fixing roller. In this way, the warm-up time is reduced.
[0003]
[Patent Document 1]
JP-A-2002-40871 (see paragraphs [0040] and [0044])
[0004]
[Problems to be solved by the invention]
However, in this conventional image forming apparatus, since the rotation of the fixing roller is controlled based on the temperature of the fixing roller, paper feeding is started even if the temperature of the pressure roller does not reach the optimum temperature. There is a disadvantage that an image is generated. In addition, since control is performed so that the fixing roller reaches a preset temperature, excess heat is transmitted to the pressure roller, and energy is wasted.
[0005]
Accordingly, it is an object of the present invention to provide an image forming apparatus that can maintain high image quality while reducing warm-up time and contribute to energy saving.
[0006]
[Means for Solving the Problems]
In order to solve the above problems, an image forming apparatus according to the present invention includes a heating unit that applies heat to a sheet, a pressing unit that is provided at a position facing the heating unit and applies pressure to a sheet, Actual heat amount calculation means for calculating the actual heat amount actually stored, and comparing the actual heat amount calculated by the actual heat amount calculation means with the ideal heat amount to be stored in the pressurizing means, from the heating means Heat transfer amount control means for outputting a control signal for controlling the amount of heat transferred to the pressurizing means.
[0007]
In the image forming apparatus according to the present invention, the heat transfer amount control unit determines an ideal heat amount using at least one of a sheet attribute, a powder ink attribute, an environmental temperature, and an ambient temperature as a determining factor. It has a configuration. Here, the attributes of the sheet refer to the properties of the sheet, such as the sheet thickness and the material of the sheet. The attribute of the powder ink refers to the properties of the powder ink, such as colors and raw materials. The environmental temperature refers to a temperature around the device such as a room temperature. The ambient temperature refers to the temperature around the pressure means.
[0008]
In the image forming apparatus according to the present invention, the actual heat amount calculating unit calculates the actual heat amount by using the temperature of the heating unit as one of the calculation elements.
[0009]
In the image forming apparatus according to the present invention, the actual heat amount calculating unit may calculate the actual heat amount by using a time lapse starting from the time when the heating unit ends heating as one of the calculation elements. have.
[0010]
The image forming apparatus according to the present invention includes a nip width control unit that controls a nip width generated between the heating unit and the pressing unit based on a control signal output by the heat transfer amount control unit. It has a configuration characterized by the following.
[0011]
The image forming apparatus according to the present invention may further include a driving speed control unit that controls a driving speed of at least one of the heating unit and the pressing unit based on a control signal output by the heat transfer amount control unit. It has a characteristic configuration.
[0012]
In the image forming apparatus according to the present invention, heat is circulated between the contacting / separating portion that can contact and separate from the pressurizing unit and a high-temperature portion located at a portion where the temperature becomes higher than the temperature of the pressing unit. A heat circulating means; and a contact / separation control means for controlling a contact / separation operation in the contact / separation part of the heat circulation means based on a control signal output by the heat transfer amount control means. are doing.
[0013]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, a preferred embodiment of an image forming apparatus according to the present invention will be described with reference to FIGS.
[0014]
(First Embodiment)
A configuration of a printer which is a first embodiment of the image forming apparatus according to the present invention will be described with reference to FIGS. As shown in FIG. 1, the printer 1 includes a
[0015]
The
[0016]
The
[0017]
The
[0018]
The
[0019]
Thus, the
[0020]
As shown in FIG. 2, the printer 1 includes a
[0021]
The
[0022]
As described above, the
[0023]
Next, the characteristic operation of the copying machine according to the present embodiment will be described with reference to FIG. As shown in FIG. 3, when the power is turned on, the
[0024]
When the information necessary for calculating the actual heat amount is acquired, the
[0025]
Specifically, the temperature reduction rate of the
[0026]
When the actual heat amount stored in the
[0027]
Specifically, a table indicating the relationship between the above-described temperature reduction rate of the
[0028]
In step S3, when the ideal heat amount to be stored in the
[0029]
When the heat transfer amount is calculated, the
[0030]
Specifically, when the calculated heat transfer amount is large, the nip width L0 is controlled to be large, while when the calculated heat transfer amount is small, the nip width L0 is small. Controlled.
[0031]
As shown in FIG. 4, under the condition A where the nip width L0 is relatively wide, it takes time T0 for the
[0032]
In step S5, when the nip width L0 is controlled, the
[0033]
When the warm-up is started, the
[0034]
If it is determined in step S7 that the detected temperature of the
[0035]
As described above, according to the configuration of the present embodiment, the actual heat amount actually stored in the
[0036]
According to the configuration of the present embodiment, the ideal heat amount is determined using at least one of the attribute of the
[0037]
According to the configuration of the present embodiment, since the actual amount of heat is calculated using the temperature of the
[0038]
According to the configuration of the present embodiment, the actual amount of heat is calculated by using the elapsed time from the time when the heating of the
[0039]
According to the configuration of the present embodiment, since the width of the nip generated between the
[0040]
(Second embodiment)
With reference to FIG. 5, a characteristic portion of the image forming apparatus according to the second embodiment of the present invention will be described, and a description of a portion that is the same as that of the first embodiment will be omitted. The
[0041]
As shown in FIG. 5, when the power is turned on, the
[0042]
When the information necessary for calculating the actual heat amount is acquired, the
[0043]
When the actual heat amount stored in the
[0044]
In step S13, when the ideal heat amount to be stored in the
[0045]
When the heat transfer amount is calculated, the
[0046]
When the drive speed is controlled, the
[0047]
When the warm-up is started, the
[0048]
If it is determined in step S8 that the detected temperature of the
[0049]
In the present embodiment, the driving speed of the
[0050]
According to the configuration of the present embodiment, since the driving speed of at least one of the
[0051]
(Third embodiment)
With reference to FIGS. 6 to 8, a description will be given of a characteristic portion of the image forming apparatus according to the third embodiment of the present invention, and a description of a portion overlapping with the first embodiment will be omitted. As shown in FIG. 6, a hollow
[0052]
As shown in FIG. 7, the
[0053]
Thus, the
[0054]
Further, the
[0055]
Next, a characteristic operation of the third embodiment will be described with reference to FIG. As shown in FIG. 8, when the power is turned on, the
[0056]
When the information necessary for calculating the actual heat amount is acquired, the
[0057]
When the actual heat amount stored in the
[0058]
In step S23, when the ideal heat amount to be stored in the
[0059]
When the heat transfer amount is calculated, the
[0060]
Specifically, if the calculated heat transfer amount is large, a decision is made to lengthen the contact / separation time, while if the calculated heat transfer amount is small, a decision is made to shorten the contact / separation time. You.
[0061]
When the contact time is calculated in step S25, the
[0062]
When the contact is started, the
[0063]
If it is determined in step S8 that the detected temperature of the
[0064]
As described above, according to the configuration of the present embodiment, the
[0065]
【The invention's effect】
According to the present invention, the actual amount of heat actually stored in the pressurizing unit is compared with the ideal amount of heat to be stored in the pressurizing unit, and the amount of heat transfer from the heating unit to the pressurizing unit is controlled. In addition, the amount of heat transferred from the heating means to the pressurizing means is prevented from being excessively large or small. That is, since the amount of heat transfer from the heating means to the pressurizing means is prevented from being excessive, the time for transferring excess heat is reduced, and the warm-up time can be shortened. Further, since the amount of heat transferred from the heating unit to the pressurizing unit is prevented from being excessive, the energy for generating excess heat is reduced, which can contribute to energy saving. On the other hand, since the amount of heat transfer from the heating means to the pressurizing means is prevented from being too small, the powder ink is sufficiently melted and the image quality can be maintained at a high level.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a partial side view illustrating a configuration of an image forming unit of a copying machine according to a first embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a block diagram showing a configuration of a copying machine according to the first embodiment of the present invention;
FIG. 3 is a flowchart showing the operation of the copying machine according to the first embodiment of the present invention;
FIG. 4 is a graph showing a relationship between an elapsed time, a belt temperature, and a pressure roller temperature.
FIG. 5 is a flowchart showing the operation of the copying machine according to the second embodiment of the present invention;
FIG. 6 is a partial side view illustrating a configuration of an image forming unit of a copying machine according to a third embodiment of the present invention.
FIG. 7 is a partial front view showing the configuration of a copying machine according to a third embodiment of the present invention.
FIG. 8 is a flowchart illustrating the operation of a copying machine according to a third embodiment of the present invention;
[Explanation of symbols]
2 belt (heating means)
5 tension roller (heating means)
6 pressure roller (pressure means)
10. Halogen heater (heating means)
17 Annular pipe (heat circulation means)
18 Moving equipment (heat circulation means)
21 ROM (actual heat amount calculation means, heat transfer amount control means, nip width control means, drive speed control means, contact / separation control means)
22 CPU (actual heat amount calculation means, heat transfer amount control means, nip width control means, drive speed control means, contact / separation control means)
Claims (7)
前記加熱手段に対向する位置に設けられシートに圧力を加える加圧手段と、
前記加圧手段に実際に蓄えられている実熱量を算出する実熱量算出手段と、
前記実熱量算出手段によって算出された実熱量と前記加圧手段に蓄えられるべき理想熱量とを比較して、前記加熱手段から前記加圧手段への熱の移動量を制御する制御信号を出力する熱移動量制御手段とを備えることを特徴とする画像形成装置。Heating means for applying heat to the sheet;
Pressing means for applying pressure to the sheet provided at a position facing the heating means,
An actual calorie calculating means for calculating an actual calorie actually stored in the pressurizing means,
The actual heat amount calculated by the actual heat amount calculation means is compared with the ideal heat amount to be stored in the pressurizing means, and a control signal for controlling the amount of heat transfer from the heating means to the pressurizing means is output. An image forming apparatus comprising: a heat transfer amount control unit.
前記熱移動量制御手段によって出力された制御信号に基づいて前記熱循環手段の前記接離部における接離動作を制御する接離制御手段を備えることを特徴とする請求項1ないし請求項6の何れかに記載の画像形成装置。A heat circulating unit that circulates heat between a contacting / separating unit that can contact and separate from the pressurizing unit and a high-temperature portion located at a site that is higher than the temperature of the pressing unit,
7. An apparatus according to claim 1, further comprising contact / separation control means for controlling a contact / separation operation in said contact / separation part of said heat circulating means based on a control signal output by said heat transfer amount control means. An image forming apparatus according to any one of the above.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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Cited By (2)
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US7330688B2 (en) * | 2004-11-02 | 2008-02-12 | Samsung Electronics, Co., Ltd. | Fixing device and image forming apparatus including the same |
JP2020095171A (en) * | 2018-12-13 | 2020-06-18 | ブラザー工業株式会社 | Image forming apparatus |
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