JP2006221139A - 定着装置、これを備えた画像形成装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】定着装置1において、印刷開始時には、定着装置1が回転を開始すると同時に通常よりも加熱ヒータ5、7の点灯制御として、設定温度の温度しきい値を高くする制御を行い、ベルト1周分以上の時間、かつ、連続印刷時の2枚目の用紙がニップ部に進入するよりも早く、その制御を終了し、通常の温度しきい値に戻す制御がなされる。また、定着装置1は、温度検出プレ回転方式と、定秒プレ回転方式とを選択することができる。
【選択図】図2
Description
しかしながら、ベルトを加熱する加熱ローラの中のヒータのON/OFF制御は加熱ローラ上のベルト温度を検出して行っており、待機中にベルトが一定温度を保つことができるのが加熱ローラに巻きついている部分のみで、その他のベルトの部分はどんどん冷えていく。印刷命令がきて定着装置が回転を始めると、ベルトの冷えた部分は温度しきい値よりかなり低い状態になっている。これを温度落ち込みと呼ぶ。温度落ち込みが大きいところで用紙がニップ部に入ると定着不良等が発生する。
この温度落ち込みを小さくするために、印刷命令がきた後に、印刷動作開始前に定着プレ回転をする方法がある。回転開始後、ベルトの温度を検出して落ち込んだ温度が狙いの温度に回復するまで回転を続け、狙いの温度到達後に、印刷開始する。この方法だと、定着不良は発生しないが、プレ回転の時間だけ待ち時間が発生する。また、プレ回転終了の狙いの温度自体が、ある範囲の紙種を全て満足するような温度に設定されているのが普通である。従って、紙種範囲中の上限近くの用紙を使用する場合はやむを得ないが、一般的な用紙を使用するユーザにとっては過剰温度となる。
そこで、上記問題点に鑑み、従来から定着装置の温度制御とプレ回転時間制御が行われている。
本発明は、印刷状態、画像形成装置の電源投入時間、及びプレ回転時間まで考慮して、温度落ち込みを確実に検出し、ヒータを早く点灯することができ、また、設定温度の温度しきい値を高く設定しても次の印刷への影響を少なくすることができ、さらに、温度検出プレ回転方式と、定秒プレ回転方式とを選択することができる定着装置、これを備えた画像形成装置を提供することを課題とする。
請求項1に記載の発明は、定着補助部材と、加熱部材と、前記定着補助部材と前記加熱部材間に張架された定着部材と、前記定着部材を介して前記定着補助部材に対向して設けられ、ニップ部を形成する加圧部材と、前記加熱部材の内部にヒータとを備えた定着装置において、前記定着部材の表面温度又は前記加熱部材の表面温度を検知する手段を有し、印刷開始時には、前記定着装置が回転を開始すると同時に通常よりも前記ヒータの点灯制御として、設定温度の温度しきい値を高くする制御を行い、ベルト1周分以上の時間、かつ、連続印刷時の2枚目の用紙が前記ニップ部に進入するよりも早く、その制御を終了し、通常の温度しきい値に戻す制御がなされることを特徴とする定着装置である。
請求項7に記載の発明は、前記定秒プレ回転方式の固定時間を変更する制御がなされることを特徴とする定着装置である。
請求項8に記載の発明は、前記定秒プレ回転方式を選択した制御がなされるときでも、定秒回転では高い定着性が得られない場合には、前記温度検出プレ回転方式に切り換えるモードを持つことを特徴とする定着装置である。
請求項10に記載の発明は、回転していない待機中の加圧部材の目標温度を、印刷時の全てのモードの加圧部材の設定温度より高くする制御がなされることを特徴とする定着装置である。
また、定着装置全体が暖まれば、温度落ち込みは小さくなるので、副作用としての熱量過多を防止することができる。
図1に示す画像形成装置20は、色分解毎の画像を転写体として用いられる転写ベルト
に吸着した紙などの記録シートに重畳転写することによりカラー画像が潜像担持体から直接記録シートに形成される方式が用いられている。図1において、画像形成装置20は次に挙げる各装置を備えている。感光体25Y、25M、25C、25BKと、現像装置26Y、26M、26C、26BKと、帯電ローラ27Y、27M、27C、27BKと、感光体クリーニング装置28Y、28M、28C、28BKとを備え原稿画像に応じた各色毎の画像を形成する作像装置21Y、21M、21C、21BKと、これらの作像装置に対向して配置された転写装置22と、これらの作像装置と転写装置22とが対向する転写領域に記録シートを供給するシート供給手段としての手差しトレイ23、給紙装置24に装備されている第1給紙カセット24A、第2給紙カセット24Bと、その手差しトレイ23又は給紙カセット24から搬送されてきた記録シートを作像装置21Y、21M、21C、21BKによる作像タイミングに合わせて供給するレジストローラ30と、転写領域において転写後のシート状媒体の定着を行う定着装置1とを備えている。
また、画像形成装置20は、図示しない制御手段を備えている。その図示しない制御手段により、定着装置1の温度制御とプレ回転時間制御がなされる。
ここで、本構成では、加圧ローラ3にヒータ7が内包されている構成をとっているが、加圧ローラ3にヒータ7が内包されない構成をとってもかまわない。また、加圧ローラ3にヒータ7が内包されない場合には、温度検出装置9を備えても備えなくてもよいが、温度検出装置9を備えたほうが、温度検出装置8と合わせた、より確実な温度落ち込みの検出ができる。
定着温度しきい値を変えるタイミングは、定着装置1が回転を開始するのと同期する。定着装置1が回転を始める前には、温度しきい値を変えない。プレ回転時温度しきい値は現状通りである。
そこで、温度しきい値を定着装置1の回転開始から一定時間(ここではベルト1周分。時間はあらかじめ設定しておく。)だけ温度しきい値を上げることで、リップル分を吸収し、常にヒータが点灯している状態で用紙を迎え入れることができるようにした。
一定時間後、温度しきい値を通常の値に戻してもベルト温度は温度しきい値以下に落ちており、ヒータは点灯し続ける。
具体的には、本来の狙いの温度しきい値190℃に対し、定着装置1が回転開始直後、温度しきい値30℃UP対策を行った。温度しきい値を高くする時間は、次の用紙が別の紙種の場合も想定されるため、次の用紙が定着ニップに進入する前温度しきい値を元に戻す。
以上により、効果を得るために温度しきい値を高くし続ける必要がある時間で、ベルト1周分以上の時間続けることで温度落ち込みを確実に検出し、ヒータを早く点灯することができ、かつ、設定温度の温度しきい値を高くする時間は、次の用紙が定着ニップ部に進入するまでなので、次の印刷に影響を少なくすることができる。
図5は、電源オンからの時間をカウントした場合の定着装置の温度制御を示したフローチャートである。図5では、電源オンからの時間をカウントし、定着部が十分に温まったと判断された場合に温度しきい値を通常値に戻している。
図6は、通紙開始から印刷枚数をカウントした場合の定着装置の温度制御を示したフローチャートである。図6では、電源オンから(通紙開始から)の印刷枚数をカウントし、定着部が十分に温まったと判断された場合に温度しきい値を通常値に戻している。
さらに、図5と図6との組み合わせ、すなわち、一定の時間又は一定の通紙枚数に達すると温度しきい値を高くする制御を終了し、通常の温度しきい値に戻してもよい。
以上により、定着装置全体が暖まれば、温度落ち込みは小さくなるので、さらに、副作用としての熱量過多を防止することができる。
表2に、温度検出プレ回転方式と、定秒プレ回転方式とを選択可能にした制御がなされるときの実験結果を示す。
表2に示すように、作像線速、用紙の種類、画像形成装置の印刷状態によってプレ回転が入る。そのなかでも一番使用頻度が高い、普通紙の作像線速Hの放置時において、定秒プレ回転を選択可能としている。また、本実施例では、定秒時間はデフォルトでは4秒だが、さらに2〜9秒の間で選択できるようになっている。
ただし、定着性に厳しい条件では、定秒化してしまうと定着不良のリスクが高くなるため、定秒プレ回転方式を選択したときでも、図示しない制御手段に温度検出プレ回転方式に切り換えるモードを持たせるようにした。
なお、通常は設定変更するのはサービスマンで、ユーザの通常使用する用紙に合わせて定着性を満足する最小時間に微調整することができる。これにより、利便性の向上が図られ、安定した定着性が得られる定着装置、これを備えた画像形成装置を提供することができる。
また、回転していない待機中の加圧ローラの目標温度(待機温度)を、印刷時の全てのモードの加圧ローラの設定温度(印刷温度MAX)より高くすることで、定着回転時の温度落ち込みを最小限にし、それによる待ち時間を少なくすることができる。
実際に印刷が行われないときにはユーザを待たせることが無いので、充分なプレ回転をして蓄熱することができるようにする。これにより、安定した定着性が得られる。
これにより、本発明の定着装置は、ユーザの通常使用する用紙、印刷状態、画像形成装置の電源投入時間、及びプレ回転時間まで考慮し、ユーザの使用状況に応じて、図示しない制御手段の設定を任意に選択して複数個組み合わせ、その図示しない制御手段により、制御がなされることを可能にした。ユーザの使用状況に応じて定着装置の設定をカスタマイズできるようにしたことで、機動性を十分発揮できるようにした。
2 定着ローラ
3 加圧ローラ
4 入口ガイド板
5 ヒータ
6 定着ベルト
7 ヒータ
8、9 温度検出装置
10 加熱ローラ
11 記録シート
20 画像形成装置
21 作像装置
22 転写装置
22A 用紙搬送部
23 手差しトレイ
24 給紙カセット
25 感光体
26 現像装置
27 帯電ローラ
28 感光体クリーニング装置
30 レジストローラ
31 静電吸着ローラ
Claims (13)
- 定着補助部材と、加熱部材と、前記定着補助部材と前記加熱部材間に張架された定着部材と、前記定着部材を介して前記定着補助部材に対向して設けられ、ニップ部を形成する加圧部材と、前記加熱部材の内部にヒータとを備えた定着装置において、
前記定着部材の表面温度又は前記加熱部材の表面温度を検知する手段を有し、
印刷開始時には、前記定着装置が回転を開始すると同時に通常よりも前記ヒータの点灯制御として、設定温度の温度しきい値を高くする制御を行い、ベルト1周分以上の時間、かつ、連続印刷時の2枚目の用紙が前記ニップ部に進入するよりも早く、その制御を終了し、通常の温度しきい値に戻す制御がなされる
ことを特徴とする定着装置。 - 定着補助部材と、加熱部材と、前記定着補助部材と前記加熱部材間に張架された定着部材と、前記定着部材を介して前記定着補助部材に対向して設けられ、ニップ部を形成する加圧部材と、前記加熱部材の内部にヒータとを備えた定着装置において、
前記定着部材の表面温度又は前記加熱部材の表面温度を検知する手段と、電源ONからの時間をカウントする手段とを有し、
印刷開始時には、前記定着装置が回転を開始すると同時に通常よりも前記ヒータの点灯制御として、設定温度の温度しきい値を高くする制御を行い、電源ONから一定の時間が経過すると温度しきい値を高くする制御を終了し、通常の温度しきい値に戻す制御がなされる
ことを特徴とする定着装置。 - 定着補助部材と、加熱部材と、前記定着補助部材と前記加熱部材間に張架された定着部材と、前記定着部材を介して前記定着補助部材に対向して設けられ、ニップ部を形成する加圧部材と、前記加熱部材の内部にヒータとを備えた定着装置において、
前記定着部材の表面温度又は前記加熱部材の表面温度を検知する手段と、通紙開始からの印刷枚数をカウントする手段とを有し、
印刷開始時には、前記定着装置が回転を開始すると同時に通常よりも前記ヒータの点灯制御として、設定温度の温度しきい値を高くする制御を行い、一定の印刷枚数に達すると温度しきい値を高くする制御を終了し、通常の温度しきい値に戻す制御がなされる
ことを特徴とする定着装置。 - 定着補助部材と、加熱部材と、前記定着補助部材と前記加熱部材間に張架された定着部材と、前記定着部材を介して前記定着補助部材に対向して設けられ、ニップ部を形成する加圧部材と、前記加熱部材の内部にヒータとを備えた定着装置において、
電源ONからの時間及び通紙開始からの印刷枚数をカウントする手段と、前記加熱部材に巻きかけてある前記定着部材の表面温度又は前記加熱部材の表面温度を検知する手段とを有し、
印刷開始時には、前記定着装置が回転を開始すると同時に通常よりも前記ヒータの点灯制御として、設定温度の温度しきい値を高くする制御を行い、一定の時間又は一定の通紙枚数に達すると温度しきい値を高くする制御を終了し、通常の温度しきい値に戻す制御がなされる
ことを特徴とする定着装置。 - 前記定着装置は、前記加圧部材表面の温度を検出する検出手段を備える
ことを特徴とする請求項1ないし4のいずれかに記載の定着装置。 - 定着補助部材と、加熱部材と、前記定着補助部材と前記加熱部材間に張架された定着部材と、前記定着部材を介して前記定着補助部材に対向して設けられ、ニップ部を形成する加圧部材と、前記加熱部材の内部にヒータとを備えた定着装置において、
前記定着装置は、待機中は回転しないが印刷命令を受けたときの状態によって印刷開始前にプレ回転を行い、
プレ回転時に前記定着装置の各部材の温度を検出して所定の温度まで回転させた後印刷を開始する温度検出プレ回転方式と、
プレ回転時間を固定時間に定秒化して所定の時間まで回転させた後印刷を開始する定秒プレ回転方式とを選択可能にした制御がなされる
ことを特徴とする請求項1ないし5のいずれかに記載の定着装置。 - 前記定着装置は、前記定秒プレ回転方式の固定時間を変更する制御がなされる
ことを特徴とする請求項6に記載の定着装置。 - 前記定着装置は、前記定秒プレ回転方式を選択した制御がなされるときでも、定秒回転では高い定着性が得られない場合には、前記温度検出プレ回転方式に切り換えるモードを持つ
ことを特徴とする請求項6に記載の定着装置。 - 前記定着装置は、回転していない待機中の加熱部材の目標温度を、印刷時の全てのモードの加熱部材の設定温度より高くする制御がなされる
ことを特徴とする請求項6に記載の定着装置。 - 前記定着装置は、回転していない待機中の加圧部材の目標温度を、印刷時の全てのモードの加圧部材の設定温度より高くする制御がなされる
ことを特徴とする請求項6に記載の定着装置。 - 前記定着装置は、印刷を行うために機械を操作したとき又は印刷データを送信したときの信号を、スタートキー押下時又は印刷データ受信時の印刷要求信号と判断して、前記定秒化プレ回転方式を選択し、
それ以外の印刷を行わないときの信号を、印刷準備要求と判断して、前記温度検出プレ回転方式を選択する制御がなされる
ことを特徴とする請求項6に記載の定着装置。 - 請求項6に記載の制御と、請求項7ないし11に記載の制御が複数個組み合わされて、制御がなされる
ことを特徴とする定着装置。 - 請求項1ないし12のいずれかに記載の定着装置を備えた
ことを特徴とする画像形成装置。
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