JP2009075158A - Fixing device, image forming apparatus, method for detecting position of rotator, rotating position detection program and recording medium - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、電磁誘導過熱方式を採用した定着装置、この定着装置を備えた複写機、ファクシミリ、プリンタ、これらの機能を複合して有するデジタル複合機等の画像形成装置、回転体の位置検知方法、位置検出のためのコンピュータプログラム、及びこのコンピュータプログラムを記録した記録媒体に関する。 The present invention relates to a fixing device adopting an electromagnetic induction overheating method, a copying machine including the fixing device, a facsimile, a printer, an image forming apparatus such as a digital multifunction peripheral having these functions combined, and a position detection method for a rotating body. The present invention relates to a computer program for position detection, and a recording medium on which the computer program is recorded.
電子写真方式の作像工程により画像を形成する画像形成装置では、トナー画像を転写紙などの記録媒体に転写した後、転写紙上に定着させる必要がある。このトナーの転写紙に対する定着は、加熱と加圧により行われ、通常、加熱ローラと加圧ローラとからなる定着ローラが使用される。加熱ローラの加熱方式にはヒータを発熱体として使用するもの、あるいは電磁誘導で加熱するもの等が知られている。 In an image forming apparatus that forms an image by an electrophotographic image forming process, it is necessary to transfer the toner image onto a recording medium such as transfer paper and then fix it on the transfer paper. The fixing of the toner onto the transfer paper is performed by heating and pressing, and a fixing roller composed of a heating roller and a pressure roller is usually used. As a heating method of the heating roller, one using a heater as a heating element or one heated by electromagnetic induction is known.
このうち電磁誘導で加熱する方式のものとして、例えば特許文献1記載の発明が公知である。この発明は、ウォームアップ時間が短く、誘導加熱手段による過剰な加熱という異常事態に対応して安定に用いることができるようにすることを目的として、回転体を電磁誘導により加熱するための加熱手段と、回転体の回転を検知する回転検知手段と、回転体の温度を検知する温度検知手段と、温度検知手段が検知した温度に基づいて温度異常を検出する異常検出手段とを有し、異常検出手段が、回転検知手段によって検知した回転体の回転の有無に基づいて、温度異常を検出するための基準温度値を切り替えるようにしたことを特徴としている。
Among them, for example, an invention described in
また、特許文献2には、誘導加熱手段により発熱される加熱ローラにおける温度の異常上昇を確実に防止することを目的として、定着ニップ部でシート材を挟持搬送し、シート材上の未定着トナーを溶融、加圧して当該シート材に定着させる定着装置であって、磁性金属部材の回転体からなる加熱ローラと、加熱ローラの外周面と対向配置され、駆動電源からの給電を受けて電磁誘導によって加熱ローラを発熱させる励磁コイルを備えた誘導加熱手段と、加熱ローラの回転に連動して回転する回転体と、回転体の回転を検出するセンサと、センサにより回転体が回転異常と検知されたならば駆動電源から励磁コイルへの給電を停止または減少させる制御部とを有する発明が記載されている。この発明では、回転体の回転を検出するため、切り欠きが入った回転検知板とフォトセンサを使用している。
ところで、定着ローラは非動作時には停止する。一方、定着ローラと加圧ローラ間のニップには、常に一定の圧力が加わっている。そのため、非動作時に、定着ローラと加圧ローラが停止している状態では、加圧ローラから定着ローラに圧力が加わる。その際、複数枚、あるいは複数部画像形成した後に定着ローラが同じ位置に停止すると、経時変化により加圧ローラからの圧力で定着ローラが変形することがある。これを防止するには、定着ローラが加圧ローラから受ける圧力の位置がなるべく重複しないように、定着ローラのニップ位置が毎回ずれるようにすればよい。これにより、加圧ローラのニップの位置が常に異なるようにすることが可能となり、発熱部材への圧力ストレスを分散することができる。ストレスが分散できれば、ローラの高寿命化を達成することができる。 By the way, the fixing roller stops when not operating. On the other hand, a constant pressure is always applied to the nip between the fixing roller and the pressure roller. Therefore, when the fixing roller and the pressure roller are stopped during non-operation, pressure is applied from the pressure roller to the fixing roller. At this time, if the fixing roller stops at the same position after forming a plurality of images or a plurality of copies, the fixing roller may be deformed by the pressure from the pressure roller due to a change with time. In order to prevent this, the nip position of the fixing roller may be shifted every time so that the position of the pressure received by the fixing roller from the pressure roller does not overlap as much as possible. As a result, the nip position of the pressure roller can always be different, and the pressure stress on the heat generating member can be dispersed. If the stress can be dispersed, the life of the roller can be increased.
そのためには、定着ローラの回転位置を検出し、同じ位置で停止しないように制御する必要がある。この停止位置制御には、定着ローラの回転位置検出が必要になるが、このような回転位置検出は、特許文献2に示すように切り欠きが入った回転検知板とフォトセンサが使用されている。このような検知機構は、回転検知板とフォトセンサからなるエンコーダ等の回転検出機構とともに、位置検出のためのホームポジション検出機構が必要となる。部品及びコストが増大化してしまう。
For this purpose, it is necessary to detect the rotational position of the fixing roller and perform control so as not to stop at the same position. This stop position control requires detection of the rotation position of the fixing roller. For such rotation position detection, as shown in
本発明は、このような従来技術の実情に鑑みてなされたもので、本発明が解決すべき課題は、定着ローラの位置検知専用の機構を設けることなくローラ位置を検出することを可能とし、簡単で且つ安価な構成で、発熱部材への圧力ストレスを分散させ、ローラの高寿命化が達成できるようにすることにある。 The present invention has been made in view of the actual situation of the prior art, and the problem to be solved by the present invention is that it is possible to detect the roller position without providing a mechanism dedicated to detecting the position of the fixing roller. An object of the present invention is to disperse the pressure stress on the heat generating member with a simple and inexpensive configuration and to achieve a long life of the roller.
前記課題を解決するため、第1の手段は、コイルからの磁束による誘導加熱により発熱する被加熱金属で構成される発熱部材を内包する回転体と、前記回転体の表面温度を検出する温度検知手段とを備えた定着装置において、前記回転体上の非画像領域で誘導加熱により温度が変化する領域を設定する設定手段と、前記設定手段により温度差が設定された領域の表面温度を前記温度検知手段によって検知し、検知された前記回転体の表面温度の温度差に基づいて前記回転体の回転位置を判断する判断手段と、を備えていることを特徴とする。 In order to solve the above-described problem, the first means includes a rotating body including a heating member composed of a metal to be heated that generates heat by induction heating with a magnetic flux from a coil, and temperature detection for detecting a surface temperature of the rotating body. A setting unit configured to set a region where the temperature is changed by induction heating in the non-image region on the rotating body, and a surface temperature of the region where the temperature difference is set by the setting unit. And determining means for determining the rotational position of the rotating body based on the detected temperature difference of the surface temperature of the rotating body.
第2の手段は、第1の手段において、前記設定手段が前記回転体の回転方向に対して直交する方向の幅寸法が変化するように領域を設定することを特徴とする。 The second means is characterized in that, in the first means, the setting means sets the region so that a width dimension in a direction orthogonal to a rotation direction of the rotating body changes.
第3の手段は、第2の手段において、前記設定手段が前記回転体の表面に備えられた磁束遮蔽部材からなることを特徴とする。 The third means is characterized in that, in the second means, the setting means comprises a magnetic flux shielding member provided on the surface of the rotating body.
第4の手段は、第2の手段において、前記設定手段が前記発熱部材からなることを特徴とする。 According to a fourth means, in the second means, the setting means comprises the heat generating member.
第5の手段は、第2の手段において、前記設定手段が前記回転体と前記発熱部材からなることを特徴とする。 The fifth means is characterized in that, in the second means, the setting means comprises the rotating body and the heat generating member.
第6の手段は、第2の手段において、前記設定手段が前記回転体の回転と同期して回転する磁束遮蔽部材からなることを特徴とする。 The sixth means is characterized in that, in the second means, the setting means comprises a magnetic flux shielding member that rotates in synchronization with the rotation of the rotating body.
第7の手段は、第2の手段において、前記設定手段が前記回転体の回転と同期し、軸方向に動作する磁束遮蔽部材からなることを特徴とする。 The seventh means is characterized in that, in the second means, the setting means comprises a magnetic flux shielding member that operates in the axial direction in synchronization with the rotation of the rotating body.
第8の手段は、第2の手段において、前記設定手段が画像領域の発熱部材より発熱効率の高い発熱部材を有することを特徴とする。 The eighth means is characterized in that, in the second means, the setting means has a heat generating member having a heat generation efficiency higher than that of the heat generating member in the image area.
第9の手段は、第2の手段において、前記設定手段が画像領域の発熱部材より発熱効率の低い発熱部材を有することを特徴とする。 According to a ninth means, in the second means, the setting means has a heat generating member having a heat generation efficiency lower than that of the heat generating member in the image area.
第10の手段は、第2の手段において、前記設定手段が画像領域の発熱部材より発熱効率の高い発熱部材および低い発熱部材を有することを特徴とする。 A tenth means is characterized in that, in the second means, the setting means has a heat generating member having a higher heat generation efficiency and a heat generating member having a lower heat generation efficiency than the heat generating member in the image area.
第11の手段は、第2ないし第10のいずれかの手段において、前記幅寸法が連続的に変化することを特徴とする。 The eleventh means is characterized in that, in any one of the second to tenth means, the width dimension changes continuously.
第12の手段は、第2ないし第10のいずれかの手段において、前記幅寸法が断続的に変化することを特徴とする。 A twelfth means is characterized in that, in any one of the second to tenth means, the width dimension changes intermittently.
第13の手段は、第1ないし第12のいずれかの手段において、前記温度検知手段が接触型の温度検知手段であることを特徴とする。 A thirteenth means is characterized in that, in any one of the first to twelfth means, the temperature detecting means is a contact-type temperature detecting means.
第14の手段は、第1ないし第12のいずれかの手段において、前記温度検知手段が非接触型の温度検知手段であることを特徴とする。 A fourteenth means is characterized in that, in any one of the first to twelfth means, the temperature detecting means is a non-contact type temperature detecting means.
第15の手段は、第1ないし第14のいずれかの手段に係る定着装置を画像形成装置が備えていることを特徴とする。 The fifteenth means is characterized in that the image forming apparatus includes a fixing device according to any one of the first to fourteenth means.
第16の手段は、第15の手段において、前記温度検知手段により検知される温度に基づいて動作のエラー判定をする判断手段を備えていることを特徴とする。 The sixteenth means is characterized in that, in the fifteenth means, there is provided judgment means for judging an operation error based on the temperature detected by the temperature detection means.
第17の手段は、コイルからの磁束による誘導加熱により発熱する被加熱金属で構成される発熱部材を内包する回転体と、前記回転体の表面温度を検出する温度検知手段とを備え、前記回転体の回転位置を検出する回転体の位置検知方法において、前記回転体上に形成された被加熱金属で構成される発熱部材の非画像領域の回転方向において温度変化させる領域を設定し、前記領域の表面温度を前記温度検知手段によって検知し、検知された前記回転体の表面温度の温度差に基づいて前記回転体の位置を判断することを特徴とする。 The seventeenth means includes a rotating body including a heating member composed of a metal to be heated that generates heat by induction heating with magnetic flux from a coil, and a temperature detecting means for detecting a surface temperature of the rotating body, and the rotation In the position detection method of a rotating body for detecting a rotating position of a body, an area for changing temperature in a rotation direction of a non-image area of a heat generating member made of a metal to be heated formed on the rotating body is set, and the area The surface temperature of the rotating body is detected by the temperature detecting means, and the position of the rotating body is determined based on the detected temperature difference of the surface temperature of the rotating body.
第18の手段は、コイルからの磁束による誘導加熱により発熱する被加熱金属で構成される発熱部材を内包する回転体と、前記回転体の表面温度を検出する温度検知手段とを備え、前記回転体の回転位置をコンピュータによって検出するための回転位置検知プログラムにおいて、前記回転体上に形成された被加熱金属で構成される発熱部材の非画像領域の回転方向において温度変化させる領域を設定する処理と、前記領域の表面温度を前記温度検知手段によって検知する処理と、検知された前記回転体の表面温度の温度差に基づいて前記回転体の位置を判断する処理と、を備えていることを特徴とする。 The eighteenth means includes a rotating body including a heat generating member composed of a metal to be heated that generates heat by induction heating with magnetic flux from a coil, and a temperature detecting means for detecting a surface temperature of the rotating body, and the rotation In a rotational position detection program for detecting a rotational position of a body by a computer, a process for setting a region in which a temperature is changed in a rotational direction of a non-image region of a heating member formed of a metal to be heated formed on the rotating body And a process of detecting the surface temperature of the region by the temperature detecting means, and a process of determining the position of the rotating body based on the detected temperature difference of the surface temperature of the rotating body. Features.
第19の手段は、第18の手段に係る回転位置検知プログラムがコンピュータによって読み取られ、実行可能に記録媒体に記録されていることを特徴とする。 A nineteenth means is characterized in that the rotational position detection program according to the eighteenth means is read by a computer and recorded on a recording medium in an executable manner.
なお後述の実施形態では、コイルはIHコイルユニット21及びコイル22に、被加熱金属はCuメッキ層、発熱部材は符号24aに、回転体は定着ローラ20に、温度検知手段は第1及び第2の温度検知センサ30,31、第2の温度センサはサーミスタ41に、設定手段は非画像領域24b2における三角形の部分24d及び階段状の部分24gに、判断手段はCPU40に、磁束遮蔽部材は例えばフェライトに、判断手段はCPU40に、それぞれ対応する。
In the embodiments described later, the coil is the
本発明によれば、温度差形成手段によって温度差が形成された領域の表面温度を温度検知手段によって検知し、検知された回転体の表面温度の温度差に基づいて前記回転体の位置を判断するので、定着ローラの位置検知専用の機構を設けることなくローラ位置を検出することが可能となり、簡単で且つ安価な構成で、発熱部材への圧力ストレスを分散させ、ローラの高寿命化を達成することができる。 According to the present invention, the surface temperature of the region where the temperature difference is formed by the temperature difference forming unit is detected by the temperature detecting unit, and the position of the rotating body is determined based on the detected temperature difference of the surface temperature of the rotating body. Therefore, it is possible to detect the roller position without providing a mechanism dedicated to detecting the position of the fixing roller, and with a simple and inexpensive configuration, the pressure stress on the heat generating member is dispersed and the life of the roller is extended. can do.
以下、本発明の実施形態について、図面を参照して説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
図1は本発明の実施形態に係るカラー画像形成装置の概略構成を示す図である。この実施形態に係るカラー画像形成装置は、図1に示すように搬送ベルトに沿って画像形成部が並び、転写紙に直接画像を形成する直接転写方式のタンデムタイプと言われるカラー画像形成装置である。図1に示すように、各々異なる色(イエロー:Y、マゼンタ:M、シアン:C、ブラック:K)の画像を形成する画像形成部が、転写紙1を搬送する搬送ベルト2に沿って一列に配置されている。搬送ベルト2は、一方が駆動ローラ、他方が従動ローラである搬送ローラ3、4間に張架されており、搬送ローラ3,4の回転により矢印方向に回転駆動される。搬送ベルト2の下部には、転写紙1が収納された給紙トレイ5が備えられている。給紙トレイ5に収納された転写紙1のうち最上位置にある転写紙が画像形成時には給紙され、静電吸着によって搬送ベルト1上に吸着される。吸着された転写紙1は、第1の画像形成部Y(イエロー)に搬送され、ここでイエローの画像形成が行われる。
FIG. 1 is a diagram showing a schematic configuration of a color image forming apparatus according to an embodiment of the present invention. The color image forming apparatus according to this embodiment is a color image forming apparatus referred to as a direct transfer type tandem type in which image forming units are arranged along a conveying belt as shown in FIG. 1 and directly form an image on a transfer sheet. is there. As shown in FIG. 1, image forming units that form images of different colors (yellow: Y, magenta: M, cyan: C, black: K) are arranged in a line along a
この第1の画像形成部Yは、感光体ドラム6Yとこの感光体ドラム6Yの周囲に配置された帯電器7Y、露光装置8、現像器9Y、感光体クリーナ10Yから構成されている。感光体ドラム6Yの表面は、帯電器7Yで一様に帯電された後、露光装置8によりイエローの画像に対応したレーザ光11Yで露光され、静電潜像が形成される。
The first image forming unit Y includes a
形成された静電潜像は現像器9Yで現像され、感光体ドラム6Y上にトナー像が形成される。このトナー像は感光体ドラム6Yと搬送ベルト2上の転写紙1と接する位置(転写位置)で転写器12Yによって転写され、転写紙上に単色(イエロー)の画像を形成する。転写が終わった感光体ドラム6Yは、ドラム表面に残った不要なトナーを感光体クリーナ10Yによってクリーニングされ、次の画像形成に備えることとなる。
The formed electrostatic latent image is developed by the developing
このようにして、第1の画像形成部Y(イエロー)で単色(イエロー)のトナー画像が転写された転写紙1は、搬送ベルト2によって第2の画像形成部M(マゼンタ)に搬送され、マゼンタの画像形成が行われる。第2の画像形成部Mも、第1の画像形成部Yと同様に、感光体ドラム6Mとこの感光体ドラム6Mの周囲に配置された帯電器7M、露光装置8、現像器9M、感光体クリーナ10Mとから構成されている。ここでも、イエローの画像形成と同様にして、感光体ドラム6M上に形成されたトナー像(マゼンタ)を転写紙1上に重ねて転写される。
In this way, the
その後転写紙1は、第3の画像形成部C(シアン)そして第4の画像形成部K(ブラック)に搬送され、同様に形成されたトナー像が転写紙1に転写され、各色トナーを重畳してカラー画像を形成してゆく。なお、第3及び第4の画像形成部C,Kも、第1及び第2の画像形成部Y,Mと同様の構成になっている。そこで、各構成部材を示す参照番号の後に、シアンの場合はCを、ブラックの場合はKを付けて、詳細な説明は省略する。また、以下の説明においても各部の参照番号の後に付されたY,M,C,Kは、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラック用のものであることを示している。
Thereafter, the
第4の画像形成部Kを通過し、4色のトナーからなるカラー画像が形成された転写紙1は、搬送ベルト2から剥離され、定着装置13で定着された後、排紙される。検知センサ14,15,16は搬送ベルト2上に形成された位置合わせ用のマークを検知するためのものである。マークを検出した結果から、基準色に対する各色の各種ずれ量(スキュー、主副レジスト、倍率)を算出し、補正する。符号18検出の終わったパターン(マーク)は、クリーニングブレード18によりクリーニングされる。
The
図2は定着装置13の内部構造を示す図である。定着装置13は定着ローラ20と加圧ローラ25とからなり、IHコイルユニット21内のコイル22とフェライトコア23により交番磁束を発生させ、定着ローラ20の外周に設けられた被加熱金属(Cuメッキ)で構成された発熱部材24aに誘導電流が流れて発熱部材24aにジュール熱が発生することにより発熱させ、その熱と圧力によりトナー像を用紙に定着している。発熱部材24aはコイル22からの磁束を受ければ発熱し、遮蔽されれば発熱しない。また、定着ローラ20の断熱層20aの外周部には定着スリーブ24が設けられている。定着スリーブ24は図2に示すように内側から機材、酸化防止層、発熱層(発熱部材24a)、酸化防止層、弾性層、及び離型層からなり、例えば250μm以下の厚さである。加圧ローラ25は芯金26と断熱層27とからなる。断熱層27としては、例えば発泡シリコーンゴムが使用される。
FIG. 2 is a diagram showing the internal structure of the fixing
定着装置13においては連続して小サイズの画像を印刷又はコピーした際に、定着ローラ20の中心付近の熱は用紙により持っていかれるが、端部は用紙により熱を持っていかれないことから中心部より端部の方が温度が高くなる傾向にある。そのために画像領域及び非画像領域の温度を第1の温度センサ30及び第2の温度センサ31によって検出し、定着ローラ20の温度制御を行う。
When the fixing
図3は定着ローラ20とIHコイルユニット21の概略構成を示す斜視図、図4はその画像領域及び非画像領域を示す正面図である。本実施形態では、定着ローラ20の加熱制御時に、ローラの回転位置の検出も行っている。この検出は、定着ローラ20の外周に設けられた発熱部材24a(表面は定着スリーブ24となっている)の非画像領域24b2に回転方向に対してリニアに温度変化をもたらす部分24cを形成し、非画像領域に設置した第2の温度センサ31からの出力に基づいて行われる。すなわち、図5の定着ローラ20の回転方向の展開図に示すように非画像領域24b2を斜めに分けるように三角形の部分24dを形成した。
FIG. 3 is a perspective view showing a schematic configuration of the fixing
このように温度変化をもたらす部分24cを形成すると、第2の温度センサ31からの検出電圧波形は図6に示すように鋸歯状のものとなる。この鋸の1つの歯が定着ローラ20の1回転に対応し、1回転毎に鋸歯状の温度変化に対応した電圧波形を得ることができる。
When the
図7は本実施形態における制御構成を示すブロック図である。同図において本実施形態に係る制御回路は、CPU40を中心として、入力側にサーミスタ41が接続され、出力側にROM42、不揮発性RAM43、ステッピングモータ(STM)ドライバ44、及び外部表示装置46がそれぞれ接続されている。STMドライバ44はステッピングモータ45を駆動制御し、ROM42には、変換された電圧に対するローラ位置のデータを格納した図8に示すようなデータテーブル42aが備えられている。
FIG. 7 is a block diagram showing a control configuration in the present embodiment. In the figure, the control circuit according to the present embodiment has a
CPU40には第2の温度検知センサ31であるサーミスタ41から検出信号が入力され、AD変換モジュールによりCPU40では、その入力波形からリアルタイムで電圧検出を行う。この実施形態では、サーミスタ41を抵抗R1と分圧して用い、そのアナログ出力をCPU40のADコンバータへ入力し、デジタル値としてするようにしている。また、CPU40にはプログラム格納用のフラッシュROM42が接続されており、CPU40はAD変換モジュールにより変換された電圧から前記データテーブル42aを参照してローラの回転位置を検出する。なお、データテーブル42aの任意の分解能は任意である。このようにしてCPU40は、ローラ位置を特定することが可能となり、その結果、定着ローラ20の停止位置についても任意の位置にローラを停止することが可能となる。この停止位置の制御は定着ローラ20を駆動するステッピングモータの駆動を制御することにより行われる。CPU40にはステッピングモータコントローラが内蔵されており、相励磁信号をステッピングモータドライバ44に供給することによりギヤボックス45に内蔵されるステッピングモータを駆動させる。
A detection signal is input to the
ここで、発熱部材24aの非画像領域24b2の回転方向に対して温度変化を発生させ、ローラ位置を特定する手段の詳細について述べる。なお、以下に述べる温度変化発生手段は、IH定着の機構において温度差を発生させることが可能なものである。
Here, details of means for generating a temperature change with respect to the rotation direction of the non-image area 24b2 of the
1)定着ローラ20の外周に設けられた発熱部材24a上に、回転方向に対し、連続的に幅が変化するように三角形の磁束遮蔽部材(例えばフェライト)を24dのように貼り付ける。これによって、定着ローラの回転位置に応じて発熱部材24aの幅が変わることから、定着ローラ40の回転方向に温度差が生じ、非画像領域24b2に設置した第2の温度検出センサ31からローラの回転位置に対応した電圧波形(図6)が得られる。この検出電圧をデータテーブル42a上でローラの位置領域と対照することにより、定着ローラ20の回転方向の位置を領域で特定することが可能となる。
1) A triangular magnetic flux shielding member (for example, ferrite) is pasted on a
2)定着ローラ20の外周に設けられた発熱部材24a上の回転方向に対し、連続的に幅が変化するように発熱部材24aを図5の24dのように三角形に欠如させる(Cuメッキを施さない)。これによって、定着ローラの回転位置に応じて発熱部材24aの幅が変わることから、定着ローラ40の回転方向に温度差が生じ、非画像領域24b2に設置した第2の温度検出センサ31からローラの回転位置に対応した電圧波形(図6)が得られる。これにより1)の場合と同様にして定着ローラ20の回転方向の位置を特定することが可能となる。
2) The
3)定着ローラ20を回転方向に対し、連続的に幅が変化するように切り欠いた部分24eを形成する(図9)。これにより、ローラの回転位置に応じて発熱部材24aの幅が変わることから、定着ローラ20の回転方向に温度差が生じ、非画像領域24b2に設置した第2の温度検出センサ31からローラ位置に対応した電圧波形(図6)が得られる。これにより1)の場合と同様にして定着ローラ位置を特定することができる。なお、図10は図9の定着ローラ20の回転方向への展開図である。
3) The fixing
4)定着ローラ20とIHコイルユニット21の間に、図11に示すような定着ローラ20と同期して回転し、回転方向に対し連続的に幅が変化するような磁束遮蔽手段28を設ける。これによって、ローラの回転位置に応じて発熱部材24aの幅が変わることから、定着ローラ20の回転方向に温度差が生じ、非画像領域24b2に設置した第2の温度検出センサ31からローラの回転位置に対応した電圧波形(図6)が得られる。これにより1)の場合と同様にして定着ローラ20の回転方向の位置を特定することが可能となる。
4) Provided between the fixing
5)定着ローラ20とIHコイルユニット21の間に図12及び図13に示すような磁束遮蔽部材29を設け、ステッピングモータを内蔵したギヤボックス14によって磁束遮蔽部材29を定着ローラ20の軸方向にスライドさせる。その結果、定着ローラ20の回転位置によって回転方向に温度差が生じ、非画像領域24b2に設置した第2の温度検出センサ31からローラの回転位置に対応した電圧波形(図6)が得られる。これにより1)の場合と同様にして定着ローラ位置を特定することができる。CPU40にはステッピングモータコントローラが内蔵されており、相励磁信号をステッピングモータドライバ44に供給することによりギヤボックス14に内蔵されたステッピングモータを駆動させる。なお、図では説明の都合上、駆動部を主に示しているので磁束遮蔽部材29が全て図示されているわけではないが、実機では磁束を遮蔽するに足る大きさのものが設けられる。
5) A magnetic flux shielding member 29 as shown in FIGS. 12 and 13 is provided between the fixing
6)定着ローラ20に対して図4及び図5に示したように回転方向に対し連続的に幅が変化するように、画像領域24b1よりも発熱効率の高い発熱部材を平面視三角形24dに設けることにより、発熱効率の高い発熱部材の幅に応じて定着ローラ20の回転位置によって回転方向に温度差が生じ、非画像領域24b2に設置した第2の温度検出センサ31からローラの回転位置に対応した電圧波形(図6)が得られる。これにより1)の場合と同様にして定着ローラ20の回転方向の位置を特定することができる。
6) A heat generating member having a heat generation efficiency higher than that of the image region 24b1 is provided in the
7)定着ローラ20に対して図4及び図5に示したように回転方向に対し連続的に幅が変化するように、画像領域24b1よりも発熱効率の低い発熱部材を平面視三角形24dに設けることにより、発熱効率の低い発熱部材の幅に応じて定着ローラ20の回転位置によって回転方向に温度差が生じ、非画像領域24b2に設置した第2の温度検出センサ31からローラの回転位置に対応した電圧波形(図6)が得られる。これにより1)の場合と同様にして定着ローラ20の回転方向の位置を特定することができる。
7) A heat generating member having a heat generation efficiency lower than that of the image region 24b1 is provided on the
8)定着ローラ20に対して図4及び図5に示したように回転方向に対し連続的に幅が変化するように、画像領域24b1よりも発熱効率の高い発熱部材を平面視三角形24dに設け、また非画像領域24b2の前記三角形24d以外の部分には、画像領域24b1よりも発熱効率の低い発熱部材を設けることにより、定着ローラ20の回転位置によって回転方向に温度差が生じ、非画像領域24b2に設置した第2の温度検出センサ31から定着ローラ20の回転位置に対応した電圧波形(図6)が得られる。これにより1)の場合と同様にして定着ローラ20の回転方向の位置を特定することができる。
8) A heating member having higher heat generation efficiency than the image area 24b1 is provided in the
9)定着ローラ24に対して前記図5に示した温度変化をもたらす部分24はリニア(直線的)である必要はなく、図14に示すように段階的であってもよい。この場合は、図6の電圧特性図における傾斜を持った特性の部分24cが階段状の特性となるものの、1回転に対応する電圧変換は明確に検出できるので、定着ローラ20の回転位置は階段状の分解能の範囲で検出ことができる。
9) The
なお、前記1)から8)までに述べた傾斜を持った特性の部分24cを特定するための各種の方法が全て9)の場合にも適用することができる。その場合には、前記三角形の部分24dに代えて階段状の部分24gとする。
It should be noted that all the various methods for specifying the sloped
なお、本実施形態では、定着ローラ20の表面温度を検出するために接触型のサーミスタ41を抵抗R1と分圧して用い、そのアナログ出力をCPU40のADコンバータへ入力しているが、温度検出手段として非接触型のサーモパイルを用いることも可能であり、そのアナログ出力をCPU40のADコンバータへ入力し、デジタル値として認識し、以降の処理を同等に実行する。
In this embodiment, in order to detect the surface temperature of the fixing
これらの処理においては、第2の温度検出センサ31の検出出力をデータテーブル42aと参照させて位置検出を行っているが、位置検知にエラーが発生すると、同じ個所に停止して定着ローラ20の圧力によるストレスを分散することができなくなる場合がある。そこで、本実施形態では、エラー検出処理を行い、このような事態が発生しないようにしている。
In these processes, the detection output of the second
図15はエラー検出処理の処理手順を示すフローチャートである。エラー検出は、定着加熱制御が開始され(ステップS101)、定着ローラ20の表面温度を検出したアナログ出力をCPU40のADコンバータへ入力し、デジタル値として認識し、その値がROM42に格納されているデータテーブル42aに保持されている値の範囲以内であれば(ステップS102−yes)、正常と判断して動作を続行するが、データテーブル11に保持する値の範囲以外であった場合には、定着加熱制御エラーと判断し、CPU40は定着加熱制御を停止し(ステップS103)、CPU40に接続された外部表示装置46にエラー表示を行い(ステップS104)、ユーザにエラーが発生したことを報知する。なお、この制御を行うプログラムはROM42に格納され、CPU42はこのROM42に格納されたプログラムに基づいて所定の制御を実行する。
FIG. 15 is a flowchart showing a processing procedure of error detection processing. For error detection, fixing heating control is started (step S101), an analog output obtained by detecting the surface temperature of the fixing
これまでの説明では、温度差を検出する構成について述べてきた。本実施形態では、定着ローラ20の停止位置が一定の個所にならないようにして定着ローラ20の長寿命化を図ることを目的としている。そこで、本実施形態では、定着ローラ20の停止位置は、図16に示すフローチャートに従って実行される。
In the description so far, the configuration for detecting the temperature difference has been described. The object of the present embodiment is to extend the life of the fixing
すなわち、定着ローラ20の回転指示がCPU40から出され(ステップS201)、温度検知動作が開始され(ステップS202)ると、前回の停止位置T(ローラ位置領域)を参照し(ステップS203)、定着ローラ20の回転を開始する(ステップS204)。なお、前回の停止値は不揮発RAM43に保持されている。次いで、定着ローラ20の回転停止指示があると(ステップS205)、現在の定着ローラ20の位置をチェックし(ステップS206)、現在の定着ローラの位置がT+1の領域であれば(ステップS206−yes)、定着ローラ20を停止させる(ステップS207)。
That is, when the rotation instruction of the fixing
そして、T+1の値が上限、図のデータテーブルでいう「6」の領域であるかどうかをチェックし(ステップS208)、上限でなければ(ステップS208−no)停止位置をTから1インクリメントしてT+1に更新し(ステップS209)、上限であれば、停止位置Tを0に更新(リセット)して(ステップS210)、処理を終える。これによりローラは、図8におけるローラ位置領域1から6まで6分割した位置が順次停止位置として選択され、停止位置が設定される。
Then, it is checked whether or not the value of T + 1 is the upper limit, which is the area “6” in the data table shown in the figure (step S208). If it is not the upper limit (step S208-no), the stop position is incremented by 1 from T. It is updated to T + 1 (step S209), and if it is an upper limit, the stop position T is updated to 0 (reset) (step S210), and the process is terminated. As a result, the position of the roller divided into six from the
20 定着ローラ
21 IHコイルユニット
22 コイル
24 定着スリーブ
24a 発熱部材(発熱層)
24b1 画像領域
24b2 非画像領域
24c 回転方向に対してリニアに温度変化をもたらす部分
24d 平面視三角形の部分
24e 切り欠いた部分
24f 階段状の部分
25 加圧ローラ
29 磁束遮蔽部材
30 第1の温度検知センサ
31 第2の温度検知センサ
40 CPU
41 サーミスタ
20
24b1 Image area 24b2
41 thermistor
Claims (19)
前記回転体の表面温度を検出する温度検知手段と、
を備えた定着装置において、
前記回転体上の非画像領域で誘導加熱により温度が変化する領域を設定する設定手段と、
前記設定手段により温度差が設定された領域の表面温度を前記温度検知手段によって検知し、検知された前記回転体の表面温度の温度差に基づいて前記回転体の回転位置を判断する判断手段と、
を備えていることを特徴とする定着装置。 A rotating body containing a heating member composed of a metal to be heated that generates heat by induction heating with magnetic flux from a coil;
Temperature detecting means for detecting the surface temperature of the rotating body;
In the fixing device provided with
A setting means for setting a region where the temperature changes by induction heating in a non-image region on the rotating body;
Determining means for detecting the surface temperature of the region where the temperature difference is set by the setting means by the temperature detecting means and determining the rotational position of the rotating body based on the detected temperature difference of the surface temperature of the rotating body; ,
A fixing device.
前記設定手段は、前記回転体の回転方向に対して直交する方向の幅寸法が変化するように領域を設定することを特徴とする定着装置。 The fixing device according to claim 1.
The fixing device sets the region so that a width dimension in a direction orthogonal to a rotation direction of the rotating body changes.
前記設定手段手段が、前記回転体の表面に備えられた磁束遮蔽部材からなることを特徴とする定着装置。 The fixing device according to claim 2.
The fixing device, wherein the setting means comprises a magnetic flux shielding member provided on the surface of the rotating body.
前記設定手段が、前記発熱部材からなることを特徴とする定着装置。 The fixing device according to claim 2.
The fixing device, wherein the setting unit includes the heat generating member.
前記設定手段が、前記回転体と前記発熱部材からなることを特徴とする定着装置。 The fixing device according to claim 2.
The fixing device, wherein the setting unit includes the rotating body and the heat generating member.
前記設定手段が、前記回転体の回転と同期して回転する磁束遮蔽部材からなることを特徴とする定着装置。 The fixing device according to claim 2.
The fixing device, wherein the setting unit includes a magnetic flux shielding member that rotates in synchronization with the rotation of the rotating body.
前記設定手段が、前記回転体の回転と同期し、軸方向に動作する磁束遮蔽部材からなることを特徴とする定着装置。 The fixing device according to claim 2.
The fixing device, wherein the setting unit includes a magnetic flux shielding member that operates in the axial direction in synchronization with the rotation of the rotating body.
前記設定手段が、画像領域の発熱部材より発熱効率の高い発熱部材を有することを特徴とする定着装置。 The fixing device according to claim 2.
The fixing device, wherein the setting unit includes a heat generating member having a heat generation efficiency higher than that of the heat generating member in the image area.
前記設定手段が、画像領域の発熱部材より発熱効率の低い発熱部材を有することを特徴とする定着装置。 The fixing device according to claim 2.
The fixing device, wherein the setting unit has a heat generating member having a heat generation efficiency lower than that of the heat generating member in the image area.
前記設定手段が、画像領域の発熱部材より発熱効率の高い発熱部材および低い発熱部材を有することを特徴とする定着装置。 The fixing device according to claim 2.
The fixing device, wherein the setting unit includes a heat generating member having a higher heat generation efficiency and a heat generating member having a lower heat generation efficiency than the heat generating member in the image area.
前記幅寸法が連続的に変化することを特徴とする定着装置。 The fixing device according to any one of claims 2 to 10,
The fixing device characterized in that the width dimension changes continuously.
前記幅寸法が断続的に変化することを特徴とする定着装置。 The fixing device according to any one of claims 2 to 10,
The fixing device characterized in that the width dimension changes intermittently.
前記温度検知手段が、接触型の温度検知手段であることを特徴とする定着装置。 The fixing device according to any one of claims 1 to 12,
The fixing device, wherein the temperature detecting means is a contact type temperature detecting means.
前記温度検知手段が、非接触型の温度検知手段であることを特徴とする定着装置。 The fixing device according to any one of claims 1 to 12,
The fixing device, wherein the temperature detecting means is a non-contact type temperature detecting means.
前記温度検知手段により検知される温度に基づいて動作のエラー判定をする判断手段を有することを特徴とする画像形成装置。 The image forming apparatus according to claim 15.
An image forming apparatus comprising: a determination unit configured to determine an operation error based on a temperature detected by the temperature detection unit.
前記回転体の表面温度を検出する温度検知手段と、
を備え、前記回転体の回転位置を検出する回転体の位置検知方法において、
前記回転体上に形成された被加熱金属で構成される発熱部材の非画像領域の回転方向において温度変化させる領域を設定し、
前記領域の表面温度を前記温度検知手段によって検知し、
検知された前記回転体の表面温度の温度差に基づいて前記回転体の位置を判断すること、
を特徴とする回転体の位置検知方法。 A rotating body containing a heating member composed of a metal to be heated that generates heat by induction heating with magnetic flux from a coil;
Temperature detecting means for detecting the surface temperature of the rotating body;
In the position detection method of the rotating body for detecting the rotating position of the rotating body,
Setting a region for changing the temperature in the rotation direction of the non-image region of the heat generating member formed of the metal to be heated formed on the rotating body,
Detecting the surface temperature of the region by the temperature detecting means;
Determining the position of the rotating body based on the detected temperature difference of the surface temperature of the rotating body;
A method for detecting the position of a rotating body.
前記回転体の表面温度を検出する温度検知手段と、
を備え、前記回転体の回転位置をコンピュータによって検出するための回転位置検知プログラムにおいて、
前記回転体上に形成された被加熱金属で構成される発熱部材の非画像領域の回転方向において温度変化させる領域を設定する処理と、
前記領域の表面温度を前記温度検知手段によって検知する処理と、
検知された前記回転体の表面温度の温度差に基づいて前記回転体の位置を判断する処理と、
を備えていることを特徴とする回転位置検知プログラム。 A rotating body containing a heating member composed of a metal to be heated that generates heat by induction heating with magnetic flux from a coil;
Temperature detecting means for detecting the surface temperature of the rotating body;
In the rotational position detection program for detecting the rotational position of the rotating body by a computer,
A process of setting a region to change the temperature in the rotation direction of the non-image region of the heat generating member formed of the metal to be heated formed on the rotating body;
Processing for detecting the surface temperature of the region by the temperature detection means;
A process of determining the position of the rotating body based on the detected temperature difference of the surface temperature of the rotating body;
A rotational position detection program comprising:
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2007241352A JP2009075158A (en) | 2007-09-18 | 2007-09-18 | Fixing device, image forming apparatus, method for detecting position of rotator, rotating position detection program and recording medium |
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Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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JP2014186094A (en) * | 2013-03-22 | 2014-10-02 | Konica Minolta Inc | Image forming apparatus |
-
2007
- 2007-09-18 JP JP2007241352A patent/JP2009075158A/en active Pending
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