JP2010145835A - 画像形成装置 - Google Patents

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Abstract

【課題】総合的なしわ対策の観点から用紙の搬送を安定化させることができる画像形成装置を提供する。
【解決手段】定着ユニットは、逆クラウン形状の加圧ローラを駆動しながらヒートローラ(加熱ベルト及び定着ローラ)とのニップを通じて用紙を搬送し、画像を定着させる。ヒートローラをメインヒータとサブヒータで加熱する際、メインヒータには長手方向の中央位置に加熱分布のピーク領域を設定し、サブヒータには両端位置にそれぞれピーク領域を設定する。各ヒータの通電割合は、予め設定された制御パターンテーブルに基づいて制御されるが、制御パターンテーブルは制御の基本パターンとなる「パターンA」、応用パターンとなる「パターンB」,「パターンC」の複数通りのものが用意されており、各種の条件に基づいて制御パターンを切り替えながら制御が行われる。
【選択図】図11

Description

本発明は、記録媒体に転写された未定着の画像を加熱して、記録媒体に定着させる定着装置を備えた画像形成装置に関するものである。
従来、加圧ローラと対になって記録媒体(プリント用紙)に画像を定着させる定着ローラ(定着回転体)を互いに加熱ピークの異なった2つの加熱体で加熱し、温度フィードバックをかけながらそれぞれの加熱体をオン・オフ制御(通電制御)して、定着ローラの回転軸方向の温度分布を適正にするという先行技術が知られている(例えば、特許文献1参照。)。
通常、連続プリントの実行中は、定着ローラの温度を維持するため、全体的に加熱体のオン時間は長くなるが、連続プリント中でも記録媒体の搬送間隔がある程度長くなってくると、それだけ定着ローラから熱が奪われにくくなるので、全体的に加熱体のオン時間は短くなり、定着ローラの端部の温度が中央部に比べて低くなる傾向にある。この場合、温度低下によって定着ローラの中央と端部の外径に差が生じ、その結果、手前と奧とで記録媒体の搬送速度に差が生じることにより、定着後の記録媒体にしわが発生してしまうという問題がある。
このため上記の先行技術は、連続プリント中の記録媒体の搬送間隔がある程度大きくなると、定着ローラの中央部に加熱ピークがある加熱体よりも、両端部に加熱ピークのある加熱体の通電時間を長く制御するものとしている。これにより、定着ローラの中央部と両端部の温度むらを解消し、熱膨張率の違いによる外径の変化を抑えて記録媒体にしわが発生するのを防止している。
特開2004−271908号公報
しかしながら上記の先行技術は、単純に定着ローラの温度を安定化させるというだけの内容であり、記録媒体の搬送をまかなう加圧ローラに逆クラウン形状を設けている場合、その形状までを安定化させようとするものではない。
すなわち、加圧ローラを駆動して定着材の搬送を行う定着装置では、しわ対策として加圧ローラの外周部に弾性体を設け、これに逆クラウン形状を与えているが、量産性の都合からある程度以上(例えば中央−端部の外径差0.2mm以上)の逆クラウン形状を設定することは困難である。この逆クラウン形状は、これと接している定着ローラの温度状態によって膨張率が変化することにより、逆クラウン形状が目立って減少していくことがある。
例えば、定着ローラ側で中央の温度が端部に比べて高くなった場合、これと接する加圧ローラでも中央の膨張率が端部より上昇するため、当初より設定していた逆クラウン形状が目減りしてしまうという問題がある。また、画像形成装置の長期間の使用に伴い、耐久的に加圧ローラの逆クラウン形状が減少していくことで、次第にしわ対策自体が不安定なものとなることもある。このため、先行技術(特許文献1)のように定着ローラの温度を単に均一化させるだけでは、総合的なしわ対策としては不充分である。
そこで本発明は、総合的なしわ対策の観点から記録媒体の搬送を安定化させることができる画像形成装置を提供しようとするものである。
本発明は、上記の課題を解決するため以下の解決手段を採用する。
解決手段1:本発明は、画像が転写された記録媒体を加熱部材と加圧部材との間に形成されるニップを通じて搬送し、この搬送過程で加熱部材からの熱で記録媒体に画像を定着させる定着装置を備えた画像形成装置である。その上で本発明の画像形成装置は、上記の加圧部材のうち加熱部材に圧着された状態でニップを形成する外周部分を構成し、かつ、記録媒体の搬送方向と直交する長手方向の中央位置よりも両端位置に大きな外径を有することで加圧部材の外形を逆クラウン形状とする加圧弾性体と、加熱部材を記録媒体の搬送方向と直交する長手方向の略全域にわたって加熱するとともに、その中央位置に加熱分布のピーク領域を有した第1の加熱体と、第1の加熱体とともに加熱部材をその長手方向の略全域にわたって加熱するとともに、その両端位置にそれぞれ加熱分布のピーク領域を有した第2の加熱体と、加熱部材の温度を検出する温度検出手段と、温度検出手段により検出された温度に基づいて第1及び第2の加熱体による加熱動作を制御する制御手段とを備えており、特に制御手段は、搬送される記録媒体の幅方向でみた特定のサイズに関して、第1及び第2の加熱体による個々の加熱動作の態様を複数通りに変化させて制御するものである。
通常、加熱部材は、搬送される記録媒体によって多くの熱を奪われるため、その長手方向でみた温度分布は、記録媒体の幅方向のサイズに影響されやすい。このため、単純に加熱部材の温度分布を安定化させようとするのなら、各加熱体の加熱動作の態様(例えば通電割合)は、基本的に記録媒体のサイズに対して一定であればよい。一方、加熱部材に接している加圧部材については、加熱部材からどれだけ熱が伝わるかによって熱膨張率が長手方向で異なるため、加熱部材の温度分布の影響により、加圧部材の熱膨張率が長手方向でばらつくことがある。このため、単純に記録媒体のサイズに合わせた態様だけで各加熱体の加熱動作を制御していると、加圧部材の逆クラウン形状が目減りしていくことがある。
解決手段1では、記録媒体のある特定のサイズに関して、制御手段が第1の加熱体と第2の加熱体による個々の加熱動作の態様を複数通りに変化させて制御することにより、加圧部材(外周部分の加圧弾性体)の熱膨張により逆クラウン形状を積極的に維持することができる。例えば、同じ特定サイズの記録媒体を搬送する場合であっても、搬送枚数や環境条件、あるいは耐久的な条件によって加圧部材の逆クラウン形状が目減りする状況であれば、制御手段が加熱動作の態様を変化させることで、加圧部材の両端位置における加圧弾性体の熱膨張率を中央位置より高めにすることで、その逆クラウン形状を維持することが可能となる。これにより、記録媒体の搬送を安定させ、総合的なしわ対策を実現することができる。
解決手段2:解決手段1において、制御手段は、特定のサイズに関して予め設定された基本態様に基づいて第1及び第2の加熱体による個々の加熱動作を制御するとともに、定着装置により複数枚の記録媒体への画像の定着が連続的に行われた場合、この連続プリント中に定着が行われた記録媒体の枚数か、もしくは経過時間に応じて基本態様から別の態様に切り替えて加熱動作を制御することもできる。
解決手段2によれば、例えば加圧部材の待機状態において端部位置の温度が低下し、逆クラウン形状が落ちている状態から記録媒体の搬送(プリント)が開始された場合、加熱部材の端部位置の温度を中央位置よりも高めに設定する加熱動作を基本態様として予め設定しておくことができる。そして、この後の連続プリント中に加圧部材の端部位置の温度が上昇してきた場合、その時点から加熱部材の中央位置と端部位置との温度が均一となる別の態様に切り替えて各加熱体の加熱動作を制御することより、引き続き加圧弾性体による逆クラウン形状を維持することができる。
解決手段3:解決手段1において、制御手段は、定着装置により画像の定着を行った記録媒体の累計枚数か、もしくは定着を行った延べ時間に応じて第1及び第2の加熱体による個々の加熱動作の態様を変化させることもできる。
加圧弾性体による逆クラウン形状は、使用に伴って次第に劣化していくが、劣化の進行度合は定着を行った記録媒体の累計枚数又は定着を行った延べ時間に基づいて判断することができる。このため、これまでに定着を行った累計枚数又は延べ時間から、ある程度まで劣化が進んだと判断すると、その時点から加熱部材の両端位置の温度を中央位置より高くする態様に切り替えて各加熱体の加熱動作を制御するこにより、積極的に加圧弾性体(加圧部材)の逆クラウン形状を維持することができる。
解決手段4:また解決手段1において、本発明の画像形成装置は周囲の環境条件を検出する環境条件検出手段をさらに備えており、制御手段は、特定のサイズに関して予め設定された基本態様に基づいて第1及び第2の加熱体による個々の加熱動作を制御するとともに、環境条件検出手段により検出された環境条件に応じて基本態様を変化させることもできる。
例えば記録媒体が用紙である場合、高湿の環境下で調湿された用紙の動きは不安定で、しわがはいりやすい。そこで解決手段4では、環境条件として高湿環境が検出された場合、加熱部材の端部位置の温度が中央位置より高くなる態様に切り替えて加熱動作を制御することにより、加圧弾性体による逆クラウン形状を維持したり、あるいは初期よりも逆クラウン形状を強調(増強)したりすることができる。
解決手段5:解決手段1において、温度検出手段は、加圧部材の長手方向の中央位置及びいずれか一方の端部位置の少なくとも2箇所の温度を検出可能であり、制御手段は、加圧部材の中央位置と端部位置との間の温度差の条件に基づいて、第1及び第2の加熱体による個々の加熱動作の態様を変化させて制御することができる。
解決手段5によれば、加圧部材の中央位置と端部位置の温度をそれぞれ検出することで、これらの間の温度差から逆クラウン形状の低下の可能性があると考えられる場合、それまでと態様を切り替えて各加熱体の加熱動作を制御することにより、加圧弾性体による逆クラウン形状を維持することができる。
解決手段6:より好ましくは、解決手段5において、制御手段は、加圧部材の中央位置と端部位置との間の温度差が所定の条件を満たさない場合、定着装置により複数枚の記録媒体への画像の定着が連続的に行われる連続プリントの開始時と連続プリントの実行中とでは異なる態様により第1及び第2の加熱体による個々の加熱動作を制御する一方、加圧部材の中央位置と端部位置との間の温度差が所定の条件を満たす場合、連続プリントの開始時であっても連続プリントの実行中の態様で加熱動作を制御することもできる。
解決手段6によれば、特に温度差の条件から逆クラウン形状の劣化が生じないと考えられる場合、連続プリントの開始時とその実行中とでそれぞれに適した別々の態様により各加熱体の加熱動作を制御することができる。これに対し、温度差の条件から逆クラウン形状の劣化が生じている(又は生じやすい)と考えられる場合、連続プリントの開始時であっても、連続プリントの実行中と同じ態様により各加熱体の加熱動作を制御することで、積極的に加圧弾性体による逆クラウン形状を維持することができる。
本発明の画像形成装置は、単に加熱部材の温度を安定化させるだけでなく、加圧部材(加圧弾性体)による逆クラウン形状を加熱部材の温度制御によって適正に維持することにより、記録媒体の搬送を安定化させ、総合的なしわ対策を実現することができる。
以下、本発明の実施形態について図面を用いて詳細に説明する。
図1は、一実施形態の画像形成装置1の構成を示した概略図である。画像形成装置1は、例えば外部から入力された画像情報に基づいて印刷用紙等の印刷媒体の表面にトナー画像を転写して印刷を行うプリンタ、複写機、ファクシミリ装置、それらの機能を併せ持つ複合機等としての形態をとることができる。
なお図1に示される画像形成装置1は、例えばタンデム型のカラープリンタである。この画像形成装置1は、内部で用紙にカラー画像を形成(プリント)する四角箱状の装置本体2を備え、この装置本体2の上面部には、カラー画像が印刷された用紙を排出するための用紙排出部(排出トレイ)3が設けられている。
装置本体2内において、その下部には、用紙を収納する給紙カセット5が配設されている。また装置本体2内の中央部には、手差しの用紙を供給するスタックトレイ6が配設されている。そして装置本体2の上部には画像形成部7が設けられており、この画像形成部7は、装置外部から送信されてくる文字や絵柄などの画像データに基づいて用紙に画像を形成する。
図1中でみて装置本体2の左部には、給紙カセット5から繰り出された用紙を画像形成部7に搬送する第1の搬送路9が配設されており、右部から左部にかけては、スタックトレイ6から繰り出された用紙を画像形成部7に搬送する第2の搬送路10が配設されている。また装置本体2内の左上部には、画像形成部7で画像が形成された用紙に対して定着処理を行う定着ユニット14(定着装置)と、定着処理の行われた用紙を用紙排出部3に搬送する第3の搬送路11とが設けられている。
給紙カセット5は、装置本体2の外部(例えば図1中の手前側)に引き出すことにより用紙の補充を可能にする。この給紙カセット5は収納部16を備えており、この収納部16には、給紙方向のサイズが異なる少なくとも2種類の用紙を選択的に収納可能である。なお収納部16に収納されている用紙は、給紙ローラ17及び捌きローラ18により1枚ずつ第1の搬送路9側に繰り出される。
スタックトレイ6は、装置本体2の外面にて開閉可能であり、その手差し部19には手差し用の用紙が1枚ずつ載置されるか、又は複数枚が積載される。なお、手差し部19に載置された用紙はピックアップローラ20及び捌きローラ21により1枚ずつ第2の搬送路10側に繰り出される。
第1の搬送路9と第2の搬送路10とはレジストローラ22の手前で合流しおり、レジストローラ22に供給された用紙はここで一旦待機し、スキュー調整とタイミング調整を行った後、二次転写部23に向けて送出される。送出された用紙には、二次転写部23で中間転写ベルト40上のフルカラーのトナー画像が用紙に二次転写される。この後、定着ユニット14でトナー画像が定着された用紙は、必要に応じて第4の搬送路12で反転され、最初とは反対側の面にも二次転写部23でフルカラーのトナー画像が二次転写される。そして、反対面のトナー画像が定着ユニット14で定着された後、第3の搬送路11を通って排出ローラ24により用紙排出部3に排出される。
画像形成部7は、ブラック(B)、イエロー(Y)、シアン(C)、マゼンタ(M)の各トナー画像を形成する4つの画像形成ユニット26〜29を備える他、これら画像形成ユニット26〜29で形成した各色別のトナー画像を合成して担持する中間転写部30を備えている。
各画像形成ユニット26〜29は、感光体ドラム32と、感光体ドラム32の周面に対向して配設された帯電部33と、帯電部33の下流側であって感光体ドラム32の周面上の特定位置にレーザビームを照射するレーザ走査ユニット34と、レーザ走査ユニット34からのレーザビーム照射位置の下流側であって感光体ドラム32の周面に対向して配設された現像部35と、現像部35の下流側であって感光体ドラム32の周面に対向して配設されたクリーニング部36とを備えている。
なお、各画像形成ユニット26〜29の感光体ドラム32は、図示しない駆動モータにより図中の反時計回り方向に回転する。また、各画像形成ユニット26〜29の現像部35には、各トナーボックス51にブラックトナー、イエロートナー、シアントナー及びマゼンタトナーがそれぞれ収納されている。
中間転写部30は、画像形成ユニット26の近傍位置に配設された後ローラ(駆動ローラ)38と、画像形成ユニット29の近傍位置に配設された前ローラ(従動ローラ)39と、後ローラ38と前ローラ39とに跨って配設された中間転写ベルト40と、各画像形成ユニット26〜29の感光体ドラム32における現像部35の下流側の位置に中間転写ベルト40を介して圧接可能に配設された4つの転写ローラ41とを備えている。
この中間転写部30では、各画像形成ユニット26〜29の転写ローラ41の位置で、中間転写ベルト40上に各色別のトナー画像がそれぞれ重ね合わせて転写されて、最後にはフルカラーのトナー画像となる。
第1の搬送路9は、給紙カセット5から繰り出されてきた用紙を中間転写部30側に搬送するものであり、装置本体2内で所定の位置に配設された複数の搬送ローラ43と、中間転写部30の手前に配設され、画像形成部7における画像形成動作と給紙動作とのタイミングを取るためのレジストローラ22とを備えている。
〔定着装置〕
定着ユニット14は、画像形成部7でトナー画像が転写された用紙を加熱及び加圧することにより、未定着トナー画像を用紙に定着させる処理を行うものである。定着ユニット14は、例えば加熱式の加圧ローラ44(加圧部材)と定着ローラ45からなるローラ対を備え、このうち加圧ローラ44が例えば金属製の芯材と弾性体の表層(例えばシリコンゴム)を有するものであり、定着ローラ45が金属製の芯材と弾性体の表層(例えば、シリコンスポンジ)及び離型層(例えば、PFA)を有するものである。また定着ローラ45に隣接してヒートローラ46が設けられており、このヒートローラ46と定着ローラ45には加熱ベルト48(加熱部材)が掛け回されている。なお、定着ユニット14の詳細な構造についてはさらに後述する。
用紙の搬送方向でみて、定着ユニット14の上流側及び下流側にはそれぞれ搬送路47が設けられており、中間転写部30を通って搬送されてきた用紙は上流側の搬送路47を通じて加圧ローラ44と定着ローラ45によって内周面を支えられた加熱ベルト48との間のニップに導入される。そして、このニップを通過した用紙は下流側の搬送路47を通じて第3の搬送路11に案内される。
第3の搬送路11は、定着ユニット14で定着処理の行われた用紙を用紙排出部3に搬送する。このため第3の搬送路11には、適宜位置に搬送ローラ49が配設されるとともに、その出口には上記の排出ローラ24が配設されている。
〔定着ユニットの詳細〕
次に、本実施形態の画像形成装置1に適用された定着ユニット14の詳細について説明する。
図2は、定着ユニット14の第1構造例を示す縦断面図である。定着ユニット14は、上記のように加圧ローラ44、定着ローラ45、ヒートローラ46及び加熱ベルト48を備えている。上記のように定着ローラ45の表層には、シリコンスポンジの弾性層が形成されていることから、その外周に沿う加熱ベルト48と加圧ローラ44との間にはフラットニップが形成されている。
加熱ベルト48は、例えばPI等の樹脂ベルトで構成することができる。またヒートローラ46は、芯金が金属(例えばFe、SUS)であり、その表面には離型層(例えばPFA)が形成されている。また加圧ローラ44についてより具体的には、金属製の芯材に例えばFe、Al等を用いており、この芯材上にSiゴム層を形成し、さらにその表層にフッ素樹脂層を成形したものである。
〔第1及び第2の加熱体〕
ヒートローラ46の内部には、例えば2つの加熱体としてメインヒータ52及びサブヒータ54が設置されている。これらヒータ52,54は、ヒートローラ46の内部をその長手方向(回転軸線方向)に貫通して延びており、例えば通電(オン)状態で発光することにより、ヒートローラ46を長手方向の全域にわたって加熱することができる。なお、図2に示されるヒータ52,54の配置は一例であり、メインヒータ52とサブヒータ54との位置関係は逆であってもよいし、これらヒータ52,54の配置がヒートローラ46の回転方向にずれていてもよい。
〔温度の検出〕
またヒートローラ46の内部には、例えば2箇所に非接触タイプのサーミスタ56,58が設置されている。このうち1つのサーミスタ56は、例えばヒートローラ46の長手方向でみた中央位置(通紙域)に設置されており、もう1つのサーミスタ58は、ヒートローラ46の端部位置(両端のいずれか一方)で非通紙域に設置されている。
〔加圧弾性体〕
図3は、加圧ローラ44の外形を概略的に示した図である。加圧ローラ44には、上記のように芯材44aの外側に弾性体44bが設けられた構造である。弾性体44bは、芯材44aの長手方向でシリコンゴムの厚さが異なっており、特に中央位置よりも両端位置にかけて次第に厚みが増している。このため加圧ローラ44は、その中央位置の外径(Dc)よりも両端位置の外径(De)が大きく、全体としていわゆる逆クラウン形状を有している。このような逆クラウン形状の加圧ローラ44を用いて用紙(符号P)を搬送することにより、用紙の両端部を幅方向に広げようとする力が働き、用紙にしわが発生するのを防止することができる。
〔制御に関する構成〕
図4は、画像形成装置1の制御に関する構成を概略的に示すブロック図である。画像形成装置1は制御ユニット60(図1に示していない)を内蔵しており、この制御ユニット60は、例えば中央処理装置としてのCPU64をはじめ、ROM66やRAM68等のメモリデバイス、入出力回路(I/O)70等を有したコンピュータとして構成されている。
制御ユニット60には、上記のサーミスタ56,58からそれぞれ温度検出信号が入力されている他、高湿センサ62(湿度条件検出手段)や機内サーミスタ74からそれぞれ湿度検出信号及び機内温度信号が入力されている。なお高湿センサ62及び機内サーミスタ74は、それぞれ装置本体2内の適宜箇所に設置されている。
制御ユニット60は、入力された温度検出信号や湿度検出信号に基づいて各種の条件判断を行い、その結果に基づいてメインヒータ52及びサブヒータ54による加熱動作(発光動作)の態様を個別に制御する。例えば、メインヒータ52やサブヒータ54がハロゲンヒータである場合、制御ユニット60は個々のヒータ52,54に対する通電割合(デューティ率)を制御することで、その発熱動作の態様を様々に変化させることができる。なお、具体的な制御例についはさらに後述する。
また制御ユニット60は、画像形成装置1による画像形成動作と連動して駆動モータ72の作動を制御する。なお駆動モータ72は、上記の加圧ローラ44を駆動するものである。また駆動モータ72は、その他の駆動部分として図示しない搬送ローラ等を駆動するものであってもよい。
〔ヒータの加熱分布〕
図5は、ヒートローラ46に対する各ヒータ52,54の加熱分布(配熱)を一例として示した図である。なお、本実施形態ではヒートローラ46を介して加熱ベルト48を加熱する構造であるため、以下の説明において各ヒータ52,54の加熱分布は、加熱ベルト48(加熱部材)に対する加熱分布にも相当するものとする。
図5中(A):上記のように、メインヒータ52及びサブヒータ54は、ヒートローラ46の内部をその長手方向(回転軸線方向)に貫通して延びている。またヒートローラ46の内部には、長手方向の中央位置(中心線L1)に1つのサーミスタ56が設けられており、一端位置(線L2)にもう1つのサーミスタ58が設けられている。
〔メインヒータの加熱分布〕
図5中(B):メインヒータ52は、加熱発光時の消費電力が例えば600Wであり、ヒートローラ46の長手方向の位置又は範囲に応じて発光率(光強度)が異なっている。このような発光率の違いはメインヒータ52の加熱分布(配熱)として表すことができ、この例では長手方向の中央位置(範囲A)に加熱分布のピーク領域(例えば100%)が設定されている。なおピーク領域の両側にもある程度の発光率(例えば40%程度)が設定されていることから、メインヒータ52は、ヒートローラ46をその長手方向の略全域にわたって加熱するものであることが分かる。
〔サブヒータの加熱分布〕
図5中(C):サブヒータ54は、加熱発光時の消費電力が例えば400Wであり、この例では長手方向の両端位置(範囲B)にそれぞれ加熱分布のピーク領域(例えば100%)が設定されている。なお、両端位置(範囲B)の内側にもある程度の発光率(例えば50%程度)が設定されていることから、サブヒータ54もまたヒートローラ46をその長手方向の略全域にわたって加熱するものであることが分かる。
〔外径変化の例〕
図6は、加圧ローラ44の熱膨張による外径変化の例を示す図である。例えば、加圧ローラ44の外径(例えば平均値)を温度条件ごとに実測し、その結果をプロットすると(図中◆印)、図中に直線で示されるような線形特性が得られる。これにより、加圧ローラ44の外径は温度に比例して増加することが分かる。
〔クラウン量推移〕
次に図7は、通紙枚数の増加に伴うクラウン量の推移の例を示す図である。ここでいうクラウン量は、加圧ローラ44の中央位置と端部位置(フロント側及びリヤ側)との外径差である。例えば、製造初期におけるクラウン量が例えば0.15mm±0.05mmに設定されていたとすると、フロント側のクラウン量R(図中◆印)及びリヤ側のクラウン量F(図中■印)のいずれも、通紙枚数の増加に伴って初期から徐々に減少し、ある程度の通紙枚数(例えば数万枚程度)を超えたあたりでクラウン量は初期よりも低い値(例えばフロント側で0.115mm程度、リヤ側で0.135mm程度)に落ち着く。
この推移例から、長期間の使用に伴い加圧ローラ44の逆クラウン形状が耐久的に劣化していくことが分かる。本発明の発明者による1つの検証例によると、画像形成装置1において初期から累計した通紙枚数が3万枚に達すると、初期クラウン量に対する変化量が相当大きな値(例えば0.02〜0.03mm程度)になることが確認されている。
〔実施手法〕
以上の結果から考えると、(1)加圧ローラ44の外径は温度条件に依存することから、逆クラウン形状の目減りを防止するには、両端位置の温度を中央位置よりも低下させない必要があることが分かる。また、(2)逆クラウン形状は通紙枚数の増加に伴って劣化するが、耐久的な劣化は機械として不可避のものである。一方、(3)加圧ローラ44の外径が温度条件に依存しているのであれば、この性質を利用して逆クラウン形状を維持することも可能である。
そこで本実施形態では、連続プリント中の温度低下や長期間の使用に伴う逆クラウン形状の劣化に対して、メインヒータ52及びサブヒータ54それぞれの加熱動作を複数パターンに変化させながら制御することにより、加圧ローラ44の温度条件を上手くコントロールしてやることで逆クラウン形状を積極的に維持する手法を採用している。
〔加熱動作の態様〕
図8は、特定サイズ(例えばA3)の用紙に関して、メインヒータ52及びサブヒータ54それぞれの加熱動作を制御する際に基本態様となる制御パターンテーブル(以下、「パターンA」とする。)を示した図である。メインヒータ52及びサブヒータ54それぞれの加熱動作(通電による発光)は、予め制御パターンテーブルに設定された制御パターンに基づいて制御することができる。制御パターンは、例えばメインヒータ52及びサブヒータ54それぞれの通電割合(デューティ率)を予め規定したものであり、ここではパターン番号1〜21に対してメインヒータ52及びサブヒータ54それぞれの通電割合が細かく規定されている。なおテーブル中の右欄には、パターンごとの通電割合に対応するメインヒータ52及びサブヒータ54それぞれの10波中(基準パルス10回分)における点灯回数を示したものである。
上記の制御ユニット60は、例えばROM66に複数の制御パターンテーブルを格納している。そして制御ユニット60のCPU64は、ROM66から必要な制御パターンテーブルを選択すると、その中のパターン番号ごとに規定された通電割合に基づいてメインヒータ52及びサブヒータ54の加熱動作を個別に制御する。
〔基本テーブル:パターンA〕
なお図8の「パターンA」は、ヒートローラ46(加熱ベルト48)の長手方向の中央位置と両端位置の温度を均一に制御する場合に選択されるテーブルであり、このため本実施形態では「パターンA」を基本テーブルとしている。
〔第1応用テーブル:パターンB〕
次に図9は、同じ特定サイズ(例えばA3)の用紙に関して、上記の基本テーブルに対して第1応用テーブルとなる制御パターンテーブル(以下、「パターンB」とする。)を示したである。図9の「パターンB」は、ヒートローラ46(加熱ベルト48)の長手方向の中央位置よりも両端位置の温度を高くした状態(例えば端部位置が5℃高い状態)に制御する場合に選択されるテーブルである。このため「パターンB」では、全体的に「パターンA」よりもサブヒータ54の通電割合が高めに設定されていることが分かる。
〔第2応用テーブル:パターンC〕
また図10は、同じ特定サイズ(例えばA3)の用紙に関して、上記の基本テーブルに対してさらに第2応用テーブルとなる制御パターンテーブル(以下、「パターンC」とする。)を示した図である。図10の「パターンC」は、さらにヒートローラ46(加熱ベルト48)の長手方向の中央位置よりも両端位置の温度を高くした状態(例えば端部位置が10℃高い状態)に制御する場合に選択されるテーブルである。このため「パターンC」では、全体的に「パターンB」よりもさらにサブヒータ54の通電割合が高めに設定されていることが分かる。
上述した制御パターンテーブルは、例えばそれまでのトータル通紙枚数やプリント開始時、連続プリント中、環境条件(温度条件、湿度条件)に基づいて使い分けることができる。そこで、制御ユニット60による制御パターンテーブルの選択手法について実施例を挙げて説明する。
〔第1実施例〕
図11は、制御パターンテーブルの選択手法に関する第1実施例を示す図である。以下、具体的な条件を挙げながら説明する。
〔通紙枚数0〜2万枚〕
例えば、通紙枚数条件としてこれまでのトータル通紙枚数が2万枚以下の範囲内にあり、プリント条件としてこれからプリント(定着)が開始される場合であって、現在の環境条件として常温環境にある場合、上記の「パターンA」を選択してメインヒータ52及びサブヒータ54それぞれの通電割合が制御される。この場合、ヒートローラ46の温度を長手方向で均一化する基本パターンにより制御が行われることになる。なお、この後にプリント条件として連続プリント中の枚数が11枚に達した場合であっても、常温環境であればそのまま「パターンA」が引き続き選択される。
これは、通紙枚数からみて逆クラウン形状の耐久的な劣化は特に考慮する必要がなく、また、環境条件からみて用紙の水分量も通常であることから、プリント開始時又は連続プリント中はなるべく温度むらを防止して逆クラウン形状を維持することを意図したものである。
一方、通紙枚数条件としてこれまでのトータル通紙枚数が2万枚以下の範囲内にあり、プリント条件としてこれからプリント(定着)が開始される場合であっても、現在の環境条件として高湿環境にある場合、上記の「パターンB」を選択してメインヒータ52及びサブヒータ54それぞれの通電割合が制御される。この場合、上記の基本パターンではなく、ヒートローラ46の端部位置の温度を高くする第1応用パターンにより制御が行われることになる。なお、この後にプリント条件として連続プリント中の枚数が11枚に達した場合であっても、高湿環境であればやはり「パターンB」が選択されることになる。
これは、通紙枚数からみて逆クラウン形状の耐久的な劣化は特に考慮する必要はないが、環境条件からみて用紙の水分量が多く、しわになりやすいと考えられることから、プリント開始時又は連続プリント中にヒートローラ46(加熱ベルト48)の端部位置の温度を引き上げ、加圧ローラ44の端部位置の温度を中央位置よりも上昇させて逆クラウン形状をより大きく維持(又は積極的に増大)することを意図したものである。これにより、高湿環境であっても用紙の搬送を安定させてしわの発生を防止することができる。
〔通紙枚数2万〜30万枚〕
次に、通紙枚数条件としてこれまでのトータル通紙枚数が2万枚を超えて30万枚までの範囲内にあり、プリント条件としてこれからプリント(定着)が開始される場合であって、現在の環境条件として常温環境にある場合、上記の「パターンB」を選択してメインヒータ52及びサブヒータ54それぞれの通電割合が制御される。この場合、最初からヒートローラ46の端部位置の温度を高くする第1応用パターンにより制御が行われることになる。
これは、環境条件からみて用紙の水分量は通常であるが、通紙枚数からみて逆クラウン形状の耐久的な劣化があり、そのままでは搬送が不安定になりやすいと考えられることから、プリント開始時からヒートローラ46(加熱ベルト48)の端部位置の温度を引き上げ、加圧ローラ44の端部位置の温度を中央位置よりも上昇させて逆クラウン形状を維持(又は積極的に回復)することを意図したものである。これにより、耐久的に逆クラウン形状が劣化した状態であっても用紙の搬送を安定させ、しわの発生を防止することができる。
なお、この後にプリント条件として連続プリント中の枚数が11枚に達した場合、常温環境であれば「パターンB」から基本の「パターンA」に切り替えて制御が行われる。これは、連続プリントの進行に伴って用紙に奪われる熱が多くなると、相対的に中央位置の温度が低下することで逆に加圧ローラ44の中央位置で温度が低下し、外径が小さくなって用紙の搬送が不安定になりやすいと考えられることから、今度は温度むらを防止して逆クラウン形状を維持することを意図したものである。
一方、通紙枚数条件としてこれまでのトータル通紙枚数が2万枚を超えて30万枚までの範囲内にあり、プリント条件としてこれからプリント(定着)が開始される場合であっても、現在の環境条件として高湿環境にある場合、上記の「パターンC」を選択してメインヒータ52及びサブヒータ54それぞれの通電割合が制御される。この場合、最初からヒートローラ46の端部位置の温度をさらに高くする第2応用パターンにより制御が行われることになる。
これは、通紙枚数からみて逆クラウン形状の耐久的な劣化があり、そのままでは搬送が不安定になりやすい上、環境条件からみて用紙の水分量が多く、しわになりやすいと考えられることから、プリント開始時にヒートローラ46(加熱ベルト48)の端部位置の温度を大きく引き上げ、加圧ローラ44の端部位置の温度を中央位置よりもさらに上昇させて逆クラウン形状をより大きく維持(又は積極的に増大)することを意図したものである。これにより、耐久的に逆クラウン形状が劣化し、さらに高湿の環境であっても用紙の搬送を安定させてしわの発生を防止することができる。
なお、この後にプリント条件として連続プリント中の枚数が11枚に達した場合、引き続き高湿環境であれば「パターンC」から「パターンB」に切り替えて制御が行われる。これは、連続プリントの進行に伴って用紙に奪われる熱が多くなると、相対的に中央位置の温度が低下することで逆に加圧ローラ44の中央位置で温度が低下し、外径が小さくなって用紙の搬送が不安定になりやすいと考えられることから、その温度低下分を補償して逆クラウン形状を維持することを意図したものである。
〔制御パターン選択処理〕
図12及び図13は、第1実施例として制御ユニット60のCPU64が実行する制御パターン選択処理の手順例を示したフローチャートである。制御ユニット60のCPU64は、この制御パターン選択処理をプログラムとして実行することにより、上記のような各種の条件に基づいて適切な制御パターンテーブルを選択することができる。以下、具体的な手順に沿って説明する。
ステップS10:先ずCPU64は、現在までのトータル通紙枚数が0〜2万枚の範囲内であるか否かを確認する。例えば、RAM68に記録されている累計の通紙カウント値が2万枚以下である場合(Yes)、CPU64は次にステップS12に進む。
ステップS12:次にCPU64は、現在のプリント条件として、連続プリント中の11枚以降であるか否かを確認する。例えば、現在のステータスがプリント開始時である場合(No)、CPU64はここでステップS20に進む。
ステップS20:CPU64は、環境条件として、常温環境であるか否か(高湿環境でないか否か)を判断する。例えば、CPU64は高湿センサ62及び機内サーミスタ74からの湿度検出信号及び機内温度信号に基づいて機内温度及び機内湿度を計測する。その結果から常温環境である(高湿環境でない)と判断した場合(Yes)、CPU64はステップS22に進む。なお、常温や高湿といった環境条件は、画像形成装置1を使用する国や地域、用紙の種類等に応じて適宜設定すればよい。
ステップS22:CPU64は、制御パターンテーブルとして「パターンA」を選択する。この場合、CPU64は基本パターンである図8の「パターンA」に基づいてメインヒータ52及びサブヒータ54それぞれの通電割合を制御する。なお制御においては、各サーミスタ56,58からの温度検出信号をフィードバックしつつ、パターン番号1〜21のいずれかが選択される(これ以降も同様。)。
これに対し、先のステップS20でCPU64が高湿環境である(常温環境でない)と判断した場合(No)、CPU64はステップS18に進む。
ステップS18:この場合、CPU64は、制御パターンテーブルとして「パターンB」を選択する。そしてCPU64は、選択した「パターンB」に基づいてメインヒータ52及びサブヒータ54それぞれの通電割合を制御する。
この後、プリント条件として、連続プリント中の11枚以降に達すると(ステップS12:Yes)、CPU64はステップS14を実行する。
ステップS14:ここでもCPU64は、環境条件として、常温環境であるか否か(高湿環境でないか否か)を判断する。そして、常温環境である(高湿環境でない)と判断した場合(Yes)、CPU64はステップS16に進む。
ステップS16:CPU64は、制御パターンテーブルとして「パターンA」を選択し、この「パターンA」に基づいてメインヒータ52及びサブヒータ54それぞれの通電割合を制御する。
これに対し、先のステップS14でCPU64が高湿環境である(常温環境でない)と判断した場合(No)、CPU64はステップS18に進み、制御パターンテーブルとして「パターンB」を選択する。
〔耐久後〕
この後の長期間の使用により、現在までのトータル通紙枚数が2万枚を超えた場合は以下の手順が実行される。
ステップS10:CPU64は、RAM68に記録されている累計の通紙カウント値が2万枚以上であった場合(No)、次に図13のステップS26に進む(接続記号A→A)。
ステップS26:CPU64は、現在のプリント条件として、連続プリント中の11枚以降であるか否かを確認し、現在のステータスがプリント開始時である場合(No)、CPU64はステップS34に進む。
ステップS34:CPU64は、環境条件として、常温環境であるか否か(高湿環境でないか否か)を判断する。そして、現在が常温環境である(高湿環境でない)と判断した場合(Yes)、CPU64はステップS32に進む。
ステップS32:この場合、CPU64は制御パターンテーブルとして「パターンB」を選択し、メインヒータ52及びサブヒータ54それぞれの通電割合を制御する。
これに対し、先のステップS34でCPU64が高湿環境である(常温環境でない)と判断した場合(No)、CPU64はステップS36に進む。
ステップS36:この場合、CPU64は、制御パターンテーブルとして第2応用パターンである「パターンC」を選択する。そしてCPU64は、選択した「パターンC」に基づいてメインヒータ52及びサブヒータ54それぞれの通電割合を制御する。
この後、プリント条件として、連続プリント中の11枚以降に達すると(ステップS26:Yes)、CPU64はステップS28を実行する。
ステップS28:ここでもCPU64は、環境条件として、常温環境であるか否か(高湿環境でないか否か)を判断する。そして、常温環境である(高湿環境でない)と判断した場合(Yes)、CPU64はステップS30に進む。
ステップS30:CPU64は、制御パターンテーブルとして「パターンA」を選択し、この「パターンA」に基づいてメインヒータ52及びサブヒータ54それぞれの通電割合を制御する。
これに対し、先のステップS28でCPU64が高湿環境である(常温環境でない)と判断した場合(No)、CPU64はステップS32に進み、制御パターンテーブルとして「パターンB」を選択する。
〔第2実施例〕
次に図14は、制御パターンテーブルの選択手法に関する第2実施例を示す図である。第2実施例は、ヒートローラ46の中央位置と端部位置との温度差条件に基づいて制御パターンテーブルを切り替えるものである。以下、具体的な条件を挙げながら説明する。
〔通紙枚数0〜2万枚〕
例えば、通紙枚数条件としてこれまでのトータル通紙枚数が2万枚以下の範囲内にあり、温度差条件が10℃以上の場合であって、現在の環境条件として常温環境にある場合、上記の「パターンA」を選択してメインヒータ52及びサブヒータ54それぞれの通電割合が制御される。この場合、ヒートローラ46の温度を長手方向で均一化する基本パターンにより制御が行われることになる。なお、この後に温度差条件が10℃未満に変化した場合であっても、常温環境であればそのまま「パターンA」が引き続き選択される。
これは、通紙枚数からみて逆クラウン形状の耐久的な劣化は特に考慮する必要がなく、また、環境条件からみて用紙の水分量も通常であることから、温度差条件に関わらず、なるべく温度むらを防止して逆クラウン形状を維持することを意図したものである。
一方、通紙枚数条件としてこれまでのトータル通紙枚数が2万枚以下の範囲内にあり、温度差条件が10℃以上の場合であっても、現在の環境条件として高湿環境にある場合、上記の「パターンB」を選択してメインヒータ52及びサブヒータ54それぞれの通電割合が制御される。この場合、上記の基本パターンではなく、ヒートローラ46の端部位置の温度を高くする第1応用パターンにより制御が行われることになる。なお、この後に温度差条件が10℃未満に変化した場合であっても、高湿環境であればやはり「パターンB」が選択されることになる。
これは、通紙枚数からみて逆クラウン形状の耐久的な劣化は特に考慮する必要はないが、環境条件からみて用紙の水分量が多く、しわになりやすいと考えられることから、温度差条件に関わらずヒートローラ46(加熱ベルト48)の端部位置の温度を引き上げ、加圧ローラ44の端部位置の温度を中央位置よりも上昇させて逆クラウン形状をより大きく維持(又は積極的に増大)することを意図したものである。これにより、高湿環境であっても用紙の搬送を安定させてしわの発生を防止することができる。
〔通紙枚数2万〜30万枚〕
次に、通紙枚数条件としてこれまでのトータル通紙枚数が2万枚を超えて30万枚までの範囲内にあり、温度差条件が10℃以上の場合であって、現在の環境条件として常温環境にある場合、上記の「パターンB」を選択してメインヒータ52及びサブヒータ54それぞれの通電割合が制御される。この場合、最初からヒートローラ46の端部位置の温度を高くする第1応用パターンにより制御が行われることになる。
これは、環境条件からみて用紙の水分量は通常であるが、通紙枚数からみて逆クラウン形状の耐久的な劣化があり、そのままでは搬送が不安定になりやすいと考えられる上、中央位置と端部位置との温度差で逆クラウン形状が劣化していると考えられることから、ヒートローラ46(加熱ベルト48)の端部位置の温度を引き上げ、加圧ローラ44の端部位置の温度を中央位置よりも上昇させて逆クラウン形状を維持(又は積極的に回復)することを意図したものである。これにより、耐久的な原因や温度差によって逆クラウン形状が劣化した状態であっても用紙の搬送を安定させ、しわの発生を防止することができる。
なお、この後に温度差条件が10℃未満に変化した場合、常温環境であれば「パターンB」から基本の「パターンA」に切り替えて制御が行われる。これは、「パターンB」の制御によって温度差が次第になくなってきたと考えられることから、今度は温度むらを防止して、それまでの逆クラウン形状を維持することを意図したものである。
一方、通紙枚数条件としてこれまでのトータル通紙枚数が2万枚を超えて30万枚までの範囲内にあり、温度差条件が10度以上の場合であっても、現在の環境条件として高湿環境にある場合、上記の「パターンC」を選択してメインヒータ52及びサブヒータ54それぞれの通電割合が制御される。この場合、最初からヒートローラ46の端部位置の温度をさらに高くする第2応用パターンにより制御が行われることになる。
これは、通紙枚数からみて逆クラウン形状の耐久的な劣化があり、そのままでは搬送が不安定になりやすい上、環境条件からみて用紙の水分量が多く、しわになりやすいと考えられるし、さらに温度差によっても逆クラウン形状が劣化していると考えられることから、ヒートローラ46(加熱ベルト48)の端部位置の温度を大きく引き上げ、加圧ローラ44の端部位置の温度を中央位置よりもさらに上昇させて逆クラウン形状をより大きく維持(又は積極的に増大)することを意図したものである。これにより、温度差や耐久的な原因で逆クラウン形状が劣化し、さらに高湿の環境であっても用紙の搬送を安定させてしわの発生を防止することができる。
なお、この後に温度差条件が10℃未満に変化した場合、引き続き高湿環境であれば「パターンC」から「パターンB」に切り替えて制御が行われる。これは、それまでの「パターンC」による制御で次第に温度差がなくなってきたと考えられることから、「パターンC」よりは端部位置の温度をあまり上昇させない「パターンB」に切り替えて逆クラウン形状を維持することを意図したものである。
〔制御パターン選択処理〕
図15及び図16は、第2実施例として制御ユニット60のCPU64が実行する制御パターン選択処理の手順例を示したフローチャートである。制御ユニット60のCPU64は、この制御パターン選択処理をプログラムとして実行することにより、第2実施例においても各種の条件に基づいて適切な制御パターンテーブルを選択することができる。以下、具体的な手順に沿って説明する。
ステップS110:先ずCPU64は、現在までのトータル通紙枚数が0〜2万枚の範囲内であるか否かを確認する。例えば、RAM68に記録されている累計の通紙カウント値が2万枚以下である場合(Yes)、CPU64は次にステップS112に進む。
ステップS112:次にCPU64は、現在の温度差条件が10℃未満であるか否かを確認する。例えば、CPU64は中央位置のサーミスタ56と端部位置のサーミスタ58からの温度検出信号に基づき、温度差条件が10℃以上であると判断した場合(No)、CPU64はここでステップS120に進む。
ステップS120:次にCPU64は、環境条件として、常温環境であるか否か(高湿環境でないか否か)を判断し、常温環境である(高湿環境でない)と判断した場合(Yes)、CPU64はステップS122に進む。
ステップS122:CPU64は、制御パターンテーブルとして「パターンA」を選択する。この場合、CPU64は基本パターンである「パターンA」に基づいてメインヒータ52及びサブヒータ54それぞれの通電割合を制御する。
これに対し、先のステップS120でCPU64が高湿環境である(常温環境でない)と判断した場合(No)、CPU64はステップS118に進む。
ステップS118:この場合、CPU64は、制御パターンテーブルとして「パターンB」を選択する。そしてCPU64は、選択した「パターンB」に基づいてメインヒータ52及びサブヒータ54それぞれの通電割合を制御する。
この後、温度差条件が10℃未満に変化すると(ステップS112:Yes)、CPU64はステップS114を実行する。
ステップS114:ここでもCPU64は、環境条件として、常温環境であるか否か(高湿環境でないか否か)を判断する。そして、常温環境である(高湿環境でない)と判断した場合(Yes)、CPU64はステップS116に進む。
ステップS116:CPU64は、制御パターンテーブルとして「パターンA」を選択し、この「パターンA」に基づいてメインヒータ52及びサブヒータ54それぞれの通電割合を制御する。
これに対し、先のステップS114でCPU64が高湿環境である(常温環境でない)と判断した場合(No)、CPU64はステップS118に進み、制御パターンテーブルとして「パターンB」を選択する。
〔耐久後〕
この後の長期間の使用により、現在までのトータル通紙枚数が2万枚を超えた場合は以下の手順が実行される。
ステップS110:CPU64は、RAM68に記録されている累計の通紙カウント値が2万枚以上であった場合(No)、次に図16のステップS126に進む(接続記号B→B)。
ステップS126:CPU64は、現在の温度差条件が10℃以上である場合(No)、CPU64はステップS134に進む。
ステップS134:CPU64は、環境条件として、常温環境であるか否か(高湿環境でないか否か)を判断する。そして、現在が常温環境である(高湿環境でない)と判断した場合(Yes)、CPU64はステップS132に進む。
ステップS132:この場合、CPU64は制御パターンテーブルとして「パターンB」を選択し、メインヒータ52及びサブヒータ54それぞれの通電割合を制御する。
これに対し、先のステップS134でCPU64が高湿環境である(常温環境でない)と判断した場合(No)、CPU64はステップS136に進む。
ステップS136:この場合、CPU64は、制御パターンテーブルとして第2応用パターンである「パターンC」を選択する。そしてCPU64は、選択した「パターンC」に基づいてメインヒータ52及びサブヒータ54それぞれの通電割合を制御する。
この後、温度差条件が10℃未満に変化すると(ステップS126:Yes)、CPU64はステップS128を実行する。
ステップS128:ここでもCPU64は、環境条件として、常温環境であるか否か(高湿環境でないか否か)を判断する。そして、常温環境である(高湿環境でない)と判断した場合(Yes)、CPU64はステップS130に進む。
ステップS130:CPU64は、制御パターンテーブルとして「パターンA」を選択し、この「パターンA」に基づいてメインヒータ52及びサブヒータ54それぞれの通電割合を制御する。
これに対し、先のステップS128でCPU64が高湿環境である(常温環境でない)と判断した場合(No)、CPU64はステップS132に進み、制御パターンテーブルとして「パターンB」を選択する。
〔その他の実施形態〕
図17は、定着ユニット14の第2構造例を示す縦断面図である。第2構造例の定着ユニット14は、第1構造例のような定着ローラ45や加熱ベルト48がなく、加圧ローラ44及びヒートローラ46だけで構成されている。この場合、ヒートローラ46の表層に弾性層を形成することで、加圧ローラ44とヒートローラ46との間にはフラットニップが形成されている。
またヒートローラ46の内部には、第1構造例と同様にメインヒータ52及びサブヒータ54が設置されている。ここでもヒータ52,54の配置は一例であり、メインヒータ52とサブヒータ54との位置関係は逆であってもよいし、これらヒータ52,54の配置がヒートローラ46の回転方向にずれていてもよい。
またヒートローラ46の内部には、同じく2箇所に非接触タイプのサーミスタ56,58が設置されている。このうち1つのサーミスタ56は、例えばヒートローラ46の長手方向でみた中央位置(通紙域)に設置されており、もう1つのサーミスタ58は、ヒートローラ46の端部位置(両端のいずれか一方)で非通紙域に設置されている。
第2構造例の定着ユニット14を画像形成装置1に搭載した場合であっても、上記の第1実施例及び第2実施例を適用してメインヒータ52及びサブヒータ54それぞれの通電割合を制御することができる。これにより、逆クラウン形状を積極的に維持してしわ対策を実現することができる。
本発明は上述した実施形態に制約されることなく、各種に変形が可能である。メインヒータ52やサブヒータ54による温度分布はあくまで例として挙げたものであり、各温度分布においてピーク領域の具体的な位置や高さ(発光率)は、使用する部材や用紙に応じて変更してもよい。
また、制御パターンテーブルについても図示の例に限らず、その他のパターンを適用してもよい。上記の制御パターンテーブルでは特定サイズとしてA3を例に挙げていたが、特定サイズはその他であってもよい。
一実施形態の画像形成装置の構成を示した概略図である。 定着ユニットの第1構造例を示す縦断面図である。 加圧ローラの外形を概略的に示した図である。 画像形成装置の制御に関する構成を概略的に示すブロック図である。 ヒートローラに対する各ヒータの加熱分布(配熱)を一例として示した図である。 加圧ローラの熱膨張による外径変化の例を示す図である。 通紙枚数の増加に伴うクラウン量の推移の例を示す図である。 制御パターンテーブルの「パターンA」を示した図である。 制御パターンテーブルの「パターンB」を示した図である。 制御パターンテーブルの「パターンC」を示した図である。 制御パターンテーブルの選択手法に関する第1実施例を示す図である。 第1実施例となる制御パターン選択処理の手順例を示したフローチャート(1/2)である。 第1実施例となる制御パターン選択処理の手順例を示したフローチャート(2/2)である。 制御パターンテーブルの選択手法に関する第2実施例を示す図である。 第2実施例となる制御パターン選択処理の手順例を示したフローチャート(1/2)である。 第2実施例となる制御パターン選択処理の手順例を示したフローチャート(2/2)である。 定着ユニットの第2構造例を示す縦断面図である。
符号の説明
1 画像形成装置
14 定着ユニット
44 加圧ローラ
45 定着ローラ
46 ヒートローラ
48 加熱ベルト
52 メインヒータ
54 サブヒータ
56,58 サーミスタ
60 制御ユニット

Claims (6)

  1. 画像が転写された記録媒体を加熱部材と加圧部材との間に形成されるニップを通じて搬送し、この搬送過程で前記加熱部材からの熱で記録媒体に画像を定着させる定着装置を備えた画像形成装置であって、
    前記加圧部材のうち前記加熱部材に圧着された状態で前記ニップを形成する外周部分を構成し、かつ、記録媒体の搬送方向と直交する長手方向の中央位置よりも両端位置に大きな外径を有することで前記加圧部材の外形を逆クラウン形状とする加圧弾性体と、
    前記加熱部材を記録媒体の搬送方向と直交する長手方向の略全域にわたって加熱するとともに、その中央位置に加熱分布のピーク領域を有した第1の加熱体と、
    前記第1の加熱体とともに前記加熱部材をその長手方向の略全域にわたって加熱するとともに、その両端位置にそれぞれ加熱分布のピーク領域を有した第2の加熱体と、
    前記加熱部材の温度を検出する温度検出手段と、
    前記温度検出手段により検出された温度に基づいて前記第1及び第2の加熱体による加熱動作を制御する制御手段とを備え、
    前記制御手段は、
    前記搬送される記録媒体の幅方向でみた特定のサイズに関して、前記第1及び第2の加熱体による個々の加熱動作の態様を複数通りに変化させて制御することを特徴とする画像形成装置。
  2. 請求項1に記載の画像形成装置において、
    前記制御手段は、
    前記特定のサイズに関して予め設定された基本態様に基づいて前記第1及び第2の加熱体による個々の加熱動作を制御するとともに、前記定着装置により複数枚の記録媒体への画像の定着が連続的に行われた場合、この連続プリント中に定着が行われた記録媒体の枚数か、もしくは経過時間に応じて前記基本態様から別の態様に切り替えて加熱動作を制御することを特徴とする画像形成装置。
  3. 請求項1に記載の画像形成装置において、
    前記制御手段は、
    前記定着装置により画像の定着を行った記録媒体の累計枚数か、もしくは定着を行った延べ時間に応じて前記第1及び第2の加熱体による個々の加熱動作の態様を変化させることを特徴とする画像形成装置。
  4. 請求項1に記載の画像形成装置において、
    周囲の環境条件を検出する環境条件検出手段をさらに備え、
    前記制御手段は、
    前記特定のサイズに関して予め設定された基本態様に基づいて前記第1及び第2の加熱体による個々の加熱動作を制御するとともに、前記環境条件検出手段により検出された環境条件に応じて前記基本態様を変化させることを特徴とする画像形成装置。
  5. 請求項1に記載の画像形成装置において、
    前記温度検出手段は、
    前記加圧部材の長手方向の中央位置及びいずれか一方の端部位置の少なくとも2箇所の温度を検出可能であり、
    前記制御手段は、
    前記加圧部材の中央位置と端部位置との間の温度差の条件に基づいて、前記第1及び第2の加熱体による個々の加熱動作の態様を変化させて制御することを特徴とする画像形成装置。
  6. 請求項5に記載の画像形成装置において、
    前記制御手段は、
    前記加圧部材の中央位置と端部位置との間の温度差が所定の条件を満たさない場合、前記定着装置により複数枚の記録媒体への画像の定着が連続的に行われる連続プリントの開始時と連続プリントの実行中とでは異なる態様により前記第1及び第2の加熱体による個々の加熱動作を制御する一方、前記加圧部材の中央位置と端部位置との間の温度差が所定の条件を満たす場合、前記連続プリントの開始時であっても前記連続プリントの実行中の態様で加熱動作を制御することを特徴とする画像形成装置。
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