JP2011013591A - Device and program for control of belt winding angle, and image forming apparatus - Google Patents

Device and program for control of belt winding angle, and image forming apparatus Download PDF

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a belt winding angle control device capable of suppressing cracks in a belt, to provide a belt winding angle control program, and to provide an image forming apparatus.SOLUTION: When a roll position controller 10 acquires the temperature T of a fixing belt 12f from a temperature measuring device 12g, the roll position controller 10 compares a predefined reference value TS with the temperature T of the fixing belt 12f and if T is lower than TS, the roll position controller moves the position of a winding angle control roll 12e to β1. At this point, the position of a heating roll 12a is at β2. Alternatively, if T is higher than TS, the roll position controller moves the position of the winding angle control roll 12e to α1. At this time, the position of the heating roll 12a is at α2.

Description

本発明は、ベルトの巻きつき角度制御装置、ベルトの巻きつき角度制御プログラム及び画像形成装置に関する。   The present invention relates to a belt winding angle control device, a belt winding angle control program, and an image forming apparatus.

下記特許文献1には、画像形成条件によって定着ベルトが掛けられたロールの位置を調整することにより定着ニップ量を調整する技術が開示されている。   Japanese Patent Application Laid-Open Publication No. 2004-228561 discloses a technique for adjusting the fixing nip amount by adjusting the position of a roll on which a fixing belt is hung according to image forming conditions.

特開2004−117518号公報JP 2004-117518 A

本発明の目的は、ベルトの亀裂発生を抑制できるベルトの巻きつき角度制御装置、ベルトの巻きつき角度制御プログラム及び画像形成装置を提供することにある。   An object of the present invention is to provide a belt winding angle control device, a belt winding angle control program, and an image forming apparatus that can suppress the occurrence of cracks in the belt.

上記目的を達成するために、請求項1記載のベルトの巻きつき角度制御装置の発明は、複数のロールに掛け回され、加熱されつつ循環駆動されるベルトの温度が予め定めた基準値以上となった場合に、前記ベルトの循環駆動経路内におけるベルトの最小曲率半径部分の巻きつき角度を小さくすることを特徴とする。   In order to achieve the above object, the invention of the belt wrap angle control device according to claim 1 is characterized in that the temperature of a belt that is wound around a plurality of rolls and circulated while being heated is equal to or higher than a predetermined reference value. In this case, the wrapping angle of the minimum curvature radius portion of the belt in the belt circulation drive path is reduced.

請求項2記載の発明は、請求項1記載の発明が、前記ベルトの最小曲率半径部分の巻きつき角度を制御する巻きつき角度制御ロールを備え、前記巻きつき角度制御ロールは、前記ベルトの温度が予め定めた基準値より低い場合には、前記巻きつき角度を第1の角度とする第1位置に、前記ベルトの温度が前記基準値以上の場合には、前記巻きつき角度を前記第1の角度より小さくする第2位置に移動することを特徴とする。   According to a second aspect of the present invention, the invention according to the first aspect includes a winding angle control roll for controlling a winding angle of a minimum curvature radius portion of the belt, and the winding angle control roll is a temperature of the belt. Is lower than a predetermined reference value, the winding angle is set to a first position where the winding angle is the first angle. When the belt temperature is equal to or higher than the reference value, the winding angle is set to the first position. It moves to the 2nd position made smaller than this angle, It is characterized by the above-mentioned.

請求項3記載の発明は、請求項1または請求項2記載の発明が、前記巻きつき角度制御ロールの第1位置と第2位置との間の移動に応じて前記ベルトが掛けられた他のロールの位置を変更し、前記ベルトの張力を制御する張力制御手段を備えることを特徴とする。   According to a third aspect of the present invention, in the first or second aspect of the present invention, the belt is hung according to the movement between the first position and the second position of the winding angle control roll. Tension control means for changing the position of the roll and controlling the tension of the belt is provided.

請求項4記載の画像形成装置の発明は、請求項1から請求項3のいずれか一項に記載のベルトの巻きつき角度制御装置と、前記ベルトの巻きつき角度制御装置により最小曲率半径部分の巻きつき角度が制御される定着ベルトと、を備えることを特徴とする。   According to a fourth aspect of the present invention, there is provided an image forming apparatus according to any one of the first to third aspects, wherein the belt winding angle control device and the belt winding angle control device And a fixing belt in which a winding angle is controlled.

請求項5記載のベルトの巻きつき角度制御プログラムの発明は、コンピュータを、複数のロールに掛け回され、加熱されつつ循環駆動されるベルトの循環駆動経路内における最小曲率半径部分の巻きつき角度を制御する巻きつき角度制御ロールの位置を、前記ベルトの温度が予め定めた基準値より低い場合には、前記巻きつき角度を第1の角度とする第1位置に、前記ベルトの温度が前記基準値以上の場合には、前記巻きつき角度を前記第1の角度より小さくする第2位置に移動させるロール位置制御手段として機能させることを特徴とする。   The invention of the belt wrap angle control program according to claim 5 is characterized in that the wrap angle of the minimum curvature radius portion in the circulation drive path of the belt that is circulated and driven while being heated around a plurality of rolls. When the temperature of the belt to be controlled is lower than a predetermined reference value, the temperature of the belt is set to the first position where the winding angle is a first angle. When the value is greater than or equal to the value, the roll angle control unit is configured to move to a second position where the wrapping angle is smaller than the first angle.

請求項1、請求項4及び請求項5の発明によれば、本構成を有しない場合に較べて、ベルトの亀裂発生を抑制することができる。   According to the first, fourth, and fifth aspects of the present invention, the occurrence of cracks in the belt can be suppressed as compared with the case where the present configuration is not provided.

請求項2の発明によれば、本構成を有しない場合に較べて、ベルトの温度に応じて亀裂発生を抑制できる位置に巻きつき角度制御ロールの位置を移動することができる。   According to invention of Claim 2, compared with the case where it does not have this structure, the position of a winding angle control roll can be moved to the position which can suppress crack generation according to the temperature of a belt.

請求項3の発明によれば、本構成を有しない場合に較べて、ベルトの張力が下がりすぎて、ベルトがロールに掛かる位置にずれが発生することを抑制できる。   According to invention of Claim 3, compared with the case where it does not have this structure, it can suppress that the tension | tensile_strength of a belt falls too much and a shift | offset | difference generate | occur | produces in the position where a belt engages with a roll.

実施形態にかかる画像形成装置の構成例を示す図である。1 is a diagram illustrating a configuration example of an image forming apparatus according to an embodiment. 実施形態にかかるロール位置制御装置を構成するコンピュータのハードウェア構成の例を示す図である。It is a figure which shows the example of the hardware constitutions of the computer which comprises the roll position control apparatus concerning embodiment. 実施形態にかかるロール位置制御装置の一実施形態の機能ブロック図である。It is a functional block diagram of one embodiment of a roll position control device concerning an embodiment. 実施形態にかかるロール位置制御装置の動作例のフロー図である。It is a flowchart of the operation example of the roll position control apparatus concerning embodiment. 定着ベルト12fに発生する亀裂の観測結果を示す図である。It is a figure which shows the observation result of the crack which generate | occur | produces in the fixing belt 12f. 亀裂発生試験に使用した定着ベルト12fの断面構造を示す図である。It is a figure which shows the cross-section of the fixing belt 12f used for the crack generation test.

以下、本発明を実施するための形態(以下、実施形態という)を、図面に従って説明する。   Hereinafter, modes for carrying out the present invention (hereinafter referred to as embodiments) will be described with reference to the drawings.

図1には、実施形態にかかる画像形成装置の構成例が示される。図1において、画像形成装置は、ロール位置制御装置10、定着装置12、給紙装置14、現像・転写装置16及び媒体搬送経路18を含んで構成されている。   FIG. 1 shows a configuration example of an image forming apparatus according to the embodiment. In FIG. 1, the image forming apparatus includes a roll position control device 10, a fixing device 12, a paper feeding device 14, a development / transfer device 16, and a medium conveyance path 18.

ロール位置制御装置10は、定着装置12を構成するロールの位置を制御し、後述するように、定着用のベルトの循環駆動経路内における最小曲率半径部分の巻きつき角度を制御する。   The roll position control device 10 controls the position of the roll constituting the fixing device 12, and controls the winding angle of the minimum radius of curvature portion in the circulation drive path of the fixing belt, as will be described later.

定着装置12は、加熱ロール12a,b,c、加圧ロール12d、巻きつき角度制御ロール12e、定着ベルト12f及び温度測定装置12gを含んで構成され、現像・転写装置16から受け取った、トナー画像が転写された印刷用紙等の媒体を加熱及び加圧して定着処理を行う。この定着処理により、媒体上にトナー画像が形成される。   The fixing device 12 includes a heating roll 12a, b, c, a pressure roll 12d, a winding angle control roll 12e, a fixing belt 12f, and a temperature measuring device 12g. The toner image received from the development / transfer device 16 A fixing process is performed by heating and pressurizing a medium such as printing paper on which the toner is transferred. By this fixing process, a toner image is formed on the medium.

ここで、加熱ロール12a,b,cは、内部に図示しない加熱手段(ハロゲンランプ等を使用することができる)が設けられ、定着ベルト12fを加熱する。また、加圧ロール12dは、加熱ロール12bとの間に定着ベルト12fと媒体搬送経路18により搬送される媒体とを挟み込み、媒体に定着用の圧力を加える。この際に定着ベルト12fにより媒体の加熱も行われる。定着ベルト12fは、加熱ロール12a,b,c及び巻きつき角度制御ロール12eの間に掛け回されており、図示しない駆動モーターによって回転駆動される加熱ロール12bにより、矢印C方向に、加圧ロール12dの周速度と等しい移動速度で循環駆動される。温度測定装置12gは、定着ベルト12fの温度を測定し、測定結果をロール位置制御装置10に出力する。   Here, the heating rolls 12a, 12b, and 12c are provided with heating means (not shown) (not shown) inside, and heat the fixing belt 12f. The pressure roll 12d sandwiches the fixing belt 12f and the medium conveyed by the medium conveyance path 18 between the heating roll 12b, and applies a fixing pressure to the medium. At this time, the medium is also heated by the fixing belt 12f. The fixing belt 12f is wound around the heating rolls 12a, 12b, and 12c and the winding angle control roll 12e, and is pressed in the direction of arrow C by the heating roll 12b that is rotationally driven by a drive motor (not shown). Circulation is driven at a moving speed equal to the peripheral speed of 12d. The temperature measuring device 12 g measures the temperature of the fixing belt 12 f and outputs the measurement result to the roll position control device 10.

ロール位置制御装置10は、温度測定装置12gの測定出力に基づいて加熱ロール12a及び巻きつき角度制御ロール12eの位置を制御し、定着ベルト12fの循環駆動経路の形状を制御する。なお、加熱ロール12a及び巻きつき角度制御ロール12eは、適宜なアクチュエータ等により位置を移動する構成とすることができ、ロール位置制御装置10は、このアクチュエータを制御することによりそれぞれのロールの位置を制御することができる。巻きつき角度制御ロール12eの位置が図1の矢印A1の方向(図の左右方向)に移動すると、巻きつき角度制御ロール12eに巻き付く定着ベルト12fの巻きつき角度θ1も変化する。このため、ロール位置制御装置10は、巻きつき角度制御ロール12eの位置の制御により定着ベルト12fの巻きつき角度θ1を制御することができる。   The roll position control device 10 controls the positions of the heating roll 12a and the winding angle control roll 12e based on the measurement output of the temperature measuring device 12g, and controls the shape of the circulation drive path of the fixing belt 12f. The heating roll 12a and the wrapping angle control roll 12e can be configured to move positions by appropriate actuators or the like, and the roll position control device 10 controls the position of each roll by controlling the actuator. Can be controlled. When the position of the winding angle control roll 12e moves in the direction of the arrow A1 in FIG. 1 (left and right direction in the figure), the winding angle θ1 of the fixing belt 12f wound around the winding angle control roll 12e also changes. For this reason, the roll position control device 10 can control the winding angle θ1 of the fixing belt 12f by controlling the position of the winding angle control roll 12e.

また、上記ロール位置制御装置10は、巻きつき角度制御ロール12eを図1の矢印A1の方向に移動し、加熱ロール12bから定着ベルト12fを送り出す角度を決定している。一般に、定着ベルト12fが加熱ロール12bと加圧ロール12dの各回転中心を結ぶ直線に直行する方向となす角度θ2により、定着処理後の媒体の画像品質を保ちながら媒体と定着ベルト12fとの分離を容易に行えるか否かが決まる。このため、ロール位置制御装置10が巻きつき角度制御ロール12eの位置を制御して定着ベルト12fの加熱ロール12bからの送り出し角度を決定している。図1の例では、巻きつき角度制御ロール12eが位置α1にある場合に媒体と定着ベルト12fとの分離を容易に行える。この場合、定着ベルト12fの循環駆動経路の形状は、図1に実線で示されるように、楕円形状の一部を巻きつき角度制御ロール12eで楕円の外側に引き出した形状となっており、巻きつき角度制御ロール12eの位置が定着ベルト12fの曲率半径が最小となる最小曲率半径部分となっている。また、このときロール位置制御装置10は、加熱ロール12aの位置を位置α2としている。   Further, the roll position control device 10 moves the winding angle control roll 12e in the direction of arrow A1 in FIG. 1, and determines the angle at which the fixing belt 12f is sent from the heating roll 12b. In general, the angle between the fixing belt 12f and the direction perpendicular to the straight line connecting the rotation centers of the heating roll 12b and the pressure roll 12d is separated from the fixing belt 12f while maintaining the image quality of the fixing medium. Whether or not can be easily performed is determined. For this reason, the roll position control device 10 controls the position of the winding angle control roll 12e to determine the feed angle of the fixing belt 12f from the heating roll 12b. In the example of FIG. 1, when the winding angle control roll 12e is at the position α1, the medium and the fixing belt 12f can be easily separated. In this case, as shown by a solid line in FIG. 1, the shape of the circulation drive path of the fixing belt 12f is a shape in which a part of the ellipse is wound around and pulled out to the outside of the ellipse by the angle control roll 12e. The position of the contact angle control roll 12e is a minimum radius of curvature portion where the radius of curvature of the fixing belt 12f is minimum. At this time, the roll position control device 10 sets the position of the heating roll 12a to the position α2.

一方、画像形成装置が起動した直後等は、定着ベルト12fの温度は室温程度であり、巻きつき角度制御ロール12eが位置α1にあると、定着ベルト12fの巻きつき角度θ1が小さい角度となっているので、この状態で循環駆動すると、定着ベルト12fに亀裂が発生する場合がある。特にヤング率の異なる材料を積層して形成したベルトでは、より亀裂が発生しやすくなる。このため、温度測定装置12gが測定した定着ベルト12fの温度が予め定めた基準値より低い場合には、ロール位置制御装置10が巻きつき角度制御ロール12eの位置を図1の破線で示した位置β1に移動させる。これにより、定着ベルト12fの最小曲率半径部分の巻きつき角度θ1を、巻きつき角度制御ロール12eが位置α1にあるときよりも大きくする。また、このときには、ロール位置制御装置10が加熱ロール12aの位置も図1の矢印A2の方向に移動させ、破線の位置β2とし、定着ベルト12fに作用する張力が低下しすぎないように制御する。   On the other hand, immediately after the image forming apparatus is started, the temperature of the fixing belt 12f is about room temperature, and when the winding angle control roll 12e is at the position α1, the winding angle θ1 of the fixing belt 12f becomes a small angle. Therefore, if the circulation driving is performed in this state, the fixing belt 12f may crack. In particular, in a belt formed by laminating materials having different Young's moduli, cracks are more likely to occur. Therefore, when the temperature of the fixing belt 12f measured by the temperature measuring device 12g is lower than a predetermined reference value, the roll position control device 10 indicates the position of the winding angle control roll 12e as indicated by the broken line in FIG. Move to β1. As a result, the winding angle θ1 of the minimum curvature radius portion of the fixing belt 12f is made larger than when the winding angle control roll 12e is at the position α1. Further, at this time, the roll position control device 10 also moves the position of the heating roll 12a in the direction of the arrow A2 in FIG. 1 so that the broken line position β2 is controlled so that the tension acting on the fixing belt 12f does not decrease too much. .

以上のように、ロール位置制御装置10は、巻きつき角度制御ロール12e及び加熱ロール12aを、それぞれ矢印A1、A2で示される2つの位置(α1,β1)及び(α2,β2)の間を移動させる制御を行う。   As described above, the roll position control device 10 moves the winding angle control roll 12e and the heating roll 12a between two positions (α1, β1) and (α2, β2) indicated by arrows A1 and A2, respectively. To control.

給紙装置14は、印刷用紙等の媒体を保持し、現像・転写装置16に媒体を供給する。なお、給紙装置14は、複数種類の媒体を保持できる構成としてもよい。   The paper feeding device 14 holds a medium such as printing paper and supplies the medium to the developing / transferring device 16. The paper feeding device 14 may be configured to hold a plurality of types of media.

現像・転写装置16は、画像形成の対象である画像データに応じて出射されるレーザービームにより、図示しない感光体ドラムの表面に静電潜像を形成し、この静電潜像を、それぞれイエロー、マゼンタ、シアン、黒、透明の各色のトナー画像として現像する。現像したトナー画像は媒体に転写する。トナー画像が転写された媒体は、媒体搬送経路18により定着装置12に搬送される。なお、黒または黒と透明のトナーを使用して白黒画像のみを現像し転写する構成としてもよい。また、上記画像データの取得は、コンピュータ等の画像作成装置から適宜な通信手段により取得する構成、スキャナ等の画像読み取り装置により取得する構成等があるが、これらに限定されない。現像・転写装置16では、取得した画像データを解析し、上記各色のトナーを使用する画像上の領域及び使用するトナーの種類、使用量等を決定して現像処理及び転写処理を行う。   The development / transfer device 16 forms an electrostatic latent image on the surface of a photosensitive drum (not shown) by a laser beam emitted in accordance with image data that is an object of image formation. , Developed as toner images of magenta, cyan, black, and transparent colors. The developed toner image is transferred to a medium. The medium on which the toner image is transferred is conveyed to the fixing device 12 through the medium conveyance path 18. It is also possible to adopt a configuration in which only black and white images are developed and transferred using black or black and transparent toner. Further, the acquisition of the image data includes a configuration in which the image data is acquired from an image creating apparatus such as a computer by an appropriate communication unit, and a configuration in which the image data is acquired by an image reading apparatus such as a scanner, but is not limited thereto. The development / transfer device 16 analyzes the acquired image data, determines the area on the image that uses the toner of each color, the type of toner to be used, the amount of use, and the like, and performs development processing and transfer processing.

媒体搬送経路18は、適宜な搬送用ロール、ベルト等を含んで構成され、現像・転写装置16から定着装置12にトナー画像が転写された媒体を搬送する。また、定着装置12で定着処理が行われ、トナー画像が形成された媒体を、矢印Pの方向に排出する。   The medium conveyance path 18 includes an appropriate conveyance roll, belt, and the like, and conveys the medium on which the toner image is transferred from the development / transfer device 16 to the fixing device 12. Further, the fixing process is performed by the fixing device 12 and the medium on which the toner image is formed is discharged in the direction of the arrow P.

図2には、実施形態にかかるロール位置制御装置を構成するコンピュータのハードウェア構成の例が示される。図2において、ロール位置制御装置は、中央処理装置(例えばマイクロプロセッサ等のCPUを用いるとよい)20、ランダムアクセスメモリ(RAM)22、読み出し専用メモリ(ROM)24、入力装置26、表示装置28及びハードディスク装置(HDD)30を含んで構成されている。また、これらの構成要素は、バス32により互いに接続されている。なお、入力装置26、表示装置28及びハードディスク装置30は、それぞれ各入出力インターフェース34a、34b、34cを介してバス32に接続されている。   FIG. 2 shows an example of a hardware configuration of a computer constituting the roll position control device according to the embodiment. In FIG. 2, the roll position control device includes a central processing unit (for example, a CPU such as a microprocessor may be used) 20, a random access memory (RAM) 22, a read only memory (ROM) 24, an input device 26, and a display device 28. And a hard disk device (HDD) 30. These components are connected to each other by a bus 32. The input device 26, the display device 28, and the hard disk device 30 are connected to the bus 32 via input / output interfaces 34a, 34b, and 34c, respectively.

CPU20は、RAM22またはROM24に格納されている制御プログラムに基づいて、後述する各部の動作を制御する。RAM22は主としてCPU20の作業領域として機能し、ROM24にはBIOS等の制御プログラムその他のCPU20が使用するデータが格納されている。   The CPU 20 controls the operation of each unit described below based on a control program stored in the RAM 22 or the ROM 24. The RAM 22 mainly functions as a work area for the CPU 20, and the ROM 24 stores a control program such as BIOS and other data used by the CPU 20.

また、入力装置26は、キーボード、ポインティングデバイス、タッチパネル等により構成され、使用者が動作指示等を入力するために使用する。   The input device 26 includes a keyboard, a pointing device, a touch panel, and the like, and is used by a user to input operation instructions and the like.

また、表示装置28は、液晶ディスプレイ、タッチパネル等により構成され、CPU20による処理結果等を表示する。   The display device 28 includes a liquid crystal display, a touch panel, and the like, and displays a processing result by the CPU 20 and the like.

また、ハードディスク装置30は記憶装置であり、後述する処理に必要となる種々のデータを記憶する。なお、ハードディスク装置30の代わりに、EEPROM等の不揮発性記憶装置を使用してもよい。   The hard disk device 30 is a storage device, and stores various data necessary for processing to be described later. Instead of the hard disk device 30, a nonvolatile storage device such as an EEPROM may be used.

図3には、実施形態にかかるロール位置制御装置の一実施形態の機能ブロック図が示される。図3において、ロール位置制御装置は、ベルト温度取得部36、巻きつき角度制御部38及びベルト張力制御部40を含んで構成されており、これらの機能は例えばCPU20とCPU20の処理動作を制御するプログラムにより実現される。   FIG. 3 shows a functional block diagram of an embodiment of the roll position control device according to the embodiment. In FIG. 3, the roll position control device includes a belt temperature acquisition unit 36, a winding angle control unit 38, and a belt tension control unit 40, and these functions control, for example, the processing operations of the CPU 20 and the CPU 20. Realized by a program.

ベルト温度取得部36は、温度測定装置12gが測定した定着ベルト12fの温度を取得し、巻きつき角度制御部38に当該温度を出力する。   The belt temperature acquisition unit 36 acquires the temperature of the fixing belt 12 f measured by the temperature measurement device 12 g and outputs the temperature to the wrapping angle control unit 38.

巻きつき角度制御部38は、ベルト温度取得部36から取得した定着ベルト12fの温度に応じて、定着ベルト12fの循環駆動経路内における最小曲率半径部分の巻きつき角度θ1を制御するために、巻きつき角度制御ロール12eの位置を決定する。巻きつき角度制御ロール12eは、図1の矢印A1に沿って、巻きつき角度制御部38が決定した位置α1またはβ1に移動する。   The winding angle control unit 38 controls the winding angle θ1 of the minimum radius of curvature portion in the circulation drive path of the fixing belt 12f in accordance with the temperature of the fixing belt 12f acquired from the belt temperature acquisition unit 36. The position of the angle control roll 12e is determined. The winding angle control roll 12e moves to the position α1 or β1 determined by the winding angle control unit 38 along the arrow A1 in FIG.

ベルト張力制御部40は、定着ベルト12fの張力が一定値以下に低下しないように制御するために、巻きつき角度制御部38が決定した巻きつき角度制御ロール12eの位置に応じて加熱ロール12aの位置を決定する。加熱ロール12aは、図1の矢印A2に沿って、ベルト張力制御部40が決定した位置α2またはβ2に移動する。   The belt tension control unit 40 controls the tension of the fixing belt 12f so that it does not drop below a certain value. The belt tension control unit 40 controls the heating roll 12a according to the position of the winding angle control roll 12e determined by the winding angle control unit 38. Determine the position. The heating roll 12a moves to the position α2 or β2 determined by the belt tension control unit 40 along the arrow A2 in FIG.

図4には、実施形態にかかるロール位置制御装置の動作例のフローが示される。図4において、ベルト温度取得部36が温度測定装置12gから定着ベルト12fの温度Tを取得し(S1)、巻きつき角度制御部38に当該温度Tの値を出力すると、巻きつき角度制御部38が、予め定めた基準値TSと上記定着ベルト12fの温度Tとを比較する(S2)。   FIG. 4 shows a flow of an operation example of the roll position control device according to the embodiment. In FIG. 4, when the belt temperature acquisition unit 36 acquires the temperature T of the fixing belt 12f from the temperature measuring device 12g (S1) and outputs the value of the temperature T to the winding angle control unit 38, the winding angle control unit 38 However, the predetermined reference value TS is compared with the temperature T of the fixing belt 12f (S2).

S2において、TがTSより低い(T<TS)場合には、巻きつき角度制御部38が巻きつき角度制御ロール12eの位置を図1のβ1に決定する(S3)。この結果、巻きつき角度制御ロール12eの現在位置が図1のα1である場合には、巻きつき角度制御部38が巻きつき角度制御ロール12eを移動させる適宜なアクチュエータを制御して、巻きつき角度制御ロール12eを位置β1まで移動させる。一方、巻きつき角度制御ロール12eの現在位置が図1のβ1である場合には、アクチュエータには制御信号を出力せず、現在位置を維持させる。この結果、定着ベルト12fの巻きつき角度制御ロール12eへの巻きつき角度θ1は、巻きつき角度制御ロール12eが位置α1にあるときよりも大きくなる。   In T2, when T is lower than TS (T <TS), the winding angle control unit 38 determines the position of the winding angle control roll 12e as β1 in FIG. 1 (S3). As a result, when the current position of the winding angle control roll 12e is α1 in FIG. 1, the winding angle control unit 38 controls an appropriate actuator that moves the winding angle control roll 12e, and the winding angle is controlled. The control roll 12e is moved to the position β1. On the other hand, when the current position of the winding angle control roll 12e is β1 in FIG. 1, no control signal is output to the actuator, and the current position is maintained. As a result, the winding angle θ1 around the winding angle control roll 12e of the fixing belt 12f becomes larger than when the winding angle control roll 12e is at the position α1.

また、このときベルト張力制御部40は、加熱ロール12aの位置を図1のβ2に決定する(S4)。この結果、加熱ロール12aの現在位置が図1のα2である場合には、ベルト張力制御部40が加熱ロール12aを移動させる適宜なアクチュエータを制御して、加熱ロール12aを位置β2まで移動させる。一方、加熱ロール12aの現在位置がβ2である場合には、アクチュエータには制御信号を出力せず、現在位置を維持させる。   At this time, the belt tension controller 40 determines the position of the heating roll 12a as β2 in FIG. 1 (S4). As a result, when the current position of the heating roll 12a is α2 in FIG. 1, the belt tension control unit 40 controls an appropriate actuator that moves the heating roll 12a, and moves the heating roll 12a to the position β2. On the other hand, when the current position of the heating roll 12a is β2, a control signal is not output to the actuator, and the current position is maintained.

一方、S2において、TがTS以上(T≧TS)である場合には、巻きつき角度制御部38が巻きつき角度制御ロール12eの位置をα1に決定する(S5)。この結果、巻きつき角度制御ロール12eの現在位置がβ1である場合には、巻きつき角度制御部38が巻きつき角度制御ロール12eを移動させる適宜なアクチュエータを制御して、巻きつき角度制御ロール12eを位置α1まで移動させる。一方、巻きつき角度制御ロール12eの現在位置がα1である場合には、アクチュエータには制御信号を出力せず、現在位置を維持させる。この結果、定着ベルト12fの巻きつき角度制御ロール12eへの巻きつき角度θ1は、巻きつき角度制御ロール12eが位置β1にあるときよりも小さくなる。   On the other hand, in T2, when T is equal to or greater than TS (T ≧ TS), the winding angle control unit 38 determines the position of the winding angle control roll 12e as α1 (S5). As a result, when the current position of the winding angle control roll 12e is β1, the winding angle control unit 38 controls an appropriate actuator for moving the winding angle control roll 12e, and the winding angle control roll 12e. Is moved to position α1. On the other hand, when the current position of the winding angle control roll 12e is α1, a control signal is not output to the actuator, and the current position is maintained. As a result, the winding angle θ1 around the winding angle control roll 12e of the fixing belt 12f is smaller than when the winding angle control roll 12e is at the position β1.

また、このときベルト張力制御部40は、加熱ロール12aの位置をα2に決定する(S6)。この結果、加熱ロール12aの現在位置がβ2である場合には、ベルト張力制御部40が加熱ロール12aを移動させる適宜なアクチュエータを制御して、加熱ロール12aを位置α2まで移動させる。一方、加熱ロール12aの現在位置がα2である場合には、アクチュエータには制御信号を出力せず、現在位置を維持させる。   At this time, the belt tension controller 40 determines the position of the heating roll 12a as α2 (S6). As a result, when the current position of the heating roll 12a is β2, the belt tension control unit 40 controls an appropriate actuator that moves the heating roll 12a to move the heating roll 12a to the position α2. On the other hand, when the current position of the heating roll 12a is α2, a control signal is not output to the actuator, and the current position is maintained.

上述した、図4の各ステップを実行するためのプログラムは、記録媒体に格納することも可能であり、また、そのプログラムを通信手段によって提供しても良い。その場合、例えば、上記説明したプログラムについて、「プログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体」の発明または「データ信号」の発明として捉えても良い。   The above-described program for executing each step in FIG. 4 can be stored in a recording medium, and the program may be provided by communication means. In that case, for example, the above-described program may be regarded as an invention of a “computer-readable recording medium recording a program” or an invention of a “data signal”.

なお、以上の説明は、定着装置12を構成する定着ベルト12fを例としているが、実施形態はこれには限定されず、駆動中に温度変化が生じるベルトであれば実施形態を適用可能である。   The above description uses the fixing belt 12f constituting the fixing device 12 as an example, but the embodiment is not limited to this, and the embodiment can be applied as long as the belt undergoes a temperature change during driving. .

以下、上記実施形態の具体例を実施例として説明する。   Hereinafter, specific examples of the above embodiment will be described as examples.

図5(a),(b)には、定着ベルト12fに発生する亀裂の観測結果が示される。いずれも、連続通紙時に用紙端部のストレスを受けて定着ベルト上に入る亀裂を簡易的に再現できる方法として、定着ベルト12fの表面層に長さ1mmの傷をつけ、その成長の長さを観測したものである。なお、定着ベルト12fの表面層上の小さな傷は定着時に画像上にグロス(光沢)ムラとして現れ難く、たとえグロスムラとして現れても目立たないが、小さな傷が成長し数cmの亀裂となった場合、定着ベルト12fの表面層だけでなく中間層にも亀裂が入り、明らかな画像品質不良となってしまう。   5A and 5B show observation results of cracks generated in the fixing belt 12f. In any case, as a method for easily reproducing a crack that enters the fixing belt due to stress at the edge of the paper during continuous paper passing, a surface layer of the fixing belt 12f is scratched with a length of 1 mm, and the length of the growth is increased. Is observed. Note that small scratches on the surface layer of the fixing belt 12f hardly appear as gloss (gloss) unevenness on the image at the time of fixing, and even if they appear as gloss unevenness, they are not noticeable, but small scratches grow and become cracks of several centimeters. Further, not only the surface layer of the fixing belt 12f but also the intermediate layer is cracked, resulting in obvious image quality defects.

図6には、本実施例で亀裂発生試験に使用した定着ベルト12fの断面構造が示される。図6において、定着ベルト12fは3層構造となっており、基層42が、80μmの厚さのポリイミド樹脂、中間層44が、200μmの厚さのシリコンゴム、表面層46が30μmの厚さのPFA(四フッ化エチレン−パーフルオロアルコキシビニルエーテル共重合樹脂)により構成されている。   FIG. 6 shows a cross-sectional structure of the fixing belt 12f used in the crack generation test in this embodiment. In FIG. 6, the fixing belt 12f has a three-layer structure, the base layer 42 is polyimide resin having a thickness of 80 μm, the intermediate layer 44 is silicon rubber having a thickness of 200 μm, and the surface layer 46 is 30 μm in thickness. It is composed of PFA (tetrafluoroethylene-perfluoroalkoxy vinyl ether copolymer resin).

上記定着ベルト12fを、図1に示された定着装置12に張力8kgf(78.4N)で、後述する動作を行わせた。なお、定着装置12の加熱ロール12aの直径は65mmであり、加熱ロール12bの直径は65mmであり、加熱ロール12cの直径は50mmであった。また、加圧ロール12dの直径は65mmであった。また、巻きつき角度制御ロール12eの直径は10mmであった。   For the fixing belt 12f, the fixing device 12 shown in FIG. 1 was subjected to the operation described below with a tension of 8 kgf (78.4 N). The diameter of the heating roll 12a of the fixing device 12 was 65 mm, the diameter of the heating roll 12b was 65 mm, and the diameter of the heating roll 12c was 50 mm. The diameter of the pressure roll 12d was 65 mm. The winding angle control roll 12e had a diameter of 10 mm.

図5(a)は、巻きつき角度制御ロール12eの位置を、定着ベルト12fの巻きつき角度θ1が大きい位置β1とし、室温(25℃)、440mm/秒の移動速度で定着ベルト12fを回転させた実施例と、巻きつき角度制御ロール12eの位置を、定着ベルト12fの巻きつき角度θ1が小さい位置α1とし、実施例と同温度、同移動速度で定着ベルト12fを回転させた比較例とが示される。   In FIG. 5A, the position of the winding angle control roll 12e is set to the position β1 where the winding angle θ1 of the fixing belt 12f is large, and the fixing belt 12f is rotated at a moving speed of 440 mm / sec at room temperature (25 ° C.). And the comparative example in which the winding angle control roll 12e is set to a position α1 where the winding angle θ1 of the fixing belt 12f is small, and the fixing belt 12f is rotated at the same temperature and the same moving speed as the embodiment. Indicated.

図5(a)に示されるように、定着ベルト12fの曲率が大きい実施例では傷が亀裂へとほとんど成長しないが、定着ベルト12fの曲率が小さい比較例では、定着ベルト12fの回転数(延べ回転数)の増加に比例して傷が成長している。   As shown in FIG. 5A, in the example in which the curvature of the fixing belt 12f is large, scratches hardly grow into cracks, but in the comparative example in which the curvature of the fixing belt 12f is small, the rotation speed (total) of the fixing belt 12f is large. The wound grows in proportion to the increase in the number of revolutions).

また、図5(b)は、巻きつき角度制御ロール12eの位置を、定着ベルト12fの巻きつき角度θ1が小さい位置α1とし、定着ベルト12fの温度25℃で移動速度を440mm/秒及び220mm/秒で回転させた場合の傷成長の観測結果である。この場合には、定着ベルト12fの移動速度によらず、定着ベルト12fの回転数(延べ回転数)の増加に比例して傷が成長している。このことから、定着ベルト表面が所定の温度に達するまでは、ゆっくりと回転させても亀裂となってしまい、曲率のストレスを取り除かない限りは亀裂を回避することはできないことがわかる。   In FIG. 5B, the position of the wrapping angle control roll 12e is set to a position α1 where the wrapping angle θ1 of the fixing belt 12f is small, and the moving speeds are 440 mm / sec and 220 mm / 220 at a temperature of 25 ° C of the fixing belt 12f. It is an observation result of scratch growth when rotating in seconds. In this case, scratches grow in proportion to an increase in the rotation speed (total rotation speed) of the fixing belt 12f regardless of the moving speed of the fixing belt 12f. From this, it can be seen that until the surface of the fixing belt reaches a predetermined temperature, even if it is rotated slowly, it becomes a crack, and the crack cannot be avoided unless the stress of curvature is removed.

以上より、室温(25℃)で定着ベルト12fを回転させた場合、定着ベルト12fの移動速度によらず定着ベルト12fの傷は成長するが、定着ベルト12fの巻きつき角度θ1を大きくすることで傷の成長を抑制できることがわかる。なお、温度140℃において同様に定着ベルト12fを回転させた場合には、巻きつき角度制御ロール12eの位置がα1、β1のいずれの場合にも傷の成長が認められなかった。従って、室温より高い適宜な温度(例えば140℃)を基準値として設定し、当該基準値以上の温度になってから巻きつき角度制御ロール12eの位置を位置α1とするように制御するのが好適である。   As described above, when the fixing belt 12f is rotated at room temperature (25 ° C.), the flaw of the fixing belt 12f grows regardless of the moving speed of the fixing belt 12f, but by increasing the winding angle θ1 of the fixing belt 12f. It can be seen that the growth of the wound can be suppressed. When the fixing belt 12f was similarly rotated at a temperature of 140 ° C., no flaw growth was observed when the winding angle control roll 12e was either α1 or β1. Accordingly, it is preferable to set an appropriate temperature (for example, 140 ° C.) higher than the room temperature as the reference value, and to control the position of the winding angle control roll 12e to be the position α1 after the temperature becomes higher than the reference value. It is.

10 ロール位置制御装置、12 定着装置、12a,12b,12c 加熱ロール、12d 加圧ロール、12e 巻きつき角度制御ロール、12f 定着ベルト、12g 温度測定装置、14 給紙装置、16 現像・転写装置、18 媒体搬送経路、20 CPU、22 RAM、24 ROM、26 入力装置、28 表示装置、30 ハードディスク装置、32 バス、34a,34b,34c 入出力インターフェース、36 ベルト温度取得部、38 巻きつき角度制御部、40 ベルト張力制御部、42 基層、44 中間層、46 表面層。   10 roll position control device, 12 fixing device, 12a, 12b, 12c heating roll, 12d pressure roll, 12e winding angle control roll, 12f fixing belt, 12g temperature measuring device, 14 paper feeding device, 16 developing / transfer device, 18 Media transport path, 20 CPU, 22 RAM, 24 ROM, 26 Input device, 28 Display device, 30 Hard disk device, 32 Bus, 34a, 34b, 34c Input / output interface, 36 Belt temperature acquisition unit, 38 Winding angle control unit , 40 belt tension control unit, 42 base layer, 44 intermediate layer, 46 surface layer.

Claims (5)

複数のロールに掛け回され、加熱されつつ循環駆動されるベルトの温度が予め定めた基準値以上となった場合に、前記ベルトの循環駆動経路内におけるベルトの最小曲率半径部分の巻きつき角度を小さくすることを特徴とするベルトの巻きつき角度制御装置。   When the temperature of a belt that is wound around a plurality of rolls and heated while being circulated is equal to or higher than a predetermined reference value, the winding angle of the minimum curvature radius portion of the belt in the circulation driving path of the belt is determined. A belt winding angle control device characterized in that the belt winding angle is reduced. 請求項1記載のベルトの巻きつき角度制御装置が、前記ベルトの最小曲率半径部分の巻きつき角度を制御する巻きつき角度制御ロールを備え、前記巻きつき角度制御ロールは、前記ベルトの温度が予め定めた基準値より低い場合には、前記巻きつき角度を第1の角度とする第1位置に、前記ベルトの温度が前記基準値以上の場合には、前記巻きつき角度を前記第1の角度より小さくする第2位置に移動することを特徴とするベルトの巻きつき角度制御装置。   The belt winding angle control device according to claim 1, further comprising a winding angle control roll that controls a winding angle of a minimum curvature radius portion of the belt, and the winding angle control roll has a temperature of the belt in advance. When the temperature is lower than a predetermined reference value, the winding angle is set to a first position where the winding angle is the first angle. When the temperature of the belt is equal to or higher than the reference value, the winding angle is set to the first angle. A belt winding angle control device, wherein the belt winding angle control device moves to a second position to be made smaller. 請求項1または請求項2記載のベルトの巻きつき角度制御装置が、前記巻きつき角度制御ロールの第1位置と第2位置との間の移動に応じて前記ベルトが掛けられた他のロールの位置を変更し、前記ベルトの張力を制御する張力制御手段を備えることを特徴とするベルトの巻きつき角度制御装置。   The belt wrap angle control device according to claim 1 or 2, wherein the wrap angle control roll of another roll on which the belt is hung according to the movement between the first position and the second position of the wrap angle control roll. A belt winding angle control device comprising tension control means for changing the position and controlling the tension of the belt. 請求項1から請求項3のいずれか一項に記載のベルトの巻きつき角度制御装置と、
前記ベルトの巻きつき角度制御装置により最小曲率半径部分の巻きつき角度が制御される定着ベルトと、
を備えることを特徴とする画像形成装置。
The belt winding angle control device according to any one of claims 1 to 3,
A fixing belt in which the winding angle of the minimum curvature radius portion is controlled by the belt winding angle control device;
An image forming apparatus comprising:
コンピュータを、
複数のロールに掛け回され、加熱されつつ循環駆動されるベルトの循環駆動経路内における最小曲率半径部分の巻きつき角度を制御する巻きつき角度制御ロールの位置を、前記ベルトの温度が予め定めた基準値より低い場合には、前記巻きつき角度を第1の角度とする第1位置に、前記ベルトの温度が前記基準値以上の場合には、前記巻きつき角度を前記第1の角度より小さくする第2位置に移動させるロール位置制御手段として機能させることを特徴とするベルトの巻きつき角度制御プログラム。
Computer
The temperature of the belt pre-determines the position of the winding angle control roll that controls the winding angle of the minimum radius of curvature portion in the circulation drive path of the belt that is wound around a plurality of rolls and heated and circulated. When the belt temperature is lower than the reference value, the winding angle is set to a first position where the winding angle is the first angle. When the belt temperature is equal to or higher than the reference value, the winding angle is smaller than the first angle. A roll winding angle control program that functions as roll position control means for moving to a second position.
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