JP2011123324A - 画像形成装置、定着装置および画像形成システム - Google Patents

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Abstract

【課題】2つの定着器により熱定着を行う際に、画質低下を発生させずに定着ローラの寿命を改善する。
【解決手段】画像データに応じたトナー像を記録紙に転写する画像形成部と、熱によってトナー像を記録紙に定着させる第一定着ローラと、ローラ長手方向の複数点で第一定着ローラの温度を検知する第一温度センサと、熱によってトナー像を記録紙に定着させる第二定着ローラと、ローラ長手方向の複数点で第二定着ローラの温度を検知する第二温度センサと、第一定着ローラもしくは第二定着ローラの少なくとも一方をローラ長手方向に揺動させる揺動部と、を備えている場合に、第一定着ローラおよび第二定着ローラのそれぞれ温度分布の傾き(温度勾配)を検知し、一方の定着ローラの温度勾配を相殺するように揺動可能な他方の定着ローラの揺動中心位置を定めた上で、該他方の定着ローラを揺動部により揺動させる。
【選択図】図6

Description

本発明は、電子写真方式によってトナー像を形成する画像形成装置、該トナー像を定着させる定着装置、および、画像形成装置と定着装置とを備えた画像形成システムに関する。
電子写真方式による画像形成装置では、回転する感光体ドラムや感光体ベルトの像担持体上にトナー像を形成し、形成されたトナー像を直接或いは間接に記録紙上に転写し、さらに定着して画像を形成することが行われている。
この画像形成にあたっては、記録紙上に静電的に転写されたトナー像を、定着ローラによる熱と圧力とによって記録紙上に安定した状態で定着させるようにしている。
ところで、記録紙の端部が定着ローラ表面の同一箇所に接することで、定着ローラ表面に傷がついたり、定着ローラ表面が削れたりといった現象が発生することがある。これにより、定着ローラの寿命が短くなるという不具合が発生することになる。
このような傷や削れを防止するため、定着ローラを軸方向に揺動させる技術が存在している。この定着ローラの揺動により、記録紙端部と接する位置が分散され、傷や表面削れが防止されることになる。これにより、定着ローラの寿命が短くなるという不具合は解消される。
なお、このような定着ローラの揺動を行うと、部品の個体差、取り付け精度などにより、温度勾配が大きくなり、定着ローラの温度分布が不均一になって、定着不足や画像光沢不足や画像光沢ムラといった現象により画像品質の低下が問題になることがある。
なお、この種の揺動を伴う定着装置を備えた画像形成装置については、以下の特許文献1などに提案がなされている。
特開2006−1335981号公報
以上の特許文献1では、温度情報で記録材の配置が適切か否かを判断するものである。そのために、定着装置について積極的に温度制御していない。よって、上述した定着不足や画像光沢不足や光沢ムラといった現象が発生した場合に、このような現象を確実に回避することができるものではない。
また、近年は、定着性を向上させるために第一定着器と第二定着器のようにを二つの定着器を備えた画像形成装置が存在している。このような画像形成装置においても、定着ローラ表面の傷や削れによる寿命低下は重要な課題である。しかし、二つの定着器を単純に揺動させたとしても、温度勾配による画像品質の低下が発生する恐れがある。
本発明は、2つの定着器により熱定着を行う場合に、画質低下を発生させずに定着ローラの寿命を改善することが可能な画像形成装置、定着装置、画像形成システムを提供することを目的とする。
上述した課題を解決する本願発明は、以下に述べる通りである。
(1)この発明では、画像データに応じたトナー像を記録紙に転写する画像形成部と、熱によってトナー像を記録紙に定着させる第一定着ローラと、ローラ長手方向の複数点で第一定着ローラの温度を検知する第一温度センサと、熱によってトナー像を記録紙に定着させる第二定着ローラと、ローラ長手方向の複数点で第二定着ローラの温度を検知する第二温度センサと、第一定着ローラもしくは第二定着ローラの少なくとも一方をローラ長手方向に揺動させる揺動部と、を備えている場合に、第一定着ローラおよび第二定着ローラのそれぞれ温度分布の傾き(温度勾配)を検知し、一方の定着ローラの温度勾配を相殺するように揺動可能な他方の定着ローラの揺動中心位置を定めた上で、該他方の定着ローラを揺動部により揺動させる。
(2)また、この発明では、画像データに応じたトナー像を記録紙に転写する画像形成部と、熱によってトナー像を記録紙に定着させる第一定着ローラと、ローラ長手方向の複数点で第一定着ローラの温度を検知する第一温度センサと、熱によってトナー像を記録紙に定着させる第二定着ローラと、ローラ長手方向の複数点で第二定着ローラの温度を検知する第二温度センサと、第一定着ローラと第二定着ローラとをローラ長手方向に揺動させる揺動部と、を備える場合に、第一定着ローラおよび第二定着ローラのそれぞれ温度分布の傾き(温度勾配)を検知し、互いの温度勾配を相殺するように、第一定着ローラおよび第二定着ローラの揺動中心位置を定めた上で、第一定着ローラおよび第二定着ローラを揺動部により揺動させる。
以上の発明によれば、以下のような効果を得ることができる。
(1)第一定着ローラおよび第二定着ローラのそれぞれ温度分布の傾き(温度勾配)を検知し、一方の定着ローラの温度勾配を相殺するように揺動可能な他方の定着ローラの揺動中心位置を定めた上で、該他方の定着ローラを揺動部により揺動させることで、2つの定着器により熱定着を行う場合に、温度勾配に起因する画質低下を発生させずに、揺動によって定着ローラの寿命を改善することが可能になる。
(2)第一定着ローラおよび第二定着ローラのそれぞれ温度分布の傾き(温度勾配)を検知し、互いの温度勾配を相殺するように、第一定着ローラおよび第二定着ローラの揺動中心位置を定めた上で、第一定着ローラおよび第二定着ローラを揺動部により揺動させることで、2つの定着器により熱定着を行う場合に、互いの揺動により温度勾配差に起因する画質低下を発生させずに、かつ、揺動によって定着ローラの寿命を改善することが可能になる。
本発明の実施形態の概略構成を示す構成図である。 本発明の実施形態の概略構成を示す構成図である。 本発明の実施形態の概略構成を示す構成図である。 本発明の実施形態の定着器の状態を示す説明図である。 本発明の実施形態の定着器の状態を示す説明図である。 本発明の実施形態の定着器の状態を示す説明図である。 本発明の実施形態の定着器の状態を示す説明図である。 本発明の実施形態の動作を示すフローチャートである。 本発明の実施形態の動作を示すフローチャートである。
以下、図面を参照して本発明の画像形成装置を実施するための形態(実施形態)を詳細に説明する。
〔画像形成装置100の構成〕
ここで、第一実施形態の電子写真方式の画像形成装置100の構成を、図1−図3に基づいて詳細に説明する。なお、画像形成装置100として既知であって、本実施形態の特徴的な動作や制御に直接に関係しない一般的な部分についての説明は省略してある。
図1に示す画像形成装置100は、各部を制御する制御部101と、操作者が各種操作入力を行うと共に各種表示を行う操作表示部105、ジョブデータや各種データを記憶する記憶部110、原稿を読み取って画像データを生成するスキャナ120、画像形成すべき画像データに所定の画像処理を施す画像処理部130、画像データに基づいて用紙上に画像を形成するプリントエンジン140、画像形成された用紙に各種後処理を施すフィニッシャ150、を備えて構成されている。
ここで、制御部101は、図示しないCPU(Central Processing Unit)、ROM(Read Only Memory)、RAM(Random Access Memory)等を備える。ここで、CPUは、RAMの所定領域をワークエリアとし、ROMに記憶されている各種プログラムを実行して、画像形成装置100の各部を統括的に制御する。また、制御部101は、後述するように、フローチャートに示す定着揺動制御を実行する。
ここで、操作表示部105は、キーボード、マウス、タッチパネル等の入力デバイスを備え、入力される各種指示信号を制御部101に送信する。また、操作表示部105は、LCD(Liquid Crystal Display)やCRT(Cathode Ray Tube)等の表示手段を備え、制御部101から入力される各種画像データを表示する。なお、この操作表示部は操作部と表示部が別であってもよいが、表示されたアイコンあるいはキー(以下、「キー」と呼ぶ)を押下するタッチパネルが一般的であるため、以下の実施形態ではタッチパネル形式の操作表示部105であるとして説明を行う。
また、記憶部110は、データの書き込み、消去、読み出しが自在に行えるHDD(Hard Disc Drive)やフラッシュメモリ等の記憶装置であり、固定的に設けたものであってもよいし、また、着脱自在に設けたものであってもよい。この記憶部110は、登録済みの一又は複数のジョブを含むジョブデータ(処理済み、処理中のジョブや、未処理のジョブを含む。)を格納する。さらに、記憶部110は、部品交換時調整制御のため、各部品の交換日や、各部品の関連についての情報を記憶している。
プリントエンジン140は、電子写真方式や各種方式の画像形成部や印刷装置であり、複写機やプリンタやファクシミリ装置などにおいて所定の用紙上に画像を形成して出力するものであり、後述する図2−3のような構成により、記録紙上に転写されたトナー像を定着ローラ(第一定着ローラ)による熱と圧力とによって記録紙上に安定した状態で定着させる第一定着器1480A、記録紙上に形成されたトナー像を定着ローラ(第二定着ローラ)による熱と圧力とによって記録紙上に安定した状態で定着させる第二定着器1480B、を備えて構成されている。
フィニッシャ150は、ステープル、パンチ、折り、綴じ、製本、スタック、など、画像形成された用紙に対して各種の後処理を施す後処理装置である。
また、図1に示す例では、画像形成装置100は、通信手段200を介して、外部PCなどの端末装置300と通信可能に接続されている。ここで、通信手段200は、例えば、LAN(Local Area Network)やWAN(Wide Area Network)等を想定するが、電話回線網、ISDN(Integrated Services Digital Network)回線網、ADSL(Asymmetric Digital Subscriber Line)回線網、移動体通信網、通信衛星回線、CATV(CAble TeleVision)回線、光通信回線、無線通信回線等の各種通信回線を含むような構成であってもよい。
〔プリントエンジン140の構成〕
ここで、第一実施形態の画像形成装置100内のプリントエンジン140構成を、図2以降に基づいて詳細に説明する。なお、プリントエンジン140として既知であって、本実施形態の特徴的な動作や制御に直接に関係しない一般的な部分についての説明は省略してある。
また、この図2では1色分の基本的な構成を示しており、カラー画像形成装置の場合には図3の如く各部が各色数に対応するように構成される。
本実施形態のプリントエンジン140は、画像形成に関して各部を制御する制御手段としてCPU(Central Processing Unit)等により構成されたプリント制御部141、給紙トレイ1450Tに収容された記録紙を送り出す給紙部1450、給紙部1450により送り出された記録紙をセンサ1460sで画像形成のタイミングに合わせて所定の搬送速度で搬送する搬送部1460、回転する感光体ドラムや感光体ベルトなどの感光体上にトナー像を形成し、該トナー像を直接或いは間接に静電的に記録紙上に転写して画像を形成する画像形成部1470、
記録紙上に転写されたトナー像を定着ローラによる熱と圧力とによって記録紙上に安定した状態で定着させる第一定着器1480A、記録紙上に転写されたトナー像を定着ローラによる熱と圧力とによって記録紙上に安定した状態で定着させる第二定着器1480B、を備えて構成される。
プリント制御部141は、制御部101や画像形成装置100の制御プログラムに従って、プリントエンジン140を構成する各部を制御して、各種の調整や制御を行うことによって、プリントエンジン140を統括的に制御する。
給紙部1450は、単数または複数の給紙トレイ1450Tに載置された記録紙を給紙ローラによって画像形成位置まで送り出す給紙手段である。
搬送部1460は、給紙部1450から送り出された記録紙を所定の搬送速度で搬送する搬送手段であり、レジストローラやその他各種の搬送ローラ、搬送ベルトなどを備えて構成されている。さらに、搬送部1460の各部の所定位置には、記録紙の先端を検知する先端検知センサなどの搬送センサ1460sが配置されている。また、後述する第二定着器1480B近傍には、該第二定着器1480Bを迂回するバイパス経路1460Bが迂回搬送経路として設けられている。
画像形成部1470は、感光体に所定の電圧を帯電させる帯電部1471(1471Y〜1471K)、帯電された感光体に画像データに応じた露光を行って帯電電圧を変化させることで静電潜像を形成する露光部1472(1472Y〜1472K)、以上の帯電と露光により表面に静電潜像が形成されて該静電潜像がトナー像とされる像担持体としての感光体1473(1473Y〜1473K)、感光体1473表面に形成された静電潜像にトナーを付着せしめて現像してトナー像とする現像部1474(1474Y〜1474K)、感光体1473表面に形成されたトナー像を静電的に記録紙に転写する転写部1475、を備えて構成されている。
なお、帯電部1471、露光部1472、感光体1473、現像部1474については、図3に示す如く、画像形成に用いるYMCKの色毎にそれぞれ独立した構成であっても良い。
また、転写部1475としては、図3のカラー画像形成装置の場合には、YMCKの各色のトナー像を合成する中間転写体1475A、合成されたトナー像を記録紙に転写する二次転写部1475Bを備えて構成されていてもよい。
また、転写部1475により記録紙上に転写されたトナー像は、第一定着器1480Aと第二定着器1480Bとの2つの定着器によって、熱と圧力とによって安定した状態に定着される。なお、この2つの定着器のうち少なくとも一方は、後述するように揺動部1485Aあるいは揺動部1485Bにより、定着ローラの軸方向に揺動可能に構成されている。
なお、図2では、第一定着器1480Aと第二定着器1480Bとの2つの定着器が共に、揺動部1485Aと揺動部1485Bとにより、定着ローラの軸方向に揺動可能に構成されている場合の例を具体例として示している。
〔定着器1480(第一定着器1480Aと第二定着器1480B)の構成〕
以下、第一定着器1480Aと第二定着器1480Bとが同一な構成であるものとして、定着器1480として説明を行う。
定着ローラ1481は、定着ヒータにより加熱されており、図示されない定着駆動モータによって回転駆動される。また、第一定着ローラの表面温度は、L(Left)温度センサ1480SL、C(Center)温度センサ1480SC、R(Right)温度センサ1480SRなどの複数の温度センサにより、温度分布の傾きが検知され、検知結果はプリント制御部141や制御部101に通知される。
なお、本願明細書において、この温度分布の傾きを「温度勾配」と呼ぶことにする。ここで、定着ローラの状態によっては、温度分布が両端で同じになり、図示した場合に水平状態になることもあるが、このような状態であっても、温度分布の傾き、すなわち、温度勾配に含まれるものとして扱う。
また、第一定着器1480Aと第二定着器1480Bとの少なくとも一方は、画像形成装置100本体に対して、定着ローラがローラ軸方向に揺動可能に構成されている。
すなわち、定着ローラ1481あるいは定着器1480全体は、画像形成装置100のいずれかの部位に一端が固定された状態の揺動部1485(揺動モータと、揺動モータにより駆動される揺動ギヤ)により、定着ローラ1481の軸方向に揺動可能に構成されている。なお、図示した揺動部1485では、揺動モータと揺動ギヤとの構成を図示しているが、ボイスコイルモータや超音波モータやソレノイドなど、各種の変形が可能である。なお、この揺動のため、定着ローラ1481あるいは定着器1480全体は、図示されないスライド機構などによって保持されていてもよい。
また、定着ローラ1481あるいは定着器1480全体は、揺動センサ1480SHによって、揺動時の位置が検知されるように構成されており、検知結果はプリント制御部141や制御部101に通知される。
また、図4は揺動可能な定着ローラ1481が揺動していない状態のヒータ温度特性と定着ローラ温度分布とを模式的に示している。ここでは、定着ローラの回転軸方向を主走査方向とした場合、記録紙の主走査方向中心位置と、定着ローラ1481の主走査方向中心位置とが一致している。また、定着ローラ1481に内蔵されたヒータも主走査方向中心にして対称な温度特性であるため、定着ローラの温度分布は主走査方向に平坦、かつ、両端部で同様な下がり方を有している。
このため、図4に示すように、記録紙の両端部付近でも、所定の温度範囲(たとえば、平坦部温度−20℃)に収まった状態で、安定した定着が実行される。
一方、図5に示すように、定着ローラ1481を主走査方向L側に揺動させると、定着ローラ1481と記録紙との相対的な位置関係にズレが生じるため、定着ローラ1481のL側(L温度センサ1480SL付近)では放熱が減少し、定着ローラ1481のR側(R温度センサ1480SR付近)では放熱が増加する。この結果、定着ローラ温度分布は、図5に示すように、L側が上昇し、R側が低下する。たとえば、C付近が基準温度である場合、L側の定着ローラ温度は10℃上昇し、R側の定着ローラ温度は30℃低下する。なお、揺動方向が逆にR側になれば、この温度勾配も逆向きになる。
また、揺動振幅により、この温度勾配の傾きは変化することになる。すなわち、図5のL側への揺動の振幅を大きくすると、L側の温度が上昇し、R側の温度が低下し、温度勾配の傾きが大きくなる。逆に、図5のL側への揺動の振幅を小さくすると、L側の温度上昇度合いが減少し、R側の温度低下度合いが減少し、温度勾配の傾きが緩やかになる。よって、揺動の方向により温度勾配の向きを決定することができ、揺動の振幅により温度勾配の傾きを調整することが可能になる。
第一定着ローラ1481Aと第二定着ローラ1481Bとが共に揺動可能である場合における、揺動と定着ローラの温度分布との関係を図6に示す。
図6(a1)は第一定着ローラ1481Aと第二定着ローラ1481Bとが共に、揺動無し、あるいは揺動中に中央に位置している状態を示す。この状態では、この図6(a1)の状態では、図6(a2)に示すように、第一定着ローラ1481Aと第二定着ローラ1481Bとは共に平坦な温度分布となっており、2つの定着ローラの温度分布を重ね合わせても平坦な状態になっている。
図6(b1)は第一定着ローラ1481AがL側に揺動し、第二定着ローラ1481BがR側に揺動ししている状態を示す。この状態では、この図6(b1)の状態では、図6(b2)に示すように、第一定着ローラ1481AはL側が高くR側が低い温度分布となり、第二定着ローラ1481BはL側が低くR側が高い温度分布となる。従って、2つの定着ローラの逆向きの温度勾配を重ね合わせることで平坦な温度分布になる。
図6(c1)は第一定着ローラ1481AがR側に揺動し、第二定着ローラ1481BがL側に揺動ししている状態を示す。この状態では、この図6(c1)の状態では、図6(c2)に示すように、第一定着ローラ1481AはL側が低くR側が高い温度分布となり、第二定着ローラ1481BはL側が高くR側が低い温度分布となる。従って、2つの定着ローラの逆向きの温度勾配を重ね合わせることで平坦な温度分布になる。
以上の図6は、逆向きの温度分布の傾き(温度勾配)が等しい状態であって、2つの定着ローラの温度分布を重ね合わせることで、互いの温度勾配が相殺されて平坦な状態になる場合を示した。しかし、実際には逆向きの温度勾配であっても、重ね合わせた状態で互いの温度勾配が相殺されない場合もありうる。以下、図7に説明する。
図7(a)は第一定着ローラ1481AはL側が高くR側が低い温度分布となり、第二定着ローラ1481BはL側が低くR側が高い温度分布となり、2つの定着ローラは逆向きであって略等しい傾斜の温度勾配になっている。このため、2つの定着ローラの温度勾配を重ね合わせることで平坦な温度分布が実現されうる。
一方、図7(b)は第一定着ローラ1481AはL側が高くR側が低い温度分布となり、第二定着ローラ1481BはL側が低くR側が高い温度分布となっている(図7(b)の実線)。そして、第二定着ローラ1481Bの温度勾配が、第一定着ローラ1481Aの温度勾配より、傾斜が緩やかになっている(図7(b)の一点鎖線)。このため、そのままの状態で2つの定着ローラの温度勾配を重ね合わせても、平坦な温度分布が実現されない。そこで、たとえば、第二定着ローラ1481Bを更にR側に揺動させることで、図7(b)二点鎖線のように、L側が一層低くなり、R側が一層高くなり、傾斜が第一定着ローラ1481Aに近づく。すなわち、2つの定着ローラは逆向きであって略等しい傾斜の温度勾配になっている。このため、2つの定着ローラの温度勾配を重ね合わせることで平坦な温度分布が実現されうる。
なお、この場合、図7(c)に示すように、第一定着ローラ1481AのL側の揺動を少しR側に戻して第一定着ローラ1481Aの温度勾配(図7(c)一点鎖線)の傾斜を緩やかにして(図7(c)二点鎖線)、第二定着ローラ1481Bの温度勾配(図7(c)実線)に近づけることも可能である。このようにしても、2つの定着ローラは逆向きであって略等しい傾斜の温度勾配になっている。このため、2つの定着ローラの温度勾配を重ね合わせることで平坦な温度分布が実現されうる。
また、図7(b)と図7(c)とを併用して2つの定着ローラの温度勾配の傾斜近づけ、2つの定着ローラの温度勾配を重ね合わせることで平坦な温度分布が実現されるようにしてもよい。
〔動作〕
以下、図8と図9のフローチャートを参照して、本実施形態の画像形成装置,定着装置,画像形成システムの動作を説明する。
ここでは、第一定着ローラ1481Aと第二定着ローラ1481Bとの両方で揺動が可能である場合の動作について説明する。
まず、画像形成実行時に、制御部101からの画像形成の開始の指示に従い、図示されない一般的な定着制御によってプリント制御部141は第一定着ローラ1481Aと第二定着ローラ1481Bとを所定の温度になるように温度制御しつつ、回転駆動する。さらに、プリント制御部141は第一定着ローラ1481Aと第二定着ローラ1481Bとを、180°などの所定位相差に設定して、図6などに示す状態で、予め定められた所定の振幅と所定の周期にて揺動を開始させるよう揺動部1485Aと揺動部1485Bとを制御する(図8中のステップS101)。
なお、この際にプリント制御部141は、揺動センサ1480SHの検知結果によって、は第一定着ローラ1481Aと第二定着ローラ1481Bとが、所定位相差かつ所定振幅の揺動が実行されているかを確認することが望ましい。この場合、画像形成装置100の能力にもよるが、たとえば、数十枚あるいは数百枚の記録紙の画像形成毎に、数mm〜十数mm程度の揺動を繰り返すように、プリント制御部141は揺動部1485Aと揺動部1485Bとを制御する。
ここで、プリント制御部141は、それぞれの定着ローラの表面付近の所定位置に配置されているL温度センサ1480SL、C温度センサ1480SC、R温度センサ1480SRなどの複数の温度センサにより、第一定着ローラ1481Aと第二定着ローラ1481Bとの温度を検知し(図8中のステップS102)、第一定着ローラ1481Aと第二定着ローラ1481Bの温度分布の傾き(温度勾配)を検知する(図8中のステップS103)。
プリント制御部141は、検知した第一定着ローラ1481Aと第二定着ローラ1481Bとの温度勾配の差が所定範囲に相殺される状態であるか否かを判断する(図8中のステップS104)。ここで、相殺されているとは、図7(a)のように互いの温度勾配が逆向きであって、重ね合わせたときの全体の温度差が所定範囲(+10℃、−20℃など)に収まっている状態をいう。
検知した第一定着ローラ1481Aと第二定着ローラ1481Bとの温度勾配の差が所定範囲に相殺される状態になければ(図8中のステップS104でNO)、プリント制御部141は、図7(b)(c)に示したように、温度勾配が小さい定着ローラでは温度勾配が大きくなるよう揺動中心をずらす、または、温度勾配が大きい定着ローラでは温度勾配が小さくなるよう揺動中心をずらすよう揺動部1485Aと揺動部1485Bとを制御する(図8中のステップS105)。
そして、プリント制御部141は、画像形成を続ける場合には、所定枚数の記録紙の画像形成を行うか、あるいは、所定時間の画像形成を実行して(図8中のステップS106、S107)、上述した定着ローラの温度検知(図8中のステップS102)、温度勾配検知(図8中のステップS103)、温度勾配差相殺判定(図8中のステップS104)、温度勾配差有りの場合における揺動中心移動(図8中のステップS105)を繰り返す。
このような制御により、図7(a)に示すように、2つの定着ローラは逆向きであって略等しい傾斜の温度勾配になるため、2つの定着ローラの温度勾配を重ね合わせることで平坦な温度分布が実現されうる。
この結果、2つの定着器により熱定着を行う場合に、互いの揺動により温度勾配差に起因する画質低下を発生させずに、かつ、揺動によって記録紙端部と接する位置が変化するために定着ローラの寿命を改善することが可能になる。
ここで、プリント制御部141は、第一定着器1480Aと第二定着器1480Bとの通紙枚数差が所定枚数以上になっているか否かを確認する(図8中のステップS108)。
すなわち、両面画像形成を行う場合には、記録紙1枚について、第一定着器1480Aを2回通ることになる。なお、片面画像形成であっても両面画像形成であっても、第二定着器1480Bは1回通ることになる。よって、第一定着器1480Aの通紙枚数が、第二定着器1480Bの通紙枚数より多くなる可能性がある。
さらに、薄い記録紙の場合には、第一定着器1480Aを通るだけで充分な定着が可能になるため、第二定着器1480Bについては、記録紙はバイパス経路1460Bを通る。このため、第一定着器1480Aの通紙枚数が、第二定着器1480Bの通紙枚数より更に多くなる可能性がある。
このような理由で、第一定着器1480Aの通紙枚数が、第二定着器1480Bの通紙枚数より更に多くなる可能性があるため、第一定着ローラ1481Aのほうが第二定着ローラ1481Bよりも、記録紙端部による傷などの影響を受けやすい状況にある。
そのため、プリント制御部141は、第一定着器1480Aと第二定着器1480Bとの通紙枚数差が所定枚数以上になっていれば(図8中のステップS108でYES)、通紙枚数が多くなった第一定着ローラ1481Aについては、最大揺動振幅を第二定着ローラ1481Bよりも大きくなるように設定変更する(図8中のステップS109)。
なお、既に説明したように、揺動振幅を大きくすることで温度勾配の傾きが大きくなるため、プリント制御部141は、第一定着ローラ1481Aと第二定着ローラ1481Bとの温度勾配の差が所定範囲に相殺される範囲内において、通紙枚数が多くなった第一定着ローラ1481Aの最大揺動振幅を第二定着ローラ1481Bよりも大きくなるように設定変更する(図8中のステップS109)。
これにより、通紙枚数の多い第一定着ローラ1481Aでは、第二定着ローラ1481Bよりも、記録紙端部と接する位置が更に広い範囲に分散され、傷や表面削れが防止されることになる。これにより、通紙枚数差による定着ローラの寿命の違いという不具合は解消される。
また、プリント制御部141は、前回の部品交換時期や通紙枚数などを参照し、第一定着ローラ1481Aと第二定着ローラ1481Bとの残存寿命を計算し、該残存寿命の短い側の定着ローラが揺動可能である場合に揺動振幅を増大させるように制御することも望ましい。このような制御により、残存寿命の短い側について、できる限り寿命を延ばすことが可能になる。
また、プリント制御部141は、第一定着ローラ1481Aと第二定着ローラ1481Bとのそれぞれについて、定着ローラ表面の温度が望ましい所定の温度範囲、たとえば、m℃〜n℃の範囲内に収まるように揺動中心位置を制御した上で、その温度範囲内で更に最大の揺動振幅で揺動を行うように、温度検知と揺動中心位置制御と揺動振幅制御とを実行する(図8中のステップS110)。なお、この図8ステップS110の制御については、図9を用いて詳細に説明する。
なお、以下の制御は、第一定着器1480Aと第二定着器1480Bとに対して同様に行うものであるため、第一/第二の区別をせずに説明する。
ここで、プリント制御部141は、それぞれの定着ローラの表面付近の所定位置に配置されているL温度センサ1480SL、R温度センサ1480SRなどの複数の温度センサにより、第一定着ローラ1481Aと第二定着ローラ1481Bとの温度を検知する(図9中のステップS201)。
まず、R温度センサ1480SRで得られた検知温度TRについて、TR>nであるか、TR<mであるか、n≧TR≧mであるか、を判定する(図9中のステップS202)。
R温度センサ1480SRで得られた検知温度TRがn≧TR≧mであれば(図9中のステップS202でn≧TR≧m)、L温度センサ1480SLで得られた検知温度TLについて、TL>nであるか、TL<mであるか、n≧TL≧mであるか、を判定する(図9中のステップS203)。
L温度センサ1480SLで得られた検知温度TLがn≧TL≧mであれば(図9中のステップS203でn≧TL≧m)、定着ローラのL側もR側も望ましい温度範囲m℃〜n℃の範囲内に収まっているため、プリント制御部141は、揺動振幅を所定量、たとえば、1mm程度増加させるよう揺動部1485を制御する(図9中のステップS204)。
また、R温度センサ1480SRで得られた検知温度TRについて、TR>nであれば(図9中のステップS202でTR>n)、R側で望ましい温度範囲n℃を超えてしまっているため、定着ローラ1481の揺動中心位置を若干L側に移動させるようにプリント制御部141は揺動部1485を制御する(図9中のステップS205)。
なお、この際には、徐々に温度検知と中心位置移動を繰り返して最適な揺動中心位置を求めれば良いため、上述した若干の移動量としては、1mm程度、あるいは、現時点の揺動中心位置の移動量の1/10程度であってもよい。
そして、以上のL側への揺動中心位置の移動を、R温度センサ1480SRで得られた検知温度TRがn以下になるまで続け(図9中のステップS205、S206)、R温度センサ1480SRで得られた検知温度TRがn以下になれば揺動中心位置の移動を停止する(図9中のステップS206でYES、S207)。
また、R温度センサ1480SRで得られた検知温度TRについて、TR<mであれば(図9中のステップS202でTR<m)、R側で望ましい温度範囲m℃を下回ってしまっているため、定着ローラ1481の揺動中心位置を若干R側に移動させるようにプリント制御部141は揺動部1485を制御する(図9中のステップS208)。
なお、この際には、徐々に温度検知と中心位置移動を繰り返して最適な揺動中心位置を求めれば良いため、上述した若干の移動量としては、1mm程度、あるいは、現時点の揺動中心位置の移動量の1/10程度であってもよい。
そして、以上のR側への揺動中心位置の移動を、R温度センサ1480SRで得られた検知温度TRがm以上になるまで続け(図9中のステップS208、S209)、R温度センサ1480SRで得られた検知温度TRがm以上になれば揺動中心位置の移動を停止する(図9中のステップS209でYES、S210)。
また、L温度センサ1480SLで得られた検知温度TLについて、TL>nであれば(図9中のステップS203でTL>n)、L側で望ましい温度範囲n℃を超えてしまっているため、定着ローラ1481の揺動中心位置を若干R側に移動させるようにプリント制御部141は揺動部1485を制御する(図9中のステップS211)。
なお、この際には、徐々に温度検知と中心位置移動を繰り返して最適な揺動中心位置を求めれば良いため、上述した若干の移動量としては、1mm程度、あるいは、現時点の揺動中心位置の移動量の1/10程度であってもよい。
そして、以上のR側への揺動中心位置の移動を、L温度センサ1480SLで得られた検知温度TLがn以下になるまで続け(図9中のステップS211、S212)、L温度センサ1480SLで得られた検知温度TLがn以下になれば揺動中心位置の移動を停止する(図9中のステップS212でYES、S213)。
また、L温度センサ1480SLで得られた検知温度TLについて、TL<mであれば(図9中のステップS203でTL<m)、L側で望ましい温度範囲m℃を下回ってしまっているため、定着ローラ1481の揺動中心位置を若干L側に移動させるようにプリント制御部141は揺動部1485を制御する(図9中のステップS2014)。
なお、この際には、徐々に温度検知と中心位置移動を繰り返して最適な揺動中心位置を求めれば良いため、上述した若干の移動量としては、1mm程度、あるいは、現時点の揺動中心位置の移動量の1/10程度であってもよい。
そして、以上のL側への揺動中心位置の移動を、L温度センサ1480SLで得られた検知温度TLがm以上になるまで続け(図9中のステップS214、S215)、L温度センサ1480SLで得られた検知温度TLがm以上になれば揺動中心位置の移動を停止する(図9中のステップS215でYES、S216)。
以上のようにして、プリント制御部141は、第一定着ローラ1481Aと第二定着ローラ1481Bとのそれぞれについて、定着ローラ表面の温度が望ましい所定の温度範囲、たとえば、m℃〜n℃の範囲内に収まるように揺動中心位置を制御した上で、その温度範囲内で更に最大の揺動振幅で揺動を行うように、温度検知と揺動中心位置制御と揺動振幅制御とを実行することで、温度変化に伴う画質の劣化を生じさせずに、最大の揺動振幅を得ることができ、定着ローラの寿命を最大限に延ばすことが可能になる。
〔その他の実施形態(1)〕
以上の実施形態の説明では、第一定着ローラ1481Aと第二定着ローラ1481Bとの両方で揺動が可能であることを前提として説明してきた。
しかし、画像形成装置100の構成によっては、いずれか一方の定着ローラのみが揺動可能である場合もありうる。その場合には、プリント制御部141は、揺動ができない側に生じる定着ローラの温度勾配を検知し、その温度勾配を相殺するように、揺動可能な側の定着ローラの揺動中心位置を定める。そして、両端部で望ましい温度範囲に収まるように揺動振幅を定めて、揺動を行うようにプリント制御部141は揺動部1485を制御する。このようにすることで、2つの定着器により熱定着を行う場合に、温度勾配に起因する画質低下を発生させずに、揺動によって定着ローラの寿命を改善することが可能になる。
また、上述した通紙枚数の多い側で定着ローラの揺動が可能であれば、プリント制御部141は揺動部1485に揺動を命じる。また、同様に、上述した残存寿命の短い側で定着ローラの揺動が可能であれば、プリント制御部141は揺動部1485に揺動を命じる。この場合も、温度変化に伴う画質の劣化を生じさせずに、最大の揺動振幅を得ることができ、定着ローラの寿命を最大限に延ばすことが可能になる。
〔その他の実施形態(2)〕
なお、以上の実施形態の説明では、第一定着器1480Aと第二定着器1480Bを備えた画像形成装置100として説明してきたが、これに限定されるものではない。
たとえば、定着器を備えない画像形成装置100’に、第一定着器1480Aと第二定着器1480Bとを外付けすることも可能である。その場合、画像形成装置100’側あるいは、外付けの定着器のいずれかの制御部が、以上の制御を実行すればよい。
また、第一定着器1480Aを備える画像形成装置100”に、第二定着器1480Bを外付けすることも可能である。その場合、画像形成装置100”側あるいは、外付けの第二定着器1480Bのいずれかに設けられた制御部が、以上の制御を実行すればよい。
また、画像形成装置100’あるいは画像形成装置100”と外付けの定着器とによる画像形成システムにおいても、いずれかの制御部の制御によって、以上の制御を実行すればよい。
〔その他の実施形態(3)〕
以上の実施形態の説明では、第一定着ローラ1481Aと第二定着ローラ1481Bとで、温度勾配が既に逆になっている場合であっても、相殺できるように更に揺動中心をずらすものとして説明してきた。しかし、第一定着ローラ1481Aと第二定着ローラ1481Bとで、温度勾配が既に逆になっている場合には、必要に応じて、それ以上揺動中心をずらさないような制御を行ってもよい。
〔その他の実施形態(4)〕
なお、以上の実施形態の説明では、第一定着器1480Aと第二定着器1480Bを備えた画像形成装置100として説明してきたが、これに限定されるものではない。たとえば、第一定着器1480A,第二定着器1480B,第三定着器1480Cのように3以上の定着器を備えた画像形成装置や定着装置であっても、以上のように揺動に関する制御を実行すればよい。
〔その他の実施形態(5)〕
以上の実施形態では、図2の4色のカラー画像形成装置を具体的な構成として示したが、これ以外のモノクロ画像形成装置、5色以上の色材を使用する画像形成装置であっても、本実施形態を適用することが可能である。
〔その他の実施形態(6)〕
以上の実施形態では、電子写真方式の画像形成によるトナー像を熱定着する定着装置を具体例に説明してきたが、これに限定されるものではない。たとえば、トナー以外による画像を熱定着する画像形成装置や定着装置や画像形成システムであっても、上述した実施形態を適用し、良好な結果を得ることができる。
〔その他の実施形態(7)〕
以上の実施形態における、第一定着器、第一定着ローラ、第二定着器、第二定着ローラにおける第一/第二の呼称は便宜上付けたものである。従って、上述した実施形態の技術を適用して作用効果を奏する上で、いずれの側を第一/第二と呼ぶかについては各画像形成装置,各定着装置,各画像形成システムにおいて自由に定めることができる。
100 画像形成装置(画像形成システム)
101 制御部
105 操作表示部
110 記憶部
120 スキャナ部
130 画像処理部
140 プリントエンジン
150 フィニッシャ
1480A 第一定着器
1481A 第一定着ローラ
1480B 第二定着器
1481B 第二定着ローラ

Claims (18)

  1. 画像データに応じたトナー像を記録紙に転写する画像形成部と、
    熱によって前記トナー像を前記記録紙に定着させる第一定着ローラと、
    ローラ長手方向の複数点で前記第一定着ローラの温度を検知する第一温度センサと、
    熱によって前記トナー像を前記記録紙に定着させる第二定着ローラと、
    ローラ長手方向の複数点で前記第二定着ローラの温度を検知する第二温度センサと、
    前記第一定着ローラもしくは前記第二定着ローラの少なくとも一方をローラ長手方向に揺動させる揺動部と、
    各部を制御する制御部と、を備え、
    前記制御部は、
    前記第一定着ローラおよび前記第二定着ローラのそれぞれ温度分布の傾き(温度勾配)を検知し、一方の定着ローラの温度勾配を相殺するように揺動可能な他方の定着ローラの揺動中心位置を定めた上で、該他方の定着ローラを前記揺動部により揺動させるよう制御する、
    ことを特徴とする画像形成装置。
  2. 画像データに応じたトナー像を記録紙に転写する画像形成部と、
    熱によって前記トナー像を前記記録紙に定着させる第一定着ローラと、
    ローラ長手方向の複数点で前記第一定着ローラの温度を検知する第一温度センサと、
    熱によって前記トナー像を前記記録紙に定着させる第二定着ローラと、
    ローラ長手方向の複数点で前記第二定着ローラの温度を検知する第二温度センサと、
    前記第一定着ローラと前記第二定着ローラとをローラ長手方向に揺動させる揺動部と、
    各部を制御する制御部と、を備え、
    前記制御部は、
    前記第一定着ローラおよび前記第二定着ローラのそれぞれ温度分布の傾き(温度勾配)を検知し、互いの温度勾配を相殺するように、前記第一定着ローラおよび前記第二定着ローラの揺動中心位置を定めた上で、前記第一定着ローラおよび前記第二定着ローラを前記揺動部により揺動させるよう制御する、
    ことを特徴とする画像形成装置。
  3. 前記制御部は、前記第一定着ローラおよび前記第二定着ローラのそれぞれの温度勾配を相殺するように、揺動方向または揺動振幅を制御する、
    ことを特徴とする請求項2記載の画像形成装置。
  4. 前記制御部は、
    前記第一温度センサと前記第二温度センサとにより検知された温度が所定の範囲内であれば、揺動振幅を増大させるよう前記揺動部を制御する、
    ことを特徴とする請求項1−3のいずれか一項に記載の画像形成装置。
  5. 前記制御部は、
    前記第一定着ローラの通紙枚数と前記第二定着ローラの通紙枚数とを比較し、前記通紙枚数の多い側の定着ローラが揺動可能である場合に揺動振幅を増大させるよう前記揺動部を制御する、
    ことを特徴とする請求項1−4のいずれか一項に記載の画像形成装置。
  6. 前記制御部は、
    前記第一定着ローラと前記第二定着ローラの残存寿命を比較し、該残存寿命の短い側の定着ローラが揺動可能である場合に揺動振幅を増大させるよう前記揺動部を制御する、
    ことを特徴とする請求項1−4のいずれか一項に記載の画像形成装置。
  7. 画像データに応じたトナー像を記録紙に転写する画像形成装置に装着され、
    熱によって前記トナー像を前記記録紙に定着させる第一定着ローラと、
    ローラ長手方向の複数点で前記第一定着ローラの温度を検知する第一温度センサと、
    前記第一定着ローラにより定着されたトナー像を熱によって前記記録紙に定着させる第二定着ローラと、
    ローラ長手方向の複数点で前記第二定着ローラの温度を検知する第二温度センサと、
    前記第一定着ローラもしくは前記第二定着ローラの少なくとも一方をローラ長手方向に揺動させる揺動部と、
    を備えた定着装置であって、
    前記第一定着ローラおよび前記第二定着ローラのそれぞれ温度分布の傾き(温度勾配)を検知し、一方の定着ローラの温度勾配を相殺するように揺動可能な他方の定着ローラの揺動中心位置を定めた上で、該他方の定着ローラを前記揺動部により揺動させる、
    ことを特徴とする定着装置。
  8. 画像データに応じたトナー像を記録紙に転写する画像形成装置に装着され、
    熱によって前記トナー像を前記記録紙に定着させる第一定着ローラと、
    ローラ長手方向の複数点で前記第一定着ローラの温度を検知する第一温度センサと、
    前記第一定着ローラにより定着されたトナー像を熱によって前記記録紙に定着させる第二定着ローラと、
    ローラ長手方向の複数点で前記第二定着ローラの温度を検知する第二温度センサと、
    前記第一定着ローラと前記第二定着ローラとをローラ長手方向に揺動させる揺動部と、
    を備えた定着装置であって、
    前記第一定着ローラおよび前記第二定着ローラのそれぞれ温度分布の傾き(温度勾配)を検知し、互いの温度勾配を相殺するように、前記第一定着ローラおよび前記第二定着ローラの揺動中心位置を定めた上で、前記第一定着ローラおよび前記第二定着ローラを前記揺動部により揺動させる、
    ことを特徴とする定着装置。
  9. 前記揺動部は、
    前記第一定着ローラおよび前記第二定着ローラのそれぞれの温度勾配を相殺するように、揺動方向または揺動振幅を決定する、
    ことを特徴とする請求項8記載の定着装置。
  10. 前記揺動部は、
    前記第一温度センサと前記第二温度センサとにより検知された温度が所定の範囲内であれば、揺動振幅を増大させる、
    ことを特徴とする請求項7−9のいずれか一項に記載の定着装置。
  11. 前記揺動部は、
    前記第一定着ローラの通紙枚数と前記第二定着ローラの通紙枚数とに応じて、前記通紙枚数の多い側の定着ローラが揺動可能である場合に揺動振幅を増大させる、
    ことを特徴とする請求項7−10のいずれか一項に記載の定着装置。
  12. 前記第一定着ローラと前記第二定着ローラの残存寿命に応じて、該残存寿命の短い側の定着ローラが揺動可能である場合に揺動振幅を増大させる、
    ことを特徴とする請求項7−10のいずれか一項に記載の定着装置。
  13. 画像データに応じたトナー像を記録紙に転写する画像形成装置と、
    熱によって前記トナー像を前記記録紙に定着させる第一定着ローラ、ローラ長手方向の複数点で前記第一定着ローラの温度を検知する第一温度センサ、前記第一定着ローラにより定着されたトナー像を熱によって前記記録紙に定着させる第二定着ローラ、ローラ長手方向の複数点で前記第二定着ローラの温度を検知する第二温度センサ、前記第一定着ローラもしくは前記第二定着ローラの少なくとも一方をローラ長手方向に揺動させる揺動部、を備えた定着装置と、
    を備える画像形成システムであって、
    前記定着装置は、
    前記第一定着ローラおよび前記第二定着ローラのそれぞれ温度分布の傾き(温度勾配)を検知し、一方の定着ローラの温度勾配を相殺するように揺動可能な他方の定着ローラの揺動中心位置を定めた上で、該他方の定着ローラを前記揺動部により揺動させる、
    ことを特徴とする画像形成システム。
  14. 画像データに応じたトナー像を記録紙に転写する画像形成装置と、
    熱によって前記トナー像を前記記録紙に定着させる第一定着ローラ、ローラ長手方向の複数点で前記第一定着ローラの温度を検知する第一温度センサ、前記第一定着ローラにより定着されたトナー像を熱によって前記記録紙に定着させる第二定着ローラ、ローラ長手方向の複数点で前記第二定着ローラの温度を検知する第二温度センサ、前記第一定着ローラと前記第二定着ローラとをローラ長手方向に揺動させる揺動部、を備えた定着装置と、
    を備える画像形成システムであって、
    前記定着装置は、
    前記第一定着ローラおよび前記第二定着ローラのそれぞれ温度分布の傾き(温度勾配)を検知し、互いの温度勾配を相殺するように、前記第一定着ローラおよび前記第二定着ローラの揺動中心位置を定めた上で、前記第一定着ローラおよび前記第二定着ローラを前記揺動部により揺動させる、
    ことを特徴とする画像形成システム。
  15. 前記揺動部は、
    前記第一定着ローラおよび前記第二定着ローラのそれぞれの温度勾配を相殺するように、揺動方向または揺動振幅を決定する、
    ことを特徴とする請求項14記載の画像形成システム。
  16. 前記揺動部は、
    前記第一温度センサと前記第二温度センサとにより検知された温度が所定の範囲内であれば、揺動振幅を増大させる、
    ことを特徴とする請求項13−15のいずれか一項に記載の画像形成システム。
  17. 前記揺動部は、
    前記第一定着ローラの通紙枚数と前記第二定着ローラの通紙枚数とに応じて、前記通紙枚数の多い側の定着ローラが揺動可能である場合に揺動振幅を増大させる、
    ことを特徴とする請求項13−16のいずれか一項に記載の画像形成システム。
  18. 前記第一定着ローラと前記第二定着ローラの残存寿命に応じて、該残存寿命の短い側の定着ローラが揺動可能である場合に揺動振幅を増大させる、
    ことを特徴とする請求項13−16のいずれか一項に記載の画像形成システム。
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