JP2012042756A - Fixing device, image forming device, and controlling method of fixing device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、記録媒体上のトナー像を加熱溶融して記録媒体に定着させる定着装置、該定着装置を備えた画像形成装置、および定着装置の制御方法に関する。 The present invention relates to a fixing device that heats and melts a toner image on a recording medium and fixes the toner image on the recording medium, an image forming apparatus including the fixing device, and a control method for the fixing device.
電子写真方式の複写機、プリンタ等の画像形成装置では、記録媒体上に転写されたトナー像を加熱溶融して記録媒体に定着させる定着装置が備えられている。画像形成装置に用いられる定着装置としては、定着ベルトの熱で記録媒体上のトナー像を加熱溶融するベルト定着方式の定着装置や、定着ローラの熱で記録媒体上のトナー像を加熱溶融するローラ定着方式の定着装置などが広く知られている。 2. Description of the Related Art Image forming apparatuses such as electrophotographic copying machines and printers include a fixing device that heats and melts a toner image transferred onto a recording medium and fixes the toner image on the recording medium. The fixing device used in the image forming apparatus includes a belt fixing type fixing device that heats and melts the toner image on the recording medium with the heat of the fixing belt, and a roller that heats and melts the toner image on the recording medium with the heat of the fixing roller A fixing type fixing device or the like is widely known.
ベルト定着方式を例に挙げると、この定着装置は、定着ローラや加熱ローラ等の複数のローラ部材に張架・支持された定着ベルトと、定着ベルトを介して定着ローラに圧接してニップ部を形成する加圧ローラと、加圧ローラの位置を調整することでニップ部の幅を設定する加圧調整機構などを備える。そして、定着ベルトと加圧ローラとの間のニップ部を記録媒体が通過する過程で、加熱ローラを熱源とする定着ベルトの熱により記録媒体上のトナー像を加熱溶融し、圧力を加えることによって、トナー像を記録媒体に定着させる。 Taking a belt fixing system as an example, this fixing device includes a fixing belt stretched and supported by a plurality of roller members such as a fixing roller and a heating roller, and a nip portion formed in pressure contact with the fixing roller via the fixing belt. A pressure roller to be formed, a pressure adjusting mechanism for setting the width of the nip portion by adjusting the position of the pressure roller, and the like are provided. Then, in the process in which the recording medium passes through the nip portion between the fixing belt and the pressure roller, the toner image on the recording medium is heated and melted by the heat of the fixing belt using the heating roller as a heat source, and pressure is applied. The toner image is fixed on the recording medium.
このような定着装置においては、ニップ部の幅(以下、ニップ幅という。)の変動により定着性が不安定になるという課題がある。ニップ幅が変動する要因としては、与えられた熱によってゴムなどの弾性層が膨張することによる定着ローラの変形が挙げられる。ニップ幅が変動すると、ニップ部を通過する記録媒体上のトナー像に与える熱量が変化するために、定着性が安定しない。このような課題に対して、ニップ幅の変動を検出して定着条件を最適化する技術として、例えば特許文献1に記載の技術が提案されている。 In such a fixing device, there is a problem that the fixing property becomes unstable due to the variation of the width of the nip portion (hereinafter referred to as nip width). As a factor that the nip width fluctuates, there is deformation of the fixing roller due to expansion of an elastic layer such as rubber due to applied heat. When the nip width varies, the amount of heat applied to the toner image on the recording medium that passes through the nip portion changes, so that the fixing property is not stable. To solve such a problem, for example, a technique described in Patent Document 1 has been proposed as a technique for detecting a change in nip width and optimizing fixing conditions.
特許文献1には、狙ったニップ幅からの変動によって定着性がばらつくのを防止する目的で、テンションローラ(加熱ローラ)の位置変化からニップ幅の変動を検知し、その検知結果に基づいて記録媒体の搬送速度や定着ベルトの温度を変更する、という技術が開示されている。 In Patent Document 1, for the purpose of preventing the fixing property from being varied due to the variation from the target nip width, the variation in the nip width is detected from the position change of the tension roller (heating roller), and recording is performed based on the detection result. A technique of changing a medium conveyance speed and a fixing belt temperature is disclosed.
上記の特許文献1に記載の技術では、テンションローラ(加熱ローラ)の位置変化から、以下の(1)〜(3)の原理を利用して、ニップ幅の変動を検知するようにしている。
(1)定着ローラが変形したことにより、定着ベルトの張力が変化する。
(2)定着ベルトの張力が変化したことにより、変位可能なテンションローラの位置が変化する。
(3)テンションローラの変位を測距センサで計測する。
In the technique described in Patent Document 1 described above, a change in the nip width is detected from the position change of the tension roller (heating roller) using the following principles (1) to (3).
(1) Due to the deformation of the fixing roller, the tension of the fixing belt changes.
(2) Since the tension of the fixing belt is changed, the position of the displaceable tension roller is changed.
(3) The displacement of the tension roller is measured by a distance measuring sensor.
このため、上記(1)の前提となる定着ベルト自体の弾性特性が経時的に変化したり、(2)の前提となる定着ベルトの張力変化に対するテンションローラの変位特性が変化したりすると、ニップ幅の変動を正確に検知することはできなくなる。つまり、特許文献1に記載の技術では、経時的に変動しやすいメカニカル特性を多く利用してニップ幅の変動を検知する構成であるため、ニップ幅の変動を正確に検知し続けることが難しいといった問題がある。 For this reason, if the elastic characteristic of the fixing belt itself that is the premise of the above (1) changes with time, or if the displacement characteristic of the tension roller with respect to the tension change of the fixing belt that is the premise of (2) changes, the nip. It becomes impossible to accurately detect the fluctuation of the width. In other words, the technique described in Patent Document 1 is configured to detect the nip width change by using many mechanical characteristics that tend to change over time, and thus it is difficult to accurately detect the nip width change. There's a problem.
本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、定着ローラの弾性層の熱膨張によるニップ幅の変動を正確に検知してニップ幅を調整し、定着性の安定化を図ることができる定着装置、画像形成装置、定着装置の制御方法を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above, and it is possible to accurately detect a change in the nip width due to the thermal expansion of the elastic layer of the fixing roller, adjust the nip width, and stabilize the fixability. It is an object of the present invention to provide a fixing device, an image forming apparatus, and a control method for the fixing device.
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明にかかる定着装置は、外周に熱膨張する弾性層を有し、回転軸を中心に回転駆動される定着ローラと、前記定着ローラの弾性層に圧接してニップ部を形成する加圧部材と、前記定着ローラを、第1の位置と該第1の位置よりも前記回転軸が前記加圧部材から離間する第2の位置との間で移動可能に支持する支持手段と、前記定着ローラが前記第2の位置にあることを検知する検知手段と、前記定着ローラが前記第2の位置にあることが検知されたときに、前記加圧部材を前記定着ローラから離れる方向に移動させて、前記ニップ部の幅を調整するニップ幅調整手段と、を備えることを特徴とする。 In order to solve the above-described problems and achieve the object, a fixing device according to the present invention includes a fixing roller having an elastic layer that thermally expands on an outer periphery and driven to rotate around a rotation shaft, and the fixing roller. A pressure member that presses against the elastic layer to form a nip portion; a fixing roller; a first position; and a second position at which the rotation shaft is separated from the pressure member relative to the first position. A supporting means for supporting the movement of the fixing roller, a detecting means for detecting that the fixing roller is in the second position, and when it is detected that the fixing roller is in the second position, Nip width adjusting means for adjusting the width of the nip portion by moving the pressure member in a direction away from the fixing roller.
また、本発明にかかる画像形成装置は、本発明にかかる定着装置を備えることを特徴とする。 An image forming apparatus according to the present invention includes the fixing device according to the present invention.
また、本発明にかかる定着装置の制御方法は、外周に熱膨張する弾性層を有し、回転軸を中心に回転駆動される定着ローラと、前記定着ローラの弾性層に圧接してニップ部を形成する加圧部材と、前記定着ローラを、第1の位置と該第1の位置よりも前記回転軸が前記加圧部材から離間する第2の位置との間で移動可能に支持する支持手段と、を備える定着装置の制御方法であって、前記定着ローラが前記第2の位置にあることを検知するステップと、前記定着ローラが前記第2の位置にあることを検知したときに、前記加圧部材を前記定着ローラから離れる方向に移動させて、前記ニップ部の幅を調整するステップと、を含むことを特徴とする。 Further, the control method of the fixing device according to the present invention includes an elastic layer that thermally expands on the outer periphery, a fixing roller that is rotationally driven around a rotation shaft, and a nip portion that is in pressure contact with the elastic layer of the fixing roller. And a supporting means for supporting the pressure member to be formed and the fixing roller so as to be movable between a first position and a second position where the rotation shaft is separated from the pressure member than the first position. And a step of detecting that the fixing roller is in the second position, and when detecting that the fixing roller is in the second position, And a step of adjusting the width of the nip portion by moving the pressure member in a direction away from the fixing roller.
本発明によれば、定着ローラの弾性層が熱膨張すると定着ローラが第2の位置に移動し、検知手段により定着ローラが第2の位置にあることが検知され、加圧部材が定着ローラから離れる方向に移動してニップ幅が調整されるので、定着ローラの弾性層の熱膨張によるニップ幅の変動を正確に検知してニップ幅を調整することができ、定着性の安定化を図ることができるという効果を奏する。 According to the present invention, when the elastic layer of the fixing roller is thermally expanded, the fixing roller is moved to the second position, and it is detected by the detecting means that the fixing roller is in the second position, and the pressure member is moved from the fixing roller. Since the nip width is adjusted by moving in the away direction, the nip width can be accurately detected by detecting the fluctuation of the nip width due to the thermal expansion of the elastic layer of the fixing roller, and the fixing property can be stabilized. There is an effect that can be.
以下に添付図面を参照して、本発明にかかる定着装置、画像形成装置、定着装置の制御方法の最良な実施の形態を詳細に説明する。なお、以下では、本発明を適用した画像形成装置の一例としてタンデム方式のカラーレーザプリンタ、本発明を適用した定着装置の一例としてベルト定着方式の定着装置を例示して説明する。 Exemplary embodiments of a fixing device, an image forming apparatus, and a fixing device control method according to the present invention will be described below in detail with reference to the accompanying drawings. In the following description, a tandem color laser printer is exemplified as an example of an image forming apparatus to which the present invention is applied, and a belt fixing type fixing apparatus is illustrated as an example of a fixing apparatus to which the present invention is applied.
図1は、本実施形態にかかるカラーレーザプリンタ100の概略構成図である。このカラーレーザプリンタ100は、Y(イエロー),M(マゼンダ),C(シアン),K(ブラック)の4色分の画像形成ユニット1a,1b,1c,1dを備えており、これら画像形成ユニット1a,1b,1c,1dが転写ベルト10の走行方向(図中矢印B方向)に沿って順次配置された、タンデム方式のカラーレーザプリンタである。
FIG. 1 is a schematic configuration diagram of a
画像形成ユニット1a,1b,1c,1dは、それぞれ感光体2a〜2d、ドラム帯電器3a〜3d、露光装置4a〜4d、現像器5a〜5d、転写器6a〜6d、清掃装置7a〜7dを備えている。感光体2a〜2dはドラム状に構成され、図中矢印A方向に回転操作される。ドラム帯電器3a〜3dは、回転操作される感光体2a〜2dを一様に帯電させる。露光装置4a〜4dは、ドラム帯電器3a〜3dにより帯電された感光体2a〜2dの表面にレーザ光を走査し、画像データに基づく静電潜像を形成する。現像器5a〜5dは、露光装置4a〜4dの露光により感光体2a〜2dに形成された静電潜像をトナーにより現像する。転写器6a〜6dは、現像器5a〜5dの現像により感光体2a〜2d上に形成されたトナー像を転写ベルト10に転写する。清掃装置7a〜7dは、感光体2a〜2dの表面を清掃する。
The
カラーレーザプリンタ100では、画像形成ユニット1a,1b,1c,1dにより形成されたY,M,C,K4色のトナー像が転写ベルト10上に重ね合わせて転写されることで、転写ベルト10上には4色フルカラーのトナー像が形成される。転写ベルト10上に形成されたトナー像は、用紙転写器9に到達すると同時に用紙転写器9に印加された高電圧の作用により、図中矢印Hの方向に搬送されて転写ベルト10と用紙転写器9との間を通過する記録媒体P上に転写される。転写ベルト10上の未転写トナーはベルト清掃装置12で回収される。記録媒体P上に転写されたトナー像は、定着装置11によって記録媒体Pに定着される。
In the
図2は、定着装置11の詳細を示す構成図である。この定着装置11は、定着部材として定着ベルト13を用いたベルト定着方式の定着装置であり、定着ベルト13のほか、加熱ローラ14、定着ローラ15、テンションローラ16、加圧ローラ(加圧部材)17、加圧ローラ移動機構18、定着ローラ位置変動検知センサ19、制御部20、メモリ21等を備えている。
FIG. 2 is a configuration diagram showing details of the
ここで、定着部材としての定着ベルト13は、樹脂材料からなるベース層上に、弾性層、離型層が順次積層された多層構造の無端ベルトである。定着ベルト13の弾性層は、フッ素ゴム、シリコーンゴム、発泡性シリコーンゴム等の弾性材料で形成されている。定着ベルト13の離型層は、PFA(4フッ化エチレンバーフルオロアルキルビニルエーテル共重合体樹脂)、ポリイミド、ポリエーテルイミド、PES(ポリエーテルサルファイド)等で形成されている。定着ベルト13の表層に離型層を設けることにより、トナー像Iに対する離型性(剥離性)が担保されることになる。定着ベルト13は、2つのローラ部材(加熱ローラ14、定着ローラ15)に張架・支持されている。テンションローラ16は、2つのローラ部材に張架された定着ベルト13に一定のテンションを与える役割を持つ。
Here, the
加熱ローラ14は、金属材料からなる薄肉の円筒体であって、その円筒体の内部にはヒータ22(熱源)が固定して設けられている。ヒータ22は、ハロゲンヒータやカーボンヒータであって、その両端部が定着装置11の側板に固定されている。また、加熱ローラ14は、その両端軸部が定着装置11の側板に軸受を介して回転自在に取り付けられている。ヒータ22は、電源部(交流電源)から出力制御された電力が供給されることで発熱する。このヒータ22からの輻射熱によって加熱ローラ14が加熱されて、さらに加熱ローラ14によって加熱された定着ベルト13の表面から記録媒体P上のトナー像Iに熱が加えられる。ヒータ22の出力制御は、定着ベルト13表面に対向するサーモパイル等の温度センサ(図示せず)によるベルト表面温度の検知結果に基づいて行われる。
The
定着ローラ15は、ステンレススチール(例えば、SUS304)等からなる芯金15a上に、フッ素ゴム、シリコーンゴム、発泡性シリコーンゴム等の弾性層15bが形成されたローラ部材である。芯金15aの中心部分には回転軸15cが設けられている。定着ローラ15は、その回転軸15cの両端部が定着装置11の側板に軸受を介して回転自在に取り付けられており、図示しない定着ローラ駆動部によって時計回り(図中矢印C方向)に回転駆動され、これにより、定着ベルト13が図中矢印D方向に走行する。
The fixing
加圧ローラ17は、定着ローラ15とほぼ同じ構成であり、ステンレススチール(例えば、SUS304)等からなる芯金17a上に、フッ素ゴム、シリコーンゴム、発泡性シリコーンゴム等の弾性層17bが形成されたローラ部材である。
The
定着装置11では、加圧ローラ17が定着ベルト13を介して定着ローラ15に圧接してニップ部を形成している。定着装置11は、ニップ部を形成させるために、定着ローラ15の弾性層15bを、加圧ローラ17の弾性層17bよりも厚くしている。例として、加圧ローラ17の弾性層17bは3mmであるのに対して、定着ローラ15の弾性層15bは15mmである。
In the fixing
加圧ローラ移動機構18は、揺動アーム18aを備えている。加圧ローラ17の両端軸受けは、この揺動アーム18aに回転自在な状態で支持されている。揺動アーム18aは、その一端側に設けられた揺動軸18bを中心として揺動可能とされている。揺動アーム18aの他端側にはベアリング18cが固定されている。そして、このベアリング18cの図中下方に接触する位置に、円の中心から外れた位置に回転軸を有する偏芯カム18dが設けられている。この偏心カム18dは、図示しないモータにより駆動される。また、偏芯カム18dには遮蔽板18eが備えられ、偏芯カム位置検出手段18fが遮蔽板18eの位置を検出することで偏芯カム18dの基準位置を把握できるようになっている。
The pressure
偏芯カム18dは、揺動アーム18aに接続された揺動アームスプリング18gの張力によって、常にベアリング18cに接触した状態に保たれている。そして、モータの駆動により偏芯カム18dが図中矢印E方向に回転すると、ベアリング18cが図中矢印F方向に移動する。これにより、揺動アーム18aに支持された加圧ローラ17が図中矢印G方向、つまり定着ローラ15に近づく方向に移動することとなる。一方、モータの駆動により偏芯カム18dが図中矢印E’方向に回転すると、ベアリング18cが図中矢印F’方向に移動する。これにより、揺動アーム18aに支持された加圧ローラ17が図中矢印G’方向、つまり定着ローラ15から離間する方向に移動することとなる。
The
図3は、定着ローラ15の取り付け構造の一例を示す図である。定着装置11の側板30には、定着ローラ15の回転軸15cが取り付けられる位置に、定着ローラ15と加圧ローラ17の配列方向に対応する図中の上下方向を長手方向とする長孔31が貫通形成されている。この長孔31には、その長手方向に沿ってスライド可能なスライダ32が装着されている。定着ローラ15の回転軸15cは、側板30に形成された長孔31に挿通され、軸受33を介して長孔31に装着されたスライダ32に取り付けられている。また、スライダ32と長孔31の上端部との間には、定着ローラ位置変動検知センサ19を構成するスイッチの2つの端子19a,19bがそれぞれ設けられている。
FIG. 3 is a diagram illustrating an example of a mounting structure of the fixing
定着ローラ15は、加圧ローラ17により加圧されていない状態では、図3(a)に示すように、回転軸15cが長孔31の下端部側(加圧ローラ17側)にある位置(以下、第1の位置という。)となる。このとき、定着ローラ位置変動検知センサ19を構成するスイッチは、2つの端子19a,19bが離れてオフとなる。この状態から加圧ローラ17が定着ローラ15に圧接すると、定着ローラ15が加圧ローラ17によって若干押し上げられるとともに、定着ローラ15と加圧ローラ17との間にニップ部が形成される。そして、定着ローラ15に対する加圧ローラ17の位置を調整し、加圧ローラ17による定着ローラ15の加圧をコントロールすることによって、ニップ幅が適正範囲に保たれる。
In a state where the fixing
ここで、定着ローラ15に対する加圧ローラ17の加圧が過剰になると、定着ローラ15が加圧ローラ17によってさらに押し上げられるとともに、ニップ幅が適正範囲を超えて大きくなる。そして、定着ローラ15は、図3(b)に示すように、回転軸15cが長孔31の上端部側(加圧ローラ17から離間する側)にある位置(以下、第2の位置という。)となる。このとき、定着ローラ位置変動検知センサ19を構成するスイッチは、2つの端子19a,19bが接触してオンとなる。
Here, when the pressure of the
また、加圧ローラ17の位置を適正に保っていても、定着装置11内部の温度変化によって定着ローラ15の弾性層15bが熱膨張して定着ローラ15の径が大きくなると、加圧ローラ17の加圧が過剰となった場合と同様に、定着ローラ15が図3(b)に示す第2の位置へと押し上げられるとともに、ニップ幅が適正範囲を超えて大きくなる。この場合も、定着ローラ位置変動検知センサ19を構成するスイッチは、2つの端子19a,19bが接触してオンとなる。
Even if the position of the
図4は、定着ローラ15の弾性層15bの熱膨張によりニップ幅が変動する様子を模式的に示した図であり、(a)はカラーレーザプリンタ100の電源オン後の印刷開始時における定着装置11の状態を示し、(b)は所定枚数の印刷が終了した時点での定着装置11の状態を示している。印刷開始時においては、定着ローラ15が比較的低温状態となっている。このときの定着ローラ15の径をRとし、ニップ幅をNとする(図4(a)参照)。その後、印刷が継続されるに従って定着ローラ15の受熱量が徐々に増えていき、定着ローラ15の弾性層15bが熱膨張することで、定着ローラ15の径はR+ΔR(ΔR≧0)となる。その結果、ニップ幅はN+ΔN(ΔN≧0)に増加する(図4(b)参照)。ここでは、定着ローラ15の弾性層15bの熱膨張による変形によってニップ幅が変動する様子を示したが、その他、加圧ローラ17が定着ローラ15に圧接する位置が変化した場合にも同様に、ニップ幅の変動が生じる。
FIG. 4 is a diagram schematically showing how the nip width fluctuates due to thermal expansion of the
このようにニップ幅が変動した状態において、加圧ローラ17を同じ圧接位置に保持したまま連続印刷すると、ニップ部にて記録媒体P上のトナー像Iに加えられる熱量が大きくなる。その結果、記録媒体P上のトナー像Iが定着ベルト13側に付着してしまい、記録媒体Pへの正常な定着ができなかったり、カラー画像の光沢性を損なったりするなど、良好な定着性が得られなくなってしまう。そこで、本実施形態にかかる定着装置11では、以上のようなニップ幅の変動を定着ローラ位置変動検知センサ19により検知し、制御部20が加圧ローラ移動機構18の動作を制御して加圧ローラ17の位置を調整することで、ニップ幅が適正値となるように調整するようにしている。
In this state where the nip width varies, if continuous printing is performed while the
図5は、印刷開始時に制御部20により実行されるニップ幅の初期設定処理の概要を説明するフローチャートである。印刷開始前の初期状態においては、加圧ローラ17は定着ローラ15から離間した位置にある。
FIG. 5 is a flowchart for explaining an outline of the nip width initial setting process executed by the
図5に示すニップ幅の初期設定処理が開始されると、制御部20は、まずステップS101において、加圧ローラ移動機構18による加圧ローラ17の移動を開始させ、加圧ローラ17を定着ローラ15側へと徐々に移動させる。そして、制御部20は、ステップS102において、定着ローラ位置変動検知センサ19がオンになったかどうかを判定する。
When the initial setting process of the nip width shown in FIG. 5 is started, the
制御部20は、定着ローラ位置変動検知センサ19がオンになるまでの間は(ステップS102:No)、加圧ローラ移動機構18による加圧ローラ17の定着ローラ15側への移動を継続させ、定着ローラ位置変動検知センサ19がオンになると(ステップS102:Yes)、ステップS103において、加圧ローラ移動機構18による加圧ローラ17の移動を一旦停止させる。
The
次に、制御部20は、ステップS104において、メモリ21に予め記憶されている適正ニップ幅を得るための加圧ローラ17の移動量(距離)を読み出す。そして、制御部20は、ステップS105において、加圧ローラ移動機構18の動作を制御して、加圧ローラ17をステップS104で読み出した距離分だけ、定着ローラ15から離間する方向に移動させる。
Next, in step S104, the
次に、制御部20は、ステップS106において、定着ローラ位置変動検知センサ19がオンからオフに切り替わっているかどうかを確認する。そして、定着ローラ位置変動検知センサ19がオンからオフに切り替わっている場合には(ステップS106:Yes)、適正なニップ幅が得られていると判断し、ステップS107においてニップ補正カウンタをクリアした上で、図5に示す一連の初期設定処理を終了する。なお、ニップ補正カウンタは、ニップ幅の調整のために加圧ローラ17を1ステップずつ移動させた場合のステップ数を計測するカウンタである。
Next, in step S106, the
一方、定着ローラ位置変動検知センサ19がオンのままとなっている場合には(ステップS106:No)、制御部20は、ステップS108において、加圧ローラ移動機構18の駆動源であるモータ(ステッピングモータ)を1ステップ分動作させ、加圧ローラ17を定着ローラ15から離間する方向に1ステップ分移動させる。そして、制御部20は、ステップS109において、ニップ補正カウンタの値をインクリメント(1アップ)する。
On the other hand, when the fixing roller position
次に、制御部20は、ステップS110において、ニップ補正カウンタの値が予め定めた規定値に達したかどうかを判定する。そして、ニップ補正カウンタの値が規定値に達した場合には(ステップS110:Yes)、定着装置11に何らかの異常が生じていると判断して、ステップS111において、カラーレーザプリンタ100の操作パネルへのエラーメッセージ表示などにより、定着装置11に異常が生じていることをオペレータに対して報知し、初期設定処理を終了する。一方、ニップ補正カウンタの値が規定値に達していなければ(ステップS110:No)、ステップS106に戻って以降の処理を繰り返す。そして、定着ローラ位置変動検知センサ19がオンからオフに切り替わったら(ステップS106:Yes)、ニップ補正カウンタをクリアして(ステップS107)、初期設定処理を終了する。
Next, in step S110, the
以上の初期設定処理により、定着装置11に異常がなければ、印刷開始時にニップ幅が適正値に調整される。なお、図5のステップS104で制御部20がメモリ21から読み出す適正ニップ幅を得るための加圧ローラ17の移動量(距離)は、後述するように、例えばカラーレーザプリンタ100の出荷前の工場や製品納入先においてメカニカルな調整作業が行われた直後に計測され、メモリ21に格納される。ここで、初期設定処理において、上述したように加圧ローラ17を1ステップ分移動させながらニップ幅の調整が行われた場合には、定着ローラ位置変動検知センサ19がオンからオフに切り替わるまでの加圧ローラ17の移動量により、メモリ21の情報を更新することが望ましい。
If there is no abnormality in the fixing
以上のような印刷開始時の初期設定処理によりニップ幅を適正値に調整して印刷を開始しても、印刷中に定着ローラ15の弾性層15bが熱膨張するとニップ幅が変動する。そこで、本実施形態にかかる定着装置11では、印刷中に制御部20が図6のフローチャートで示すニップ幅調整処理を所定周期で繰り返し実行し、印刷中にニップ幅の変動が生じた場合にニップ幅が適正値となるように調整する。
Even if the nip width is adjusted to an appropriate value by the initial setting process at the start of printing as described above and printing is started, the nip width varies when the
図6に示すニップ幅調整処理が開始されると、制御部20は、まずステップS201において、定着ローラ位置変動検知センサ19がオンになったかどうかを判定する。そして、定着ローラ位置変動検知センサ19がオフのままであれば(ステップS201:No)、ニップ幅が適正値に維持されていると判断し、図6のニップ幅調整処理を終了して次の処理周期となるまで待機する。
When the nip width adjustment process shown in FIG. 6 is started, the
一方、定着ローラ位置変動検知センサ19がオンになった場合には(ステップS201:Yes)、制御部20は、定着ローラ15の弾性層15bが熱膨張したことの影響によりニップ幅が変動したと判断し、ステップS202において、印刷動作を中断させる。そして、制御部20は、ステップS203において、加圧ローラ移動機構18の駆動源であるモータ(ステッピングモータ)を1ステップ分動作させ、加圧ローラ17を定着ローラ15から離間する方向に1ステップ分移動させる。そして、制御部20は、ステップS204において、ニップ補正カウンタの値をインクリメント(1アップ)する。
On the other hand, when the fixing roller position
次に、制御部20は、ステップS205において、定着ローラ位置変動検知センサ19がオンからオフに切り替わっているかどうかを確認する。そして、定着ローラ位置変動検知センサ19がオンからオフに切り替わっている場合には(ステップS205:Yes)、ニップ幅が適正値に調整されたと判断し、ステップS206においてニップ補正カウンタをクリアし、ステップS207において印刷動作を再開させて、図6に示す一連のニップ幅調整処理を終了する。
Next, in step S205, the
一方、定着ローラ位置変動検知センサ19がオンのままとなっている場合には(ステップS205:No)、制御部20は、ステップS208において、ニップ補正カウンタの値が予め定めた規定値に達したかどうかを判定する。そして、ニップ補正カウンタの値が規定値に達している場合には(ステップS208:Yes)、定着装置11に何らかの異常が生じていると判断して、ステップS209において、カラーレーザプリンタ100の操作パネルへのエラーメッセージ表示などにより、定着装置11に異常が生じていることをオペレータに対して報知し、ニップ幅調整処理を終了する。一方、ニップ補正カウンタの値が規定値に達していなければ(ステップS208:No)、ステップS203に戻って以降の処理を繰り返し、定着ローラ位置変動検知センサ19がオンからオフに切り替わったら(ステップS205:Yes)、ニップ補正カウンタをクリアし(ステップS206)、印刷動作を再開させて(ステップS207)、ニップ幅調整処理を終了する。
On the other hand, when the fixing roller position
本実施形態にかかる定着装置11では、以上のニップ幅調整処理を印刷中に所定周期で繰り返し実施することによって、定着ローラ15の弾性層15bが熱膨張したことの影響により印刷中にニップ幅が変動した場合であっても、ニップ幅を適正値に調整することができ、定着性の安定化を図ることができる。
In the fixing
図7は、図5のステップS104で制御部20がメモリ21から読み出す加圧ローラ17の移動量(距離)を計測する処理の一例を示すフローチャートである。この処理は、例えば、カラーレーザプリンタ100の出荷前の工場や製品納入先においてメカニカルな調整作業が行われた直後に実施される。
FIG. 7 is a flowchart illustrating an example of a process of measuring the movement amount (distance) of the
図7のフローチャートで示す処理が開始されると、制御部20は、まずステップS301において、加圧ローラ移動機構18による加圧ローラ17の移動を開始させ、加圧ローラ17を定着ローラ15側へと徐々に移動させる。そして、制御部20は、ステップS302において、定着ローラ位置変動検知センサ19がオンになったかどうかを判定する。
When the processing shown in the flowchart of FIG. 7 is started, the
ここで、定着ローラ位置変動検知センサ19がオフのままの場合は(ステップS302:No)、制御部20は、加圧ローラ17の定着ローラ15側への移動量が予め定めた最大移動量に達したかどうかを判定し(ステップS303)、加圧ローラ17の移動量が最大移動量に達していなければ(ステップS303:No)、加圧ローラ移動機構18による加圧ローラ17の定着ローラ15側への移動を継続させる。一方、定着ローラ位置変動検知センサ19がオフのまま加圧ローラ17の移動量が最大移動量に達した場合には(ステップS303:Yes)、制御部20は、定着ローラ位置変動検知センサ19の故障などの異常が生じていると判断して、ステップS304において加圧ローラ17の移動を停止させ、ステップS305において、カラーレーザプリンタ100の操作パネルへのエラーメッセージ表示などにより、定着ローラ位置変動検知センサ19の故障などの異常が生じていることをオペレータに対して報知して、図7に示す処理を終了する。
Here, when the fixing roller position
定着ローラ位置変動検知センサ19がオンになった場合には(ステップS302:Yes)、制御部20は、ステップS306において、加圧ローラ移動機構18による加圧ローラ17の移動を一旦停止させる。そして、制御部20は、ステップS307において、加圧ローラ移動機構18の駆動源であるモータ(ステッピングモータ)を1ステップ分動作させ、加圧ローラ17を定着ローラ15から離間する方向に1ステップ分移動させる。また、制御部20は、ステップS308において、加圧ローラ移動カウンタの値をインクリメント(1アップ)する。なお、加圧ローラ移動カウンタは、適正なニップ幅を得るための加圧ローラ17の移動量を計測するために、定着ローラ位置変動検知センサ19がオンする位置から加圧ローラ17を1ステップずつ移動させた場合のステップ数を計測するカウンタである。
When the fixing roller position
次に、制御部20は、ステップS309において、定着ローラ位置変動検知センサ19がオンからオフに切り替わったかどうかを確認する。そして、定着ローラ位置変動検知センサ19がオンからオフに切り替わった場合には(ステップS309:Yes)、ステップS310において、そのときの加圧ローラ移動カウンタの値を、定着ローラ位置変動検知センサ19がオンする位置から適正なニップ幅が得られる位置までの加圧ローラ17の移動量(距離)として、メモリ21に格納する。そして、制御部20は、ステップS311において加圧ローラ移動カウンタをクリアし、図7に示す一連の処理を終了する。
Next, in step S309, the
一方、定着ローラ位置変動検知センサ19がオンのままとなっている場合には(ステップS309:No)、制御部20は、ステップS312において、加圧ローラ移動カウンタの値が予め定めた規定値に達したかどうかを判定する。そして、加圧ローラ移動カウンタの値が規定値に達した場合には(ステップS312:Yes)、定着装置11に何らかの異常が生じていると判断して、ステップS313において、カラーレーザプリンタ100の操作パネルへのエラーメッセージ表示などにより、定着装置11に異常が生じていることをオペレータに対して報知し、図7に示す一連の処理を終了する。一方、加圧ローラ移動カウンタの値が規定値に達していなければ(ステップS312:No)、ステップS307に戻って以降の処理を繰り返し、定着ローラ位置変動検知センサ19がオンからオフに切り替わったら(ステップS309:Yes)、そのときの加圧ローラ移動カウンタの値を適正なニップ幅が得られる位置までの加圧ローラ17の移動量(距離)としてメモリ21に格納し(ステップS310)、加圧ローラ移動カウンタをクリアして(ステップS311)、図7に示す一連の処理を終了する。
On the other hand, when the fixing roller position
以上、具体的な例を挙げながら詳細に説明したように、本実施形態にかかる定着装置11では、印刷中に定着ローラ15の弾性層15bが熱膨張することの影響でニップ幅が変動すると、定着ローラ15が第2の位置へと位置変動し、定着ローラ位置変動検知センサ19がオンする。制御部20は、印刷中に定着ローラ位置変動検知センサ19がオンすると、加圧ローラ移動機構18の動作を制御して加圧ローラ17を定着ローラ15から離間する方向に移動させる。これにより、印刷中に定着ローラ15の弾性層15bが熱膨張することの影響でニップ幅が変動しても、そのニップ幅の変動を正確に検知してニップ幅を適正値に調整することができ、定着性の安定化を図ることができる。
As described above in detail with specific examples, in the fixing
また、本実施形態にかかる定着装置11では、印刷開始時に、定着ローラ位置変動検知センサ19がオンするまで加圧ローラ17を定着ローラ15側に移動させ、定着ローラ位置変動検知センサ19がオンした位置からメモリ21に格納されている所定距離分だけ加圧ローラ17を定着ローラ15から離間する方向に移動させてニップ部の幅を適正値に調整するようにしているので、例えば経時的な劣化などによって印刷開始時に定着ローラ15や加圧ローラ17に変形が生じている場合であっても、ニップ幅を適正値に調整することができ、定着性の安定化を図ることができる。
In the fixing
さらに、本実施形態にかかる定着装置11では、ニップ幅調整時において加圧ローラ17を定着ローラ15から離間する方向に移動させても定着ローラ位置変動検知センサ19がオンのままでオフに切り替わらない場合に、カラーレーザプリンタ100の操作パネルへの異常メッセージ表示などにより、定着装置11に異常が生じていることをオペレータに報知するようにしているので、カスタマーコールなどの異常復旧のための適切な処置をオペレータに対して促すことができる。
Further, in the fixing
また、本実施形態にかかるカラーレーザプリンタ100は、このような定着装置11を備えることによって、高品位な印刷物を安定的に出力することができる。
In addition, the
なお、本発明は、上記の実施形態そのままに限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で様々な変形や変更を加えて具体化することができる。例えば、上記の実施形態は、本発明をベルト定着方式の定着装置11に適用した例であるが、本発明は、ローラ定着方式等、他の方式の定着装置に対しても有効に適用可能である。また、上記の実施形態は、本発明をタンデム方式のカラーレーザプリンタ100に適用した例であるが、本発明は、定着装置を備えるあらゆる画像形成装置に対して有効に適用可能である。
In addition, this invention is not limited to said embodiment as it is, It can be embodied by adding various deformation | transformation and change in the range which does not deviate from the summary in an implementation stage. For example, the above embodiment is an example in which the present invention is applied to the belt fixing
11 定着装置
15 定着ローラ
15b 弾性層
15c 回転軸
17 加圧ローラ(加圧手段)
18 加圧ローラ移動機構(ニップ幅調整手段)
19 定着ローラ位置変動検知センサ(検知手段)
20 制御部(ニップ幅調整手段、報知手段)
21 メモリ(記憶手段)
30 側板(支持手段)
31 長孔(支持手段)
32 スライダ(支持手段)
33 軸受(支持手段)
100 カラーレーザプリンタ(画像形成装置)
DESCRIPTION OF
18 Pressure roller moving mechanism (nip width adjusting means)
19 Fixing roller position fluctuation detection sensor (detection means)
20 Control unit (nip width adjusting means, notifying means)
21 Memory (storage means)
30 Side plate (support means)
31 Long hole (support means)
32 Slider (supporting means)
33 Bearing (support means)
100 color laser printer (image forming device)
Claims (7)
前記定着ローラの弾性層に圧接してニップ部を形成する加圧部材と、
前記定着ローラを、第1の位置と該第1の位置よりも前記回転軸が前記加圧部材から離間する第2の位置との間で移動可能に支持する支持手段と、
前記定着ローラが前記第2の位置にあることを検知する検知手段と、
前記定着ローラが前記第2の位置にあることが検知されたときに、前記加圧部材を前記定着ローラから離れる方向に移動させて、前記ニップ部の幅を調整するニップ幅調整手段と、を備えることを特徴とする定着装置。 A fixing roller that has an elastic layer that thermally expands on the outer periphery and is driven to rotate about a rotation axis;
A pressure member that presses against an elastic layer of the fixing roller to form a nip portion;
Support means for supporting the fixing roller so as to be movable between a first position and a second position where the rotation shaft is separated from the pressure member than the first position;
Detecting means for detecting that the fixing roller is in the second position;
Nip width adjusting means for adjusting the width of the nip portion by moving the pressure member in a direction away from the fixing roller when it is detected that the fixing roller is in the second position; A fixing device comprising: a fixing device;
前記定着ローラの弾性層に圧接してニップ部を形成する加圧部材と、
前記定着ローラを、第1の位置と該第1の位置よりも前記回転軸が前記加圧部材から離間する第2の位置との間で移動可能に支持する支持手段と、を備える定着装置の制御方法であって、
前記定着ローラが前記第2の位置にあることを検知するステップと、
前記定着ローラが前記第2の位置にあることを検知したときに、前記加圧部材を前記定着ローラから離れる方向に移動させて、前記ニップ部の幅を調整するステップと、を含むことを特徴とする定着装置の制御方法。 A fixing roller that has an elastic layer that thermally expands on the outer periphery and is driven to rotate about a rotation axis;
A pressure member that presses against an elastic layer of the fixing roller to form a nip portion;
And a supporting unit that supports the fixing roller so as to be movable between a first position and a second position where the rotation shaft is separated from the pressure member relative to the first position. A control method,
Detecting that the fixing roller is in the second position;
And a step of adjusting the width of the nip portion by moving the pressure member in a direction away from the fixing roller when it is detected that the fixing roller is in the second position. The fixing device control method.
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