JP2012048087A - Fixing apparatus, image forming apparatus, and heater control method - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、回転させながらヒーターで熱せられる無端状の定着ベルトの熱により紙にトナーを定着させる定着装置、画像形成装置、および、当該定着装置が当該ヒーターを制御するヒーター制御方法に関する。 The present invention relates to a fixing device that fixes toner on paper by heat of an endless fixing belt that is heated by a heater while being rotated, an image forming apparatus, and a heater control method in which the fixing device controls the heater.
従来、複写機、多機能周辺装置(MFP,Multifunction Peripheral)、プリンタ、ファクシミリなどの電子写真プロセスを使用した画像形成装置では、熱と圧力を加えて紙にトナーを定着させるために定着装置が設けられている(例えば、特許文献1を参照)。 Conventional image forming apparatuses using an electrophotographic process such as a copying machine, a multifunction peripheral (MFP), a printer, and a facsimile are provided with a fixing device for fixing toner on paper by applying heat and pressure. (For example, see Patent Document 1).
この定着装置は、定着ローラーと加熱ローラーとを有しており、定着ローラーと加熱ローラーとは無端状の定着ベルトにより連結されている。定着ローラーは、熱せられた定着ベルトを紙に押しつけてトナーを紙に定着させる。加熱ローラーはヒーターランプを備え、定着ベルトに熱を供給する。 This fixing device has a fixing roller and a heating roller, and the fixing roller and the heating roller are connected by an endless fixing belt. The fixing roller presses the heated fixing belt against the paper to fix the toner on the paper. The heating roller includes a heater lamp and supplies heat to the fixing belt.
しかしながら、上述した従来技術では、定着ベルトが駆動していないときにヒーターランプがオンになると、加熱ローラーに接している定着ベルトの部分の温度が急激に上昇し、加熱ローラーに接している定着ベルトの部分とそれに接していない定着ベルトの部分との間で温度が異なることとなり、定着ベルトにしわが発生するという問題がある。例えば、定着ベルトが駆動していないときにヒーターランプがオンになると、10秒程度でしわが発生することが分かっている。 However, in the above-described prior art, when the heater lamp is turned on when the fixing belt is not driven, the temperature of the portion of the fixing belt that is in contact with the heating roller suddenly rises, and the fixing belt that is in contact with the heating roller There is a problem that the temperature differs between this portion and the portion of the fixing belt that is not in contact therewith, and wrinkles are generated in the fixing belt. For example, it is known that wrinkles occur in about 10 seconds when the heater lamp is turned on when the fixing belt is not driven.
本発明は、上記課題に鑑み、定着ベルトにしわが発生することを効果的に抑制することが可能な定着装置、画像形成装置、および、ヒーター制御方法を提供することを目的とする。 SUMMARY An advantage of some aspects of the invention is that it provides a fixing device, an image forming apparatus, and a heater control method capable of effectively suppressing generation of wrinkles on a fixing belt.
上記課題を解決する為に、本発明の第1の技術手段は、回転させながらヒーターにより熱せられる無端状の定着ベルトの熱により紙にトナーを定着させる定着装置であって、前記定着装置の動作調整時に前記定着ベルトの回転を検出する回転検出部と、前記回転検出部により前記定着ベルトの回転が検出された場合に、前記ヒーターをオンにするヒーター制御部と、を備えることを特徴としたものである。 In order to solve the above problems, a first technical means of the present invention is a fixing device that fixes toner on paper by the heat of an endless fixing belt heated by a heater while rotating, and the operation of the fixing device A rotation detection unit that detects rotation of the fixing belt at the time of adjustment; and a heater control unit that turns on the heater when rotation of the fixing belt is detected by the rotation detection unit. Is.
本発明の第2の技術手段は、第1の技術手段において、動作調整時に前記回転検出部により前記定着ベルトの回転が検出されない場合に、前記定着装置の再起動が行われ、前記回転検出部により前記定着ベルトの回転が検出された際は、前記ヒーター制御部は、前記ヒーターをオンにすることを特徴としたものである。 According to a second technical means of the present invention, in the first technical means, when rotation of the fixing belt is not detected by the rotation detecting unit during operation adjustment, the fixing device is restarted, and the rotation detecting unit When the rotation of the fixing belt is detected, the heater control unit turns on the heater.
本発明の第3の技術手段は、第1または第2の技術手段において、定着装置内の温度を検出する温度センサをさらに備え、前記ヒーター制御部は、前記回転検出部により前記定着ベルトの回転が検出され、かつ、前記温度センサにより前記温度の上昇が所定の値を超えた場合に、前記ヒーターをオフにすることを特徴としたものである。 According to a third technical means of the present invention, the first or second technical means further includes a temperature sensor for detecting a temperature in the fixing device, and the heater control unit rotates the fixing belt by the rotation detection unit. Is detected, and when the temperature rise exceeds a predetermined value by the temperature sensor, the heater is turned off.
本発明の第4の技術手段は、第3の技術手段において、前記所定の値は70℃であることを特徴としたものである。 According to a fourth technical means of the present invention, in the third technical means, the predetermined value is 70 ° C.
本発明の第5の技術手段は、第1〜第4のいずれか1つの技術手段において、前記定着装置の待機時に、前記ヒーターをオンにした状態で、前記回転検出部により前記定着ベルトの回転が所定時間検出されない場合、前記定着ベルトを所定の角度回転させる回転制御部をさらに備えたことを特徴としたものである。 According to a fifth technical means of the present invention, in any one of the first to fourth technical means, the rotation detection unit rotates the fixing belt while the heater is turned on when the fixing device is on standby. Is not detected for a predetermined period of time, the apparatus further comprises a rotation control section for rotating the fixing belt by a predetermined angle.
本発明の第6の技術手段は、第5の技術手段において、前記定着ベルトを当該定着ベルトの内側から支持するとともに、前記ヒーターにより発生される熱により前記定着ベルトを内側から加熱する加熱ローラーをさらに備え、前記所定の角度は、前記加熱ローラーと前記定着ベルトとの接触部分の両端から当該加熱ローラーの中心に向かって下ろした2つの直線のなす角度であることを特徴としたものである。 According to a sixth technical means of the present invention, in the fifth technical means, a heating roller for supporting the fixing belt from the inside of the fixing belt and heating the fixing belt from the inside by heat generated by the heater. In addition, the predetermined angle is an angle formed by two straight lines lowered from both ends of a contact portion between the heating roller and the fixing belt toward the center of the heating roller.
本発明の第7の技術手段は、画像形成装置が、第1〜第6のいずれか1つの技術手段に係る定着装置を備えることを特徴としたものである。 According to a seventh technical means of the present invention, the image forming apparatus includes a fixing device according to any one of the first to sixth technical means.
本発明の第8の技術手段は、回転させながらヒーターにより熱せられる無端状の定着ベルトの熱により紙にトナーを定着させる定着装置が当該ヒーターを制御するヒーター制御方法であって、前記定着装置の動作調整時に前記定着ベルトの回転を検出する回転検出ステップと、前記回転検出ステップにより前記定着ベルトの回転が検出された場合に、前記ヒーターをオンにするヒーター制御ステップと、を含むことを特徴としたものである。 An eighth technical means of the present invention is a heater control method in which a fixing device that fixes toner on paper by heat of an endless fixing belt heated by a heater while being rotated controls the heater. A rotation detecting step for detecting rotation of the fixing belt during operation adjustment, and a heater control step for turning on the heater when rotation of the fixing belt is detected by the rotation detecting step. It is a thing.
本発明によれば、定着装置の動作調整時に定着ベルトの回転が検出された場合、ヒーターを適切にオンにするので、定着ベルトにしわが発生することを効果的に抑制することができる。 According to the present invention, when the rotation of the fixing belt is detected at the time of adjusting the operation of the fixing device, the heater is appropriately turned on, so that the occurrence of wrinkles on the fixing belt can be effectively suppressed.
以下、本発明の実施形態について図面を参照して詳細に説明する。図1は、本実施形態に係る定着装置を画像形成装置100に適用した場合の一例を示す概略図である。画像形成装置100は、原稿の画像を読取る原稿読取り装置Aと、原稿読取り装置Aにより読取られた原稿の画像または外部から受信した画像を、カラーもしくは単色で記録用紙に形成する装置本体Bとを備えている。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. FIG. 1 is a schematic diagram illustrating an example in which the fixing device according to the present embodiment is applied to an
画像形成装置100の原稿読取り装置Aは、原稿セットトレイ1、ピックアップローラー2、サバキローラー3、分離パッド4、搬送経路5、レジストローラー6、読取りガイド7、読取りガラス8、第1走査部9、第2走査部10、結像レンズ11、CCD(Charge Coupled Device)12、搬送ローラー13、排紙ローラー14、排紙トレイ15、原稿台ガラス16を備える。
The document reader A of the
原稿が原稿セットトレイ1にセットされると、ピックアップローラー2が原稿表面に押し付けられる。そして、ピックアップローラー2が回転することにより原稿がトレイ1から引き出される。その後、原稿は、サバキローラー3と分離パッド4の間を通過して1枚ずつに分離されてから搬送経路5へと搬送される。
When the document is set on the document set tray 1, the
この搬送経路5では、原稿の先端がレジストローラー6に当接して、その先端がレジストローラー6と平行に揃えられる。そして、原稿は、レジストローラー6により搬送されて読取りガイド7と読取りガラス8の間を通過する。このとき、第1走査部9に備えられた光源の光が読取りガラス8を介して原稿表面に照射され、その反射光が読取りガラス8を介して第1走査部9に入射する。この反射光は、第1走査部9および第2走査部10が備えるミラーにより反射されて結像レンズ11へと導かれる。そして、結像レンズ11によって原稿の画像がCCD(Charge Coupled Device)12上に結像される。CCD12は、原稿の画像を読取り、原稿の画像を示す画像データを出力する。さらに、原稿は、搬送ローラー13により搬送され、排紙ローラー14を介して排紙トレイ15に排出される。
In the
また、画像形成装置100は、原稿台ガラス16上に載置された原稿を読取ることができる。レジストローラー6、読取りガイド7、排紙トレイ15等とそれらよりも上側の部材とは一体化され、それらは原稿読取り装置Aの背面側で開閉可能に枢支されたカバー体を形成している。このカバー体が開かれると、原稿台ガラス16が解放されて、原稿台ガラス16上に原稿を載置することができる。
Further, the
原稿が載置されて、カバー体が閉じられると、第1走査部9および第2走査部10は副走査方向に移動し、第1走査部9は原稿台ガラス16上の原稿表面を露光する。原稿表面からの反射光は、第1走査部9および第2走査部10によって結像レンズ11へと導かれ、結像レンズ11によって原稿の画像がCCD12上に結像される。このとき、第1走査部9および第2走査部10は、相互に所定の速度関係を維持しつつ移動する。
When the document is placed and the cover is closed, the
具体的には、原稿表面から第1走査部9および第2走査部10、結像レンズ11を経由してCCD12に至るまでの反射光の光路長が変化しないように第1走査部9および第2走査部10の位置関係が常に維持される。これにより、CCD12上での原稿の画像のピントが常に正確に維持される。こうして読取られた原稿の画像全体は、画像データとして画像形成装置の装置本体Bへと送信され、装置本体Bにおいて画像が記録用紙に記録される。
Specifically, the
画像形成装置100の装置本体Bは、レーザ露光装置20、現像装置21a〜21d、感光体ドラム22a〜22d、帯電器23a〜23d、クリーナ装置24a〜24d、中間転写ベルト装置27、定着装置31、用紙搬送装置32、給紙トレイ33、および、排紙トレイ34を備える。
The apparatus main body B of the
画像形成装置100において扱われる画像データは、ブラック(K)、シアン(C)、マゼンタ(M)、イエロー(Y)の各色を用いたカラー画像に対応するもの、又は単色(例えばブラック)を用いたモノクロ画像に対応するものである。したがって、現像装置21a〜21d、感光体ドラム22a〜22d、帯電器23a〜23d、クリーナ装置24a〜24dは、各色に応じた4種類の潜像を形成するようにそれぞれ4個ずつ設けられ、それぞれaがブラックに、bがシアンに、cがマゼンタに、dがイエローに対応付けられて、4つの画像ステーションが構成される。
The image data handled in the
感光体ドラム22a〜22dは、その表面が所定の電位に帯電するドラムであり、装置本体Bのほぼ中央に配置されている。帯電器23a〜23dは、感光体ドラム22a〜22dの表面を所定の電位に均一に帯電させる帯電手段である。帯電器23a〜23dには、接触型であるローラー型やブラシ型の帯電器のほか、チャージャー型の帯電器がある。
The
レーザ露光装置20は、レーザダイオードおよび反射ミラーを備えたレーザスキャニングユニット(Laser Scanning Unit, LSU)である。レーザ露光装置20は、帯電された感光体ドラム22a〜22dの表面を画像データに応じて露光して、その表面に画像データに応じた静電潜像を形成する。
The
現像装置21a〜21dは、感光体ドラム22a〜22d上に形成された静電潜像をブラック(K)、シアン(C)、マゼンダ(M)、イエロー(Y)のトナーにより現像する。クリーナ装置24a〜24dは、現像および画像転写後に感光体ドラム22a〜22dの表面に残留したトナーを除去および回収する。
The developing
感光体ドラム22a〜22dの上方に配置されている中間転写ベルト装置27は、中間転写ベルト26、中間転写ベルト駆動ローラー28、従動ローラー29、中間転写ローラー25a〜25d、および、中間転写ベルトクリーニング装置30を備えている。
The intermediate
中間転写ベルト駆動ローラー28、中間転写ローラー25a〜25d、従動ローラー29は、中間転写ベルト26を張架して支持し、中間転写ベルト26を矢印C方向に周回移動させる。中間転写ローラー25a〜25dは、中間転写ベルト26近傍に回転可能に支持される。そして、中間転写ローラー25a〜25dは、中間転写ベルト26を介して感光体ドラム22a〜22dに圧接され、感光体ドラム22a〜22dのトナー像を中間転写ベルト26に転写するための転写バイアスを印加する。
The intermediate transfer
中間転写ベルト26は、各感光体ドラム22a〜22dに接触するように設けられており、各感光体ドラム22a〜22dの表面のトナー像を中間転写ベルト26に順次重ねて転写することによって、カラーのトナー像(各色のトナー像)を形成する。この中間転写ベルト26は、厚さ100μm〜150μm程度のフィルムを用いて無端ベルト状に形成されている。
The
感光体ドラム22a〜22dから中間転写ベルト26へのトナー像の転写は、中間転写ベルト26の裏面に圧接されている中間転写ローラー25a〜25dによって行われる。中間転写ローラー25a〜25dには、トナー像を転写するために高電圧の転写バイアス(トナーの帯電極性(−)とは逆極性(+)の高電圧)が印加されている。中間転写ローラー25a〜25dは、直径8〜10mmの金属(例えばステンレス)軸をベースとし、その表面は、導電性の弾性材(例えば、EPDM(Ethylene Propylene Diene Monomer)、発泡ウレタン等)により覆われている。この導電性の弾性材により、記録用紙に均一に高電圧を印加することができる。
Transfer of the toner image from the
各感光体ドラム22a〜22dの表面のトナー像は中間転写ベルト26で積層され、画像データによって示されるカラーのトナー像となる。このように積層された各色のトナー像は、中間転写ベルト26とともに搬送され、中間転写ベルト26と接触する2次転写装置35によって記録用紙上に転写される。
The toner images on the surfaces of the
中間転写ベルト26と2次転写装置35が備える転写ローラー35aとは、相互に圧接されてニップ域を形成する。また、転写ローラー35aには、中間転写ベルト26上の各色のトナー像を記録用紙に転写させるための電圧(トナーの帯電極性(−)とは逆極性(+)の高電圧)が印加される。さらに、そのニップ域を定常的に得るために、転写ローラー35aもしくは中間転写ベルト駆動ローラー28の何れか一方を硬質材料(金属等)とし、他方を弾性ローラー等の軟質材料(弾性ゴムローラー、または、発泡性樹脂ローラー等)としている。
The
なお、2次転写装置35によって中間転写ベルト26上のトナー像が記録用紙上に完全に転写されず、中間転写ベルト26上にトナーが残留することがあり、この残留トナーが次の工程におけるトナーの混色を発生させる原因となる。このため、中間転写ベルトクリーニング装置30が残留トナーを除去および回収する。中間転写ベルトクリーニング装置30には、クリーニング部材として、例えば中間転写ベルト26に接触するクリーニングブレードが備えられており、クリーニングブレードが接触する部位で、従動ローラー29により中間転写ベルト26の裏側が支持されている。
Note that the toner image on the
給紙トレイ33は、記録用紙を格納しておくためのトレイであり、装置本体Bの画像形成部の下側に設けられている。また、画像形成部の上側に設けられている排紙トレイ34は、印刷済みの記録用紙をフェイスダウンで載置するためのトレイである。
The
また、装置本体Bには、給紙トレイ33の記録用紙を2次転写装置35や定着装置31を経由させて排紙トレイ34に送るための用紙搬送装置32が設けられている。この用紙搬送装置32は、Sの字形状の用紙搬送経路Sを有し、用紙搬送経路Sに沿って、ピックアップローラー36、レジストローラー37、定着装置31、各搬送ローラー38a〜38d、レジスト前ローラー39、および排紙ローラー40が配置されている。
Further, the apparatus main body B is provided with a
ピックアップローラー36は、給紙トレイ33の端部に設けられ、給紙トレイ33から記録用紙を1枚ずつ用紙搬送経路Sに供給する呼び込みローラーである。各搬送ローラー38a〜38dは、記録用紙の搬送を促進補助するための小型のローラーであり、用紙搬送経路Sに沿って複数箇所に設けられている。
The
レジストローラー37は、搬送されてきた記録用紙を一旦停止させて、記録用紙の先端を揃え、中間転写ベルト26と2次転写装置35の間のニップ域で中間転写ベルト26上のカラーのトナー像が記録用紙に転写されるように、感光体ドラム22a〜22dおよび中間転写ベルト26の回転にあわせて、記録用紙をタイミングよく搬送する。
The
定着装置31は、トナー像が転写された記録用紙を受け取り、この記録用紙を定着ベルト41と加圧ローラー42間のニップ域に挟み込んで搬送する。そして、定着装置31は、記録用紙を加熱および加圧して、記録用紙上のトナー像を定着させる。定着ベルト41は、定着ローラー43と加熱ローラー44との間に架け渡された無端状のベルトである。定着ベルト41には、例えば、熱伝導性の低い有機材料(例えば、樹脂材料、耐熱性のあるポリイミドなど)が基材として用いられる。例えば、定着ベルト41の基材にはポリイミドが用いられ、その上にシリコンゴム層、フッ素樹脂層が積層されて、3層構造の定着ベルト41が形成される。一般に有機材料は熱伝導性が低く、線膨張率が高いので、定着ベルト41に温度差が生じやすく、しわが発生しやすいと考えられるが、後に詳細に説明する定着装置31を用いることにより、しわの発生を効果的に抑制することができる。
The fixing
定着ローラー43は記録用紙にトナーを定着させるローラーである。加熱ローラー44はヒーターランプ(ハロゲンランプ)を備え、ヒーターランプにより発生した熱を定着ベルト41に供給する。ヒーターランプの熱により熱せられた定着ベルト41は記録用紙を加熱し、トナー像を定着させる。なお、ここではハロゲンランプを熱源としたヒーターで定着ベルト41を熱することとしたが、他の熱源を用いたヒーターで定着ベルト41を熱することとしてもよい。各色のトナー像が定着された後の記録用紙は、排紙ローラー40によって排紙トレイ34上に排出される。
The fixing
なお、1つの画像形成ステーションだけを用いて、モノクロ画像を形成し、モノクロ画像を中間転写ベルト26に転写することも可能である。このモノクロ画像も、カラー画像と同様に、中間転写ベルト26から記録用紙に転写され、記録用紙上に定着される。
It is also possible to form a monochrome image using only one image forming station and transfer the monochrome image to the
また、記録用紙の表面だけではなく、両面の印字を行う場合は、記録用紙の表面の画像を定着装置31が定着した後に、記録用紙を用紙搬送経路Sの排紙ローラー40により搬送する途中で、排紙ローラー40を停止させてから逆回転させる。そして、記録用紙は反転経路Srに通され、その表裏が反転された後、レジストローラー37へと導かれる。その後、記録用紙の表面と同様に、記録用紙の裏面に画像が記録、定着され、記録用紙は排紙トレイ34に排出される。
In addition, when printing on both sides of the recording paper, not only the surface of the recording paper, but also after the fixing
つぎに、本実施形態の定着装置31について説明する。図2は、定着装置31の概略図である。図2に示すように、この定着装置31は、定着ローラー43、加圧ローラー42、加熱ローラー44、および、定着ローラー43と加熱ローラー44の間に架け渡された無端状の定着ベルト41を備えている。この定着装置31では、定着ベルト41を介して加圧ローラー42を定着ローラー43に押し当て、定着ベルト41と加圧ローラー42との間にニップ域Nを形成している。
Next, the fixing
定着装置31を画像形成装置100の装置本体Bに装着した状態では、装置本体B側の駆動機構のギア(図示せず)が定着ローラー43の軸のギア(図示せず)に歯合し、装置本体B側の駆動機構からの回転駆動力が定着ローラー43の軸に伝達されて、定着ローラー43が回転駆動される。この定着ローラー43の回転に伴い、加熱ローラー44および定着ベルト41が定着ローラー43と同方向に回転し、さらに加圧ローラー42が従動回転する。記録用紙は、定着ベルト41と加圧ローラー42との間のニップ域Nに挟まれ搬送されて、加熱および加圧される。これにより、記録用紙上のトナー像が溶融、混合、圧接して熱定着される。
In a state where the fixing
定着ローラー43は、芯金の外表面に弾性層を設け、この弾性層の外表面に離型層を形成してなる3層構造のローラーである。芯金には、例えば、鉄、ステンレス鋼、アルミニウム、銅等の金属あるいはそれらの合金等が用いられる。また、弾性層にはシリコンゴムが用いられ、離型層にはPFA(Perfluoroalkoxy、テトラフルオロエチレンとパーフルオロアルキルビニルエーテルとの共重合体)やPTFE(Polytetrafluoroethylene、ポリテトラフルオロエチレン)等のフッ素樹脂が用いられる。
The fixing
加熱ローラー44の内部(芯金の内部)には、加熱ローラー44を加熱する熱源となるヒーターランプ50が設けられている。この加熱ローラー44の熱が定着ベルト41を介して定着ローラー43に伝導され、定着ローラー43に熱が供給される。
A
加圧ローラー42は、定着ローラー43と同様に、鉄、ステンレス鋼、アルミニウム、銅等の金属或いはそれらの合金等よりなる芯金、この芯金表面のシリコンゴム等の弾性層、更にその上のPFAやPTFE等の離型層からなる3層構造のローラーである。
Similar to the fixing
このように、加圧ローラー42と定着ローラー43に弾性層を設け、加圧ローラー42を定着ローラー43に押し当てているので、定着ベルト41と加圧ローラー42の間のニップ域の幅を広くすることができる。
Thus, the elastic layer is provided on the
つぎに、本実施形態に係る画像形成装置100が行う定着ベルト41のしわ抑制処理について説明する。図3は、画像形成装置100が備えるしわ抑制部200の機能ブロック図である。しわ抑制部200は、時間計測部201、温度センサ202、記憶部203、回転検出部204、ヒーター制御部205、回転制御部206を有する。
Next, the wrinkle suppression process of the fixing
時間計測部201は、定着ベルト41が回転していない時間を計測する。例えば、画像形成装置100が記録用紙に画像を形成するジョブを行っていない場合には、定着ベルト41が回転しないので、時間計測部201はその時間を計測する。温度センサ202は、定着装置31内の雰囲気温度を計測するセンサである。記憶部203は、メモリやハードディスク装置などの記憶装置である。この記憶部203は、時間計測部201が計測した時間の情報や、温度センサ202が計測した温度の情報などを記憶する。
The
回転検出部204は、定着ローラー43の回転を検出することにより、定着ベルト41が回転しているか否かを検出する。なお、回転検出部204は、加熱ローラー44の回転を検出するなど、他の方法を用いて定着ベルト41の回転を検出することとしてもよい。
The
ヒーター制御部205は、画像形成装置100が記録用紙に画像を形成するジョブを行う場合にヒーターランプ50の点灯を制御する。ヒーター制御部205は、上記ジョブを行う前の画像形成装置100の動作調整工程において、回転検出部204により定着ローラー43の回転が検出されない場合は、たとえヒーターランプ50を点灯するよう画像形成装置100の画像形成処理を制御する制御部60から指示を受けた場合でも、ヒーターランプ50の点灯は行わない。この場合、ヒーター制御部205は、画像形成装置100の制御部60に対して、画像形成装置100の再起動を要求する。再起動後の画像形成装置100の動作調整工程において、定着ローラー43の回転が検出された場合は、ヒーター制御部205は、ヒーターランプ50を点灯する。
The
さらに、ヒーター制御部205は、温度センサ202により検出された定着装置31内の雰囲気温度の情報を記憶部203から受信し、画像形成装置100の動作調整時に、ヒーターランプ50を点灯してからの温度上昇が所定の値を超えたか否かを判定する。そして、ヒーター制御部205は、温度上昇が所定の値を超えた場合にヒーターランプ50を消灯する。
Further, the
定着ベルト41のしわは、定着ベルト41の高温領域と低温領域の温度差によりさまざまな方向に発生する。図4は、しわの発生実験の結果を示す図である。本実験においては、定着ベルト41を回転させず、ヒーターランプ50を点灯させたときの加熱ローラー44上にある定着ベルト41の温度を測定した。図中Cは、定着ベルト41の中心部分の温度を示し、Fは、画像形成装置100の正面側(図1に示した画像形成装置100の紙面手前側)にCから105mm離れた位置の定着ベルト41の温度を示し、Rは、画像形成装置100の背面側(図1に示した画像形成装置100の紙面奥側)にCから140mm離れた位置の定着ベルト41の温度を示す。
The wrinkles of the fixing
図4(A)、図4(B)には、異なるメーカーにより製造された定着ベルト41の実験結果が示されている。これらの例では、1250Wのヒーターランプ50が用いられている。図4(A)の定着ベルト41は、ヒーターランプ50の点灯開始時の温度がF、C、Rのそれぞれの位置において24.5℃、23.5℃、23.6℃であり、目視によりしわの発生を確認した時点の温度がF、C、Rのそれぞれの位置において110.4℃、119.1℃、130.4℃であり、ヒーターランプ50の点灯開始時の温度と目視によりしわの発生を確認した時点の温度との温度差がF、C、Rのそれぞれの位置において85.9℃、95.6℃、106.8℃となっている。同様に、図4(B)の定着ベルト41については、上記温度差がF、C、Rのそれぞれの位置において48.2℃、75.6℃、84℃となっている。ここで、位置F、C、Rで温度が異なるのは、加熱ローラー44の発熱分布が加熱ローラー44の回転軸方向に沿って変化するためである。この発熱分布は、記録用紙のサイズ、定着ベルト41が記録用紙と接する範囲、加熱ローラー44の放熱の状態等に応じて決定される。
4A and 4B show experimental results of the fixing
また、図4(C)には、常温からヒーターランプ50を点灯した場合の定着ベルト41の温度が示されており、図4(D)には、待機状態にある画像形成装置100においてヒーターランプ50を点灯した場合の定着ベルト41の温度が示されている。これらの例では、725Wのヒーターランプ50が用いられている。図4(C)では、ヒーターランプ50の点灯開始時の温度と目視によりしわの発生を確認した時点の温度との温度差がF、C、Rのそれぞれの位置において56.1℃、101.5℃、42.2℃となっている。図4(D)では、上記温度差がF、C、Rのそれぞれの位置において91.2℃、136.5℃、54.1℃となっている。
FIG. 4C shows the temperature of the fixing
上記実験結果より、いずれの状況においてもヒーターランプ50の点灯開始時の温度から100℃前後(平均値約81.5℃)温度が上昇すると、定着ベルト41にしわが発生することがわかる。このようなことから、ヒーター制御部205は、例えば、定着装置31内の雰囲気温度の上昇が約70℃を超えた場合にヒーターランプ50を消灯することとし、定着ベルト41にしわが発生するのを効果的に抑制する。
From the above experimental results, it can be seen that wrinkles are generated in the fixing
回転制御部206は、画像形成装置100が記録用紙に画像を形成するジョブを行う場合に定着ローラー43の回転を制御する。また、回転制御部206は、時間計測部201により計測された時間の情報を記憶部203から取得し、画像形成装置100が待機状態にあってヒーターランプ50が点灯しており、かつ、定着ベルト41が過去の所定の時間内(例えば、過去10分以内)に駆動していない場合に、定着ローラー43を所定の角度αだけ回転させる制御を行う。
The
図5は、定着ローラー43の回転制御処理について説明する概念図である。図5に示すように、定着ローラー43が駆動していない場合は、定着ベルト41、加熱ローラー44は停止している。この状態で加熱ローラー44のヒーターランプ50が点灯されると、定着ベルト41と加熱ローラー44との接触部分51が加熱され、定着ベルト41の接触部分51とそれ以外の部分との温度差が大きくなるので、定着ベルト41にしわが発生する。
FIG. 5 is a conceptual diagram illustrating the rotation control process of the fixing
そのため、回転制御部206は、回転検出部204により、画像形成装置100が待機状態にあって、定着ベルト41が過去の所定の時間内に駆動していないと判定された場合に、定着ローラー43を所定の角度だけ回転させる制御を行う。例えば、回転角度は、図5に示すように、定着ベルト41と加熱ローラー44との接触部分51の両端から加熱ローラー44の中心に向かって下ろした2つの直線のなす角度αに設定される。これにより、いままで加熱ローラー44と接触していた定着ベルト41の部分が加熱ローラー44と接触しなくなるので、定着ベルト41のその部分のみ加熱されることが抑制される。なお、いままで加熱ローラー44と接触していた定着ベルト41の部分が加熱ローラー44と接触しなくなるのであれば、定着ローラー43をαより大きい角度回転させることとしてもよい。
Therefore, when the
つぎに、本実施形態に係るヒーターランプ点灯制御処理の処理手順の一例について説明する。図6は、本実施形態に係るヒーターランプ点灯制御処理の処理手順の一例を説明するフローチャートである。図6に示すように、画像形成装置100のヒーター制御部205は、画像形成装置100の動作調整工程において、画像形成装置100の制御部60からヒーターランプの点灯を要求する信号を受信する(ステップS101)。
Below, an example of the process sequence of the heater lamp lighting control process which concerns on this embodiment is demonstrated. FIG. 6 is a flowchart for explaining an example of the processing procedure of the heater lamp lighting control processing according to the present embodiment. As shown in FIG. 6, the
そして、回転検出部204は、定着ローラー43が回転するか否かを検出する(ステップS102)。定着ローラー43の回転が検出されない場合(ステップS102においてNOの場合)、ヒーター制御部205は、ヒーターランプ50の点灯は不可と判定し、ヒーターランプ50の点灯を行わない(ステップS103)。その後、ヒーター制御部205は、画像形成装置100の制御部60に対して、画像形成装置100の再起動を要求する(ステップS104)。再起動後の画像形成装置100の動作調整工程においては、ヒーター制御部205は、画像形成装置100の制御部60からヒーターランプ50の点灯を要求する信号を再度受信し(ステップS101)、その後の処理を継続する。
Then, the
定着ローラー43の回転が検出された場合(ステップS102においてYESの場合)、ヒーター制御部205は、ヒーターランプ50を点灯する(ステップS105)。そして、温度センサ202は、定着装置31内の雰囲気温度を検出する(ステップS106)。その後、ヒーター制御部205は、温度センサ202が検出した雰囲気温度の情報を受信し、ヒーターランプ50が点灯してからの温度上昇が所定の値(例えば、70℃)を超えたか否かを判定する(ステップS107)。
When rotation of the fixing
温度上昇が所定の値を超えていない場合(ステップS107においてNOの場合)、温度センサ202は、一定時間待機して、定着装置31内の雰囲気温度を再度検出し(ステップS106)、その後の処理を継続する。温度上昇が所定の値を超えた場合(ステップS107においてYESの場合)、ヒーター制御部205は、ヒーターランプ50を消灯する(ステップS108)。
If the temperature rise does not exceed the predetermined value (NO in step S107), the
その後、温度センサ202は、定着装置31内の雰囲気温度を再度検出する(ステップS109)。ヒーター制御部205は、温度センサ202が検出した雰囲気温度の情報を受信し、ヒーターランプ50が点灯してからの温度上昇が所定の値を下回ったか否かを判定する(ステップS110)。この所定の値は、例えば、ヒーターランプ50が再点灯されたとしても、雰囲気温度が70℃をすぐには超えない値であることが望ましい。
Thereafter, the
温度上昇が所定の値を下回っていない場合(ステップS110においてNOの場合)、温度センサ202は、一定時間待機して、定着装置31内の雰囲気温度を再度検出し(ステップS109)、その後の処理を継続する。温度上昇が所定の値を下回った場合(ステップS110においてYESの場合)、ヒーター制御部205は、ヒーターランプ50を点灯し(ステップS105)、その後の処理を継続する。
If the temperature rise is not lower than the predetermined value (NO in step S110), the
つぎに、本実施形態に係る定着ローラー回転制御処理の処理手順の一例について説明する。図7は、本実施形態に係る定着ローラー回転制御処理の処理手順の一例を説明するフローチャートである。図7に示すように、画像形成装置100のヒーター制御部205は、画像形成装置100の制御部60から画像形成装置100が待機状態に移行する旨の通知を受けた場合に、定着ベルト41の温度を維持するためにヒーターランプ50を点灯する(ステップS201)。
Next, an example of a processing procedure of fixing roller rotation control processing according to the present embodiment will be described. FIG. 7 is a flowchart for explaining an example of the processing procedure of the fixing roller rotation control processing according to the present embodiment. As illustrated in FIG. 7, when the
その後、時間計測部201は、定着ローラー43の回転の有無の情報に基づいて、過去の所定時間内(例えば、10分以内)に定着ベルト41が駆動したか否かを判定する(ステップS202)。定着ローラー43の回転の有無の情報は、回転検出部204により出力されるものである。所定時間内に定着ベルト41が駆動しなかった場合(ステップS202においてNOの場合)、回転制御部206は、定着ローラー43を所定の角度回転させる(ステップS203)。
Thereafter, the
例えば、回転制御部206は、図5に示すように、定着ベルト41と加熱ローラー44との接触部分51の両端から加熱ローラー44の中心に向かって下ろした2つの直線のなす角度αだけ定着ローラー43を回転させる。定着ローラー43が回転すると、加熱ローラー44および定着ベルト41が定着ローラー43と同方向に回転する。これにより、定着ベルト41の一部のみが加熱されることが抑制され、定着ベルト41にしわが発生するのを防止できる。
For example, as shown in FIG. 5, the
その後、回転制御部206は、待機状態を継続するか否かを調べる(ステップS204)。具体的には、回転制御部206は、画像形成装置100の制御部60から画像形成装置100が待機状態を解除する旨の通知を受けていない場合、待機状態を継続すると判定し、待機状態を解除する旨の通知を受けた場合、待機状態を終了すると判定する。待機状態を継続しない場合(ステップS204においてNOの場合)、この定着ローラー回転処理は終了する。待機状態を継続する場合(ステップS204においてYESの場合)、時間計測部201は、過去の所定時間内に定着ベルト41が駆動したか否かを再度判定する(ステップS202)。
Thereafter, the
所定時間内に定着ベルト41が駆動した場合(ステップS202においてYESの場合)、回転制御部206は、待機状態を継続するか否かを調べ(ステップS204)、その後の処理を行う。
When the fixing
上述してきたように、本実施形態に係る定着装置31および画像形成装置100は、定着装置31の動作調整時に定着ベルト41の回転が検出された場合に、ヒーターランプ50を適切にオンにするので、定着ベルト41にしわが発生することを効果的に抑制することができる。なお、本発明は上述した実施形態に限定されず、本発明の要旨を逸脱しない範囲内で各種の変形、修正が可能である。
As described above, the fixing
1…原稿セットトレイ、2…ピックアップローラー、3…サバキローラー、4…分離パッド、5…搬送経路、6…レジストローラー、7…読取りガイド、8…読取りガラス、9…第1走査部、10…第2走査部、11…結像レンズ、12…CCD、13…搬送ローラー、14…排紙ローラー、15…排紙トレイ、16…原稿台ガラス、100…画像形成装置、20…レーザ露光装置、21a〜21d…現像装置、22a〜22d…感光体ドラム、23a〜23d…帯電器、24a〜24d…クリーナ装置、25a〜25d…中間転写ローラー、26…中間転写ベルト、27…中間転写ベルト装置、28…中間転写ベルト駆動ローラー、29…従動ローラー、30…中間転写ベルトクリーニング装置、31…定着装置、32…用紙搬送装置、33…給紙トレイ、34…排紙トレイ、35…2次転写装置、35a…転写ローラー、36…ピックアップローラー、37…レジストローラー、38a〜38d…搬送ローラー、39…レジスト前ローラー、40…排紙ローラー、41…定着ベルト、42…加圧ローラー、43…定着ローラー、44…加熱ローラー、51…接触部分、60…制御部、200…しわ抑制部は、201…時間計測部、202…温度センサ、203…記憶部、204…回転検出部、205…ヒーター制御部、206…回転制御部、A…原稿読取り装置、B…装置本体、N…ニップ域、S…用紙搬送経路、Sr…反転経路
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Document set tray, 2 ... Pick-up roller, 3 ... Sabaki roller, 4 ... Separation pad, 5 ... Conveyance path, 6 ... Registration roller, 7 ... Reading guide, 8 ... Reading glass, 9 ... 1st scanning part, 10 ...
Claims (8)
前記定着装置の動作調整時に前記定着ベルトの回転を検出する回転検出部と、
前記回転検出部により前記定着ベルトの回転が検出された場合に、前記ヒーターをオンにするヒーター制御部と、
を備えることを特徴とする定着装置。 A fixing device for fixing toner on paper by heat of an endless fixing belt heated by a heater while rotating;
A rotation detection unit that detects rotation of the fixing belt during operation adjustment of the fixing device;
A heater control unit that turns on the heater when rotation of the fixing belt is detected by the rotation detection unit;
A fixing device comprising:
前記定着装置の動作調整時に前記定着ベルトの回転を検出する回転検出ステップと、
前記回転検出ステップにより前記定着ベルトの回転が検出された場合に、前記ヒーターをオンにするヒーター制御ステップと、
を含むことを特徴とするヒーター制御方法。 A fixing device for fixing toner on paper by heat of an endless fixing belt heated by a heater while rotating is a heater control method for controlling the heater,
A rotation detecting step for detecting rotation of the fixing belt during operation adjustment of the fixing device;
A heater control step of turning on the heater when rotation of the fixing belt is detected by the rotation detection step;
A heater control method comprising:
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