JP2013068913A - 定着装置、画像形成装置および定着制御方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】ヒーター45aを大サイズの用紙に対するロングヒーター、ヒーター45bを小サイズの用紙に対するショートヒーター、温度応答特性の良い方の温度検出センサー46aによる定着ベルトの用紙幅方向中央部の温度をTa、温度応答特性の悪い方の温度検出センサー46bによる定着ベルトの用紙幅方向端部の温度をTbとしたとき、中間サイズの用紙に対するプリント中に、温度Taに、温度応答特性の悪い方の温度検出センサー46bの当該特性に合わせるための補正係数Bを乗算した温度Tzと、温度検出センサー46bによる温度Tbとの差分に基づき、ヒーター45aと45bのうち、使用するヒーターを選択する。
【選択図】図5
Description
ヒーターは、定着部材の回転軸方向(用紙幅方向に相当)に長尺のハロゲンヒーターなどが用いられるが、異なるサイズの用紙が選択的に使用可能な画像形成装置では、最大サイズの用紙幅に応じた長さのヒーターAと、ヒーターAよりも短く、小サイズの用紙幅に対応する長さのヒーターBとが並設され、用紙サイズに応じて一方のヒーターが選択される構成になっているものが多い。
これに対し、最大サイズと小サイズの中間であるB4サイズの用紙が使用される場合には、ヒーターAとヒーターBを交互に切り替える制御が行われる。中間サイズの用紙に対して、このような制御を行うのは、過昇温の防止と定着性の低下を防止するためである。
このため、B4サイズの用紙に対してヒーターAを用いると、定着部材には、用紙幅方向にヒーターAによる加熱幅のうち、B4サイズの用紙が通過する中央部(通紙領域)と、中央部を挟む両側でありB4サイズの用紙が通過しない端部(非通紙領域)が存在し、一方でヒーターBを用いると、定着部材には、用紙幅方向にB4サイズの用紙の通紙領域であるのに関わらずヒーターBにより加熱されない非加熱領域が存在することになる。
そこで、非通紙領域(端部)の温度を第2温度検出センサーで検出し、その検出結果を用いて非通紙領域の温度が過昇温になる前に、ヒーターAからBに切り替えることにより、非通紙領域の過昇温を防止することができる。
温度応答特性の異なるセンサーを用いると、どうしても温度の検出遅れの影響を受ける。検出遅れの影響を受けた状態で、中間サイズの用紙に対してヒーターの切替制御を行うと、定着部材の温度変動が大きくなってしまう。
定着部材の温度変動の大きさによっては、ヒーターAからBへの切替が遅れて、定着部材の端部温度が過昇温域に入ったり、ヒーターBからAへの切替が遅れて、定着部材の非加熱領域の温度が中間サイズの用紙に対する定着に支障が生じる温度域まで下がったりすることの繰り返しが多くなってしまう。
ここで、前記補正手段は、前記第1温度検出手段による検出温度に、見かけ上、前記第1温度検出手段の温度応答特性を前記第2温度検出手段の温度応答特性に合わせるための補正係数を適用することにより、前記補正を行うことを特徴とする。
また、前記補正手段は、前記第1温度検出手段による検出温度に前記補正係数を乗算することにより前記補正を行い、前記補正係数は、0よりも大きく1よりも小さい所定の係数aから、前記第1温度検出手段による、現在から所定時間遡った時間までの間における検出温度の温度変化量に所定の係数bを乗算した値を差し引いた値であることを特徴とする。
ここで、前記所定の平均化処理は、移動平均を含む処理であることを特徴とする。
ここで、前記補正手段は、前記第2温度検出手段による検出温度に対して前記移動平均よりも平均回数が少ない別の平均化処理を施し、前記選択手段は、前記別の平均化処理が施された温度を、前記第2温度検出手段による検出温度として、前記選択を行うことを特徴とする。
さらに、前記補正手段は、前記第1温度検出手段による検出温度に対して、見かけ上、前記第1温度検出手段の温度応答特性を前記第2温度検出手段の温度応答特性に合わせるための所定の移動平均処理を施すことにより、前記補正を行うことを特徴とする。
ここで、前記選択手段は、前記差分が第1所定値以上の場合に第2加熱手段を選択し、前記差分が0以上かつ前記第1所定値よりも小さい第2所定値以下の場合に第1加熱手段を選択することを特徴とする。
本発明に係る画像形成装置は、シート上の未定着画像を定着部材の熱によりシートに定着する定着部を備える画像形成装置であって、前記定着部として上記の定着装置を備えることを特徴とする。
例えば、シートの幅方向長さが第1領域の長さよりも短く、第2領域の長さよりも長い中間サイズのシートを用いる場合に、定着部材においてシート幅方向にそのシートが通過する領域を通紙領域、通紙領域よりも外側でありそのシートが通過しない領域を非通紙領域、通紙領域のうち、第2加熱手段により加熱されない領域を非加熱領域としたとき、非通紙領域の温度が第2温度検出手段により検出されることにより非通紙領域の過昇温を防止しつつ、非加熱領域の温度下降を抑制して定着性の低下を防止することが可能になる。
(1)プリンターの全体構成
図1は、本実施の形態に係るプリンター1の全体構成を示す概略図である。
プリンター1は、公知の電子写真方式により用紙などの記録用のシート上に画像を形成するものであり、作像部10と、中間転写部20と、給送部30と、定着部40および制御部50などを備え、ネットワーク(例えばLAN)を介して外部の端末装置(不図示)から受け付けたプリントジョブに基づき、カラーおよびモノクロのプリントを選択的に実行する。
IU10Yは、感光体ドラム11と、その周囲に配された帯電器12、露光部13、現像部14、一次転写ローラー15、クリーナー16などを備えている。
帯電器12は、矢印Aの方向に回転する感光体ドラム11の周面を帯電させる。
現像部14は、内部にトナーを含む現像剤が収容され、感光体ドラム11上の静電潜像をトナーで現像し、これにより感光体ドラム11上にY色のトナー像が作像される。
一次転写ローラー15は、感光体ドラム11上のY色のトナー像を中間転写ベルト21上に静電作用により転写させる。クリーナー16は、転写後に感光体ドラム11Y上に残った残留トナーを清掃する。他のIU10M〜10KについてもIU10Yと同様の構成であり、同図では符号の表記を省略している。
中間転写ベルト21は、駆動ローラー24と従動ローラー25に張架されており、同図の矢印方向に周回走行される。二次転写ローラー22は、中間転写ベルト21を介して駆動ローラー24に当接されており、その当接位置が二次転写位置29を構成する。クリーナー23は、中間転写ベルト21を介して従動ローラー25に対向配置されている。
給紙カセット31,32は、用紙Sを収容するものであり、給紙カセットごとに、異なるサイズの用紙Sが収容可能になっている。同図では、給紙カセット31に大サイズ、例えばA3サイズの用紙Sがセットされ、給紙カセット32に中間サイズ、例えばB4サイズの用紙Sがセットされている様子が示されている。なお、本実施の形態では、最大サイズがA3サイズであり、最小サイズがA4サイズになっている。
定着ベルト43は、定着ローラー41と加熱ローラー42に張架されており、加圧ローラー44は、図示しないバネなどにより定着ベルト43を介して定着ローラー41に押圧され、定着ベルト43との間に定着ニップを確保する。ヒーター45a,45bは、筒状の加熱ローラー42の内部にその軸方向に沿って挿通されている。
制御部50は、温度検出センサー46a,46bからの温度情報に基づき、ヒーター45a,45bへの電力供給を制御する温調制御を行う。なお、ヒーター45a,45bは、いずれか一方が選択的に使用される。温調制御の詳細については、後述する。
このような構成において、カラーのプリント(カラーモード)を実行する場合には、IU10Y〜10K毎に、対応する色のトナーが感光体ドラム11上に作像され、その作像された各トナー像が中間転写ベルト21上に転写される。このY〜Kの各色の作像動作は、各色のトナー像が、走行する中間転写ベルト21の同じ位置に重ね合わせて転写されるように中間転写ベルト21の走行方向上流側から下流側に向けてタイミングをずらして実行される。
各色トナー像が二次転写された後の用紙Sは、定着部40まで搬送される。定着部40に搬送された用紙Sは、定着ベルト43と加圧ローラー44との間に形成された定着ニップを通過する際に加熱、加圧により、その表面のトナー像が用紙Sの表面に融着して定着された後、排紙ローラー37によって排紙トレイ38上に排出される。
なお、装置前面の、ユーザが操作し易い位置には、操作部60が配置されている。操作部60には、ユーザからの操作入力を受け付けるためのキー、例えば用紙選択キーなどを備える。ユーザは、用紙選択キーを操作することにより、自己が所望するサイズの用紙とその通紙方向をその用紙Sが収容された給紙カセットを指定することにより選択することができる。操作部60は、受け付けた入力情報を制御部50に送る。
(2)ヒーターと温度検出センサーの位置関係
図2は、定着部40のヒーター45a,45bによる加熱ローラー42の軸方向における加熱領域と、温度検出センサー46a,46bと、定着ニップを通過する用紙Sとの位置関係を示す模式図であり、同図の左右方向が加熱ローラー42の軸方向を示し、用紙Sの幅方向に相当する。以下、用紙幅方向という。なお、一点鎖線90は、搬送路39上の幅方向中央の位置を示しており、本実施の形態では、この中央の位置に用紙Sの幅方向中央が一致するように用紙Sを搬送する、いわゆるセンター基準の搬送方式になっている。
温度検出センサー46a,46bは、非接触式のサーミスタであり、温度検出センサー46aは、搬送路幅方向中央(一点鎖線90)から用紙幅方向に70〔mm〕の位置に配され、温度検出センサー46bは、搬送路幅方向中央から用紙幅方向に135〔mm〕の位置に配され、それぞれが定着ベルト43の表面との間隔が1〔mm〕になっている。
加熱ローラー42は、アルミニウムからなり、外径が25〔mm〕であり、円筒形の芯金の厚みが0.6〔mm〕、芯金の外表面に厚みが15〔μm〕のPTFEコートが積層されており、軸方向(用紙幅方向)長さが約330〔mm〕になっている。
加圧ローラー44は、アルミニウムからなり、外径が35〔mm〕であり、円筒形の芯金の厚みが2〔mm〕、芯金の外表面に厚みが2〔mm〕のゴム層と、厚みが30〔μm〕のPFA層が積層されている。
中間サイズであるB4サイズの用紙Sがプリントに用いられる場合には、ヒーター45aとヒーター45bとが交互に切り替えられる。これは、次の理由による。
このヒーターの切り替えは、温度応答特性の異なる温度検出センサー46a,46bによる温度検出結果に基づき行われる。
温度検出センサー46aは、温度応答特性が良く、定着ベルト43(温度検出対象)の温度変化に対して応答が早いために、その変化に追随して定着ベルト43の瞬時の温度変化を検出することができる。このため、温度検出センサー46aは、最大から最小までの全サイズの用紙Sの通紙領域に相当する加熱領域47b内に配され、定着ベルト43の用紙幅方向中央部(以下、「ベルト幅方向中央部」という。)の表面温度を高精度に検出して、定着ベルト43の表面温度をより安定的に定着温度に維持するために用いられる。
そこで、本実施の形態では、このような温度の検出遅れの影響を受け難くしてヒーター切替を適時に行えるように、温度応答特性の良い方の温度検出センサーの当該特性を悪い方の温度検出センサーの温度応答特性に合うように(見かけ上、2つの温度検出センサーの温度応答特性を悪い方の温度検出センサーに合わせるように)、良い方の温度検出センサーの検出値を悪い方の温度検出センサーで検出したならば得られるであろう温度に補正して、補正した温度と、悪い方の温度検出センサーによる検出温度との温度差に基づき、ヒーター切替を行うようにしている。ヒーター切替制御の詳細については、後述する。
図4は、制御部50の構成を示すブロック図である。
同図に示すように、制御部50は、通信I/F(インターフェース)部51と、CPU52と、ROM53と、RAM54と、画像処理部55と、画像メモリ56および温調制御部57などを備える。
画像処理部55は、プリントジョブのデータをY〜K色用の画像データに変換し、変換した画像データに公知の階調補正などの補正処理を施して画像メモリ56に格納させる。
温調制御部57は、定着部40のヒーター45a,45bの点灯制御および切替制御を実行する。
図5は、温調制御部57の構成を示すブロック図である。
同図に示すように、温調制御部57は、補正部61と、ヒーター選択部62と、ヒーター切替部63と、点灯制御部64と、スイッチング部65などを備える。
補正部61は、平均化処理部71と、温度情報格納部72と、補正係数算出部73と、係数保持部74と、温度補正部75を備える。
第1平均化処理は、温度検出センサー46aによる検出温度Ta0と、温度検出センサー46bによる検出温度Tb0に対して、検出信号に含まれるノイズを除去するための平均化処理を施して、その平均化処理後の温度TaとTbを得る処理である。
第1平均化処理は、検出温度Ta0とTb0それぞれについて、温度検出のサンプリング間隔(例えば、0.05秒)が同じであり、1回のサンプリング毎に、例えば現在から過去5回分の温度値が平均される。第1平均化処理により得られた温度Taを示す情報は、温度補正部75に送られ、温度Tbを示す情報は、ヒーター選択部62に送られる。
なお、第1平均化処理では、温度Ta0とTb0に対する平均回数を同じとしたが、これに限られない。例えば、温度応答特性の良い方の温度検出センサー46aにより検出される温度Ta0の方が、温度応答特性の悪い方の温度検出センサー46bにより検出される温度Tb0よりも平均回数を多くする構成、具体的には温度Ta0を7回、温度Tb0を5回などとすることもできる。さらに、温度Ta0に対する7回のうち、最大値と最小値を除いた残りの5つの温度値で平均をとる方法をとるとしても良い。
さらに、例えば検出信号にノイズがほとんど含まれないような構成では、ノイズ除去のための平均化処理を行わないとしても良い。また、平均化に代えて、温度に所定の補正係数を乗算する方法をとることもできる。
補正係数Bの算出は、温度応答特性の良い方の温度検出センサー46aの当該特性を、温度応答特性の悪い方の温度検出センサー46bの当該特性に合わせる補正を行うための係数a,bを用いて行われる。係数a,bは、予め実験などにより求められて、係数保持部74に格納されている。
上記の補正係数Bは、温度応答特性の良い方の温度検出センサー46aの当該特性を見かけ上、悪い方の温度検出センサー46bの温度応答特性に合わせるためのものであり、補正係数Bを用いることにより、同じ温度応答特性の2つのセンサーによる同時刻の、検出遅れの影響をほとんど受けていない2つの温度を得られることになる。
一方、プリント中でない状態を示す非プリント情報を取得すると、ヒーター45aを選択する旨のヒーター選択信号をヒーター切替部63に送る。ここで、プリント中でない状態とは、例えば電源投入時、ジャム解除時、トラブル解除時、節電からの復帰時、外装カバーの開閉時などに定着ベルト43の表面温度をプリント可能温度まで昇温させるウォームアップ中、ウォームアップが終了してプリントの開始を待つ待機状態などを示す。プリント中でない状態では、常時、ヒーター45aが選択される。
プリンター1に電源が投入され、ウォームアップ中になると、上記のようにヒーター選択部62がヒーター45aを選択するので、商用電源80からの電力がヒーター45aに供給される。これにより、加熱ローラー42や定着ベルト43などが用紙幅方向にA3幅Tの全域に亘って昇温される。
この構成をとる場合、スイッチング部65を、ヒーター45aと商用電源80とを繋ぐ第1回路を開閉するための第1スイッチング部と、ヒーター45bと商用電源80とを繋ぐ第2回路を開閉するための第2スイッチング部に分けて、第1スイッチング部と第2スイッチング部を並列に構成し、点灯制御部64が、ヒーター選択部62からのヒーター選択信号を受け付けると、第1スイッチング部と第2スイッチング部のうち、選択された方のヒーターに対するスイッチング部に対して、温度Ta1に基づき当該ヒーターへの電力供給と遮断を示す制御信号を送ることにより、当該スイッチング部を制御する方法をとることができる。
図6は、温調制御処理の内容を示すフローチャートであり、この処理は、プリンター1の全体の動作を制御するメインフローチャート(不図示)のサブルーチンとして、プリント実行中に所定の間隔、例えば0.05秒ごとに繰り返し実行される。
同図に示すように、温度情報格納処理を実行する(ステップS1)。この温度情報格納処理は、温度情報格納部72により実行され、温度検出センサー46a,46bによる検出温度Ta0,Tb0を示す信号を受信して、その検出温度を示す情報を一定間隔ごとにセンサー毎に分けて格納する処理である。一定間隔は、例えば上記の所定の間隔としても良いし、これよりも長い時間、例えば0.5秒などとしても良い。0.5秒とする場合、温調制御処理が繰り返し実行される毎に、0.5秒間隔に相当する回の実行時にだけ検出値がサンプリングされ、サンプリングされた検出値が格納される。
そして、補正処理を実行し(ステップS3)、ヒーター選択処理を実行する(ステップS4)。
図7は、補正処理のサブルーチンの内容を示すフローチャートであり、この補正処理は、補正部61により実行される。
温度変化量T3は、〔(T1−T2)/d〕からなる(式1)で求められ、現在からd秒前までの過去の区間1と、d秒前から2×d秒前までの過去の区間2とを合わせた全体の区間における温度変化の推移を数値で表すものである。例えば、温度が区間1でも区間2でも上昇(下降)していれば、温度変化量T3は絶対値で大きくなるが、区間1が下降(上昇)、区間2が上昇(下降)であれば、温度変化量T3は絶対値で小さくなる。
そして、補正係数Bを算出する(ステップS15)。補正係数Bは、(a−b×T3)からなる(式2)で求められ、温度応答特性の良い方の温度検出センサー46aの当該特性を悪い方の温度検出センサー46bの温度応答特性に合わせるための補正係数である。
すなわち、温度検出センサー46bは温度検出センサー46aよりも温度検出の時間遅れがあり、通常、単位時間当たりの温度変化量(傾き)が大きくなるほどその変化に追随できず、検出遅れの影響が大きくなり易い。
逆に、例えば直前における温度下降の変化量が極端に大きくなっていれば、それに追随して温度検出センサー46aによる検出温度が低くなるが、温度検出センサー46bでは追随できないことから検出温度が上がったままになり、その差(負の値)が大きく広がる。この場合、温度変化量T3が負になるので、その差に応じた値(b×T3)を係数a=0.96に足し合わせて、つまり補正係数Bを0.96よりも大きな値にして、温度検出センサー46aによる検出温度を温度検出センサー46bにより検出されるであろう検出温度により近づけようとするものである。係数a,bの値は、使用される2つの温度検出センサーの温度応答特性に基づき予め求められる。
図8(a)は、温度Ta,Tbの測定結果を示すグラフであり、図8(b)は、温度Tzと温度Tbの関係を示すグラフである。
このように補正係数Bを用いることにより、温度応答特性の異なるセンサーを用いる場合でも、温度応答特性の違いによる検出遅れの影響をほとんど受けずに、ベルト幅方向中央部とベルト幅方向端部の温度差を検出して、その温度差に基づきヒーター切替をより適した時期に行うことができるようになる。
同図に示すように、プリントに使用される用紙サイズが大サイズであるか否かを判断する(ステップS21)。大サイズは、本実施の形態では、A3サイズを示している。この判断は、ユーザにより操作部60から指定された給紙カセットに収容されている用紙Sの、用紙サイズ検出センサーSE1,SE2によるサイズ検出結果に基づき行われる。
用紙サイズが大サイズではなく、中間サイズであるか否かを判断する(ステップS23)。ここで、中間サイズとは、B4サイズを示している。
中間サイズであることを判断すると(ステップS23で「YES」)、フラグ設定処理を実行して(ステップS24)、リターンする。
同図に示すように、ヒーターフラグがロングに設定されているか否かを判断する(ステップS31)。B4サイズの用紙Sに対するプリントでは、そのプリントが開始された時点で最初にヒーターフラグがロングに設定され、以降に本フラグ設定処理において、ロングとショートが交互に切り替え設定されるようになっている。
温度Tbは、ベルト幅方向端部(非通紙領域Wβ)の温度を示し、温度Tzは、ベルト幅方向中央部(通紙領域Wα)の温度を示しているので、Tb−Tz≧所定値1ということは、非通紙領域Wβの温度が通紙領域Wαの温度よりも所定値1以上、高いことを意味する。通紙領域Wαの温度は、定着温度(例えば、180〔℃〕)に維持されるので、これを基準に非通紙領域Wβの上限温度(例えば、190〔℃〕)を決めたときのその上限温度と定着温度との差が所定値1とされる。上限温度は、非通紙領域Wβの温度が上がり定着部40の各部に熱によるダメージを与える過昇温域と、定着温度との間の温度に設定される。
一方、Tb−Tz≧所定値1であれば(ステップS32で「YES」)、非通紙領域Wβの温度が上限値に達しているとして、ヒーターフラグの設定をロングからショートに切り替えて(ステップS33)、リターンする。ヒーターフラグがショートに切り替えられると、使用されるヒーターがヒーター45aからヒーター45bに切り替えられるので、非通紙領域Wβの温度が下降していくことになる。
Tb−Tz≦所定値2でなければ(ステップS34で「NO」)、非通紙領域Wβの温度がまだある程度、高い状態なので、継続してヒーター45bを使用すべく、そのままリターンする。
これは、ヒーター45bを使用している場合に、非通紙領域Wβの温度が下がるのに連れて、ヒーター45bの加熱領域47bから外れている非加熱領域Wγの温度も下がるので、非加熱領域Wγの温度が定着温度よりも低くなる前に、使用するヒーターをヒーター45bからヒーター45aに切り替えるものである。
このフラグ設定処理により、B4サイズの用紙Sに対するプリント中において、定着ベルト43の非通紙領域Wβの温度が過昇温域まで昇温することを防止して定着部40の各部に熱によるダメージを与えることを防止することができ、かつ非加熱領域Wγの温度が定着温度よりも低くなることを防止して、定着性の劣化を防止することができる。
また、上記ではヒーター選択処理において、用紙サイズが中間サイズのときにだけフラグ設定処理を行うとしたが、これに限られず、例えば大サイズ(A3)のときもフラグ設定処理を行うとしても良い。A3サイズの場合、用紙幅方向の全体が通紙領域になるので、温度TbとTzの差がほとんどなく、このためフラグ設定処理においてヒーターフラグが最初にロングに設定されれば、ステップS32ではいつも「NO」と判断されてロングが継続され、A3サイズの用紙に対してヒーター45aが選択されることになる。
図11は、ヒーター点灯制御のサブルーチンの内容を示すフローチャートであり、この制御は、点灯制御部64により実行される。
同図に示すように、温度Ta1を取得する(ステップS41)。温度Ta1は、上記のように温度検出センサー46aにより検出された温度値Ta0に対して第2平均化処理を施したものである。
Ta1>定着温度であれば(ステップS42で「YES」)、ヒーターの消灯を示す制御信号をスイッチング部65に出力して(ステップS43)、リターンする。この場合、スイッチング部65においてスイッチ89が開けられるので、ヒーター選択部62で選択されたヒーターへの商用電源80からの電力供給が遮断されることによりヒーターが消灯して、定着ベルト43の表面温度が低下する。
なお、上記では温調制御部57がプリンター1の制御部50に設けられる構成例を説明したが、これに限られず、例えば温調制御部57が制御部50とは別に設けられる構成であるとしても良い。
以上、本発明を実施の形態に基づいて説明してきたが、本発明は、上述の実施の形態に限定されないのは勿論であり、以下のような変形例が考えられる。
(1)上記実施の形態では、補正係数Bを(式2)としての(a−b×T3)を用いて求めるとしたが、これに限られない。補正係数Bは、温度Taを、温度検出センサー46bと同等の温度応答特性の場合に得られるであろう温度Tzに補正することができる値であれば良く、例えば(式2)の係数bを0として(温度変化量T3を考慮せずに)、補正係数Bを係数aとする構成をとることもできる。
同図に示すように、プリント中において温度TdとTbのグラフは、ほとんど重なっているが、部分的、例えば時刻t1を見ると、ある程度の温度差が生じていることが判る。補正係数Bを(式2)から求めた実施形態におけるグラフ(図8(b))の同時刻t1を見ると、図12よりも温度差が少なくなっており、この温度差の大小は、温度変化量T3を考慮するか否かにより生じているものと考えられる。
なお、上記では、温度Taに補正係数Bを乗算して温度Tzを求めたが、これに限られない。温度Taを温度Tzに補正することができれば良く、補正係数の適用の有無に関わらず、別の式を用いて同じ結果を得るようにすることもできる。
一方、温度Tbは、上記同様のノイズ除去のための平均回数が5回の平均化処理を施して得られた温度である。
さらに、例えば、係数a,bを用いずに、温度検出センサー46aの検出温度に対して移動平均をとるときの各温度値(ノイズ除去後のもの)に所定の係数をかける方法をとることもできる。
(3)また、図2に示すように熱源であるヒーター45a(第1加熱手段)がA3サイズに対応する加熱領域47aを有し、ヒーター45b(第2加熱手段)がA4サイズに対応する加熱領域47bを有する構成としたが、これに限られない。例えば、加熱領域47aのうち、加熱領域47bと重ならない領域(WβとWγを合わせた領域)を両端部領域と仮定したとき、ヒーター45aに代えて、両端部領域だけを加熱する別の端部ヒーターを設けることもできる。
さらに、例えば別の加熱方式である電磁誘導加熱方式が採用される場合には、加熱領域47aを加熱するためのメインコイルをベルト幅方向に沿って配置すると共に、上記の両端部領域の温度を下げるための消磁コイルを当該両端部領域に対応する位置に、メインコイルのベルト幅方向両端部に重ねるように配置する構成をとることもできる。
例えば、温度検出センサー46aをベルト幅方向端部の温度を検出するためのセンサーとして用い、温度検出センサー46bをベルト幅方向中央部の温度を検出するためのセンサーとして用いる構成をとることもできる。例えば、温度応答特性の差があまりない場合に適用できる。
シート上の未定着画像をシートに熱定着する定着部材として、上記実施の形態では定着ベルト43を用いた構成例を説明したが、ベルト状のものに限られず、例えばローラー状のものとしても良い。また、定着部材を用紙幅方向に所定の第1領域を加熱する第1加熱手段(ヒーター45a)と、第1領域よりも狭く、第1領域に重なる第2領域のみを加熱する第2加熱手段(ヒーター45b)としてハロゲンランプヒータを用いる構成例を説明したが、定着部材を加熱することが可能なヒーターであれば、他の種類のヒーターであっても良く、また他の加熱方式、例えば抵抗発熱体に電力を供給する方式や電磁誘導加熱方式などであっても構わない。
なお、中間サイズの用紙Sとして用紙幅の異なる複数の用紙Sが選択的に使用される場合には、使用される用紙Sの用紙幅によって、定着ベルト43における非通紙領域Wβの用紙幅方向の長さが変わるが、どの中間サイズの用紙Sについても非通紙領域Wβとなる部分(加熱領域47a内の最も端部寄りの部分)の温度を検出可能な位置に温度検出センサー46bを配置することにより、非通紙領域Wβの温度を検出することができる。
この場合、図2において例えば加熱領域47aの幅方向一方端(左端)を搬送基準とすれば、加熱領域47a,47bは、加熱領域47aに対して、加熱領域47bがその幅方向一方端(左端)が搬送基準に位置するように左側にずれたような位置関係になる。加熱領域47bが用紙幅方向に加熱領域47aよりも狭く、加熱領域47aに重なる領域であること、温度検出センサー46aが加熱領域47bに属する部分(中央部)の温度を検出すること、および温度検出センサー46bがB4サイズの用紙Sにおける非通紙領域Wβに属する部分(端部)の温度を検出することに変わりはない。
40 定着部
43 定着ベルト
45a,45b ヒーター
46a,46b 温度検出センサー
47a,47b 加熱領域
50 制御部
57 温調制御部
61 補正部
62 ヒーター選択部
63 ヒーター切替部
64 点灯制御部
65 スイッチング部
71 平均化処理部
72 温度情報格納部
73 補正係数算出部
74 係数保持部
75 温度補正部
a,b 係数
B 補正係数
S 用紙
Ta0 温度応答特性の良い方の温度検出センサーによる検出温度
Tb0 温度応答特性の悪い方の温度検出センサーによる検出温度
Ta,Tb 温度Ta0,Tb0に第1平均化処理を施した温度
Ta1 温度Ta0に第2平均化処理を施した温度
Tz 補正後の温度
Wα 通紙領域
Wβ 非通紙領域
Wγ 非加熱領域
Claims (16)
- シート上の未定着画像を定着部材の熱によりシートに定着する定着装置であって、
前記定着部材における、シートの幅方向に所定の第1領域を加熱する第1加熱手段と、
前記定着部材における、シートの幅方向に第1領域よりも狭く、第1領域に重なる第2領域のみを加熱する第2加熱手段と、
前記定着部材における第2領域の温度を検出する第1温度検出手段と、
前記定着部材における第1領域のうち、第2領域と重ならない部分の温度を検出する第2温度検出手段と、
第1温度検出手段と第2温度検出手段のうち、温度応答特性の良い方の温度検出手段による検出温度を温度応答特性の悪い方の温度検出手段の温度応答特性に対応する温度に補正する補正手段と、
前記補正後の温度と、温度応答特性の悪い方の温度検出手段による検出温度とに基づいて、加熱に用いるべき加熱手段を第1加熱手段と第2加熱手段から選択する選択手段と、
選択された加熱手段に電力を供給する電力供給手段と、
を備えることを特徴とする定着装置。 - 前記温度応答特性の良い方の温度検出手段が第1温度検出手段であり、前記温度応答特性の悪い方の温度検出手段が第2温度検出手段であることを特徴とする請求項1に記載の定着装置。
- 前記補正手段は、
前記第1温度検出手段による検出温度に、見かけ上、前記第1温度検出手段の温度応答特性を前記第2温度検出手段の温度応答特性に合わせるための補正係数を適用することにより、前記補正を行うことを特徴とする請求項2に記載の定着装置。 - 前記補正手段は、
前記第1温度検出手段による検出温度に前記補正係数を乗算することにより前記補正を行い、
前記補正係数は、
0よりも大きく1よりも小さい所定の係数aであることを特徴とする請求項3に記載の定着装置。 - 前記補正手段は、
前記第1温度検出手段による検出温度に前記補正係数を乗算することにより前記補正を行い、
前記補正係数は、
0よりも大きく1よりも小さい所定の係数aから、前記第1温度検出手段による、現在から所定時間遡った時間までの間における検出温度の温度変化量に所定の係数bを乗算した値を差し引いた値であることを特徴とする請求項3に記載の定着装置。 - 前記温度変化量は、
現在から過去に所定の時間dを遡った第1時点までの間における検出温度の平均を第1平均温度T1、第1時点からさらに過去に時間dを遡った第2時点までの間における検出温度の平均を第2平均温度T2としたとき、第1平均温度T1と第2平均温度T2の差分を項として含む数式、もしくは同等のテーブルにより求められることを特徴とする請求項5に記載の定着装置。 - 前記補正手段は、
前記第1温度検出手段による検出温度に対して、所定の平均化処理を施した上で、前記補正係数を適用することを特徴とする請求項3〜6のいずれか1項に記載の定着装置。 - 前記所定の平均化処理は、
移動平均を含む処理であることを特徴とする請求項7に記載の定着装置。 - 前記補正手段は、
前記第2温度検出手段による検出温度に対して前記移動平均よりも平均回数が少ない別の平均化処理を施し、
前記選択手段は、
前記別の平均化処理が施された温度を、前記第2温度検出手段による検出温度として、前記選択を行うことを特徴とする請求項8に記載の定着装置。 - 前記電力供給手段は、
前記第1温度検出手段による検出温度に対して前記移動平均よりも平均回数が少ない平均化処理を施した温度に基づき、選択された加熱手段に対する電力の供給を制御することを特徴とする請求項8または9に記載の定着装置。 - 前記補正手段は、
前記第1温度検出手段による検出温度に対して、見かけ上、前記第1温度検出手段の温度応答特性を前記第2温度検出手段の温度応答特性に合わせるための所定の移動平均処理を施すことにより、前記補正を行うことを特徴とする請求項2に記載の定着装置。 - 前記選択手段は、
前記温度応答特性の悪い方の温度検出手段による検出温度から前記補正後の温度を差し引いた値である差分の大きさに基づき前記選択を行うことを特徴とする請求項1〜11のいずれか1項に記載の定着装置。 - 前記選択手段は、
前記差分が第1所定値以上の場合に第2加熱手段を選択し、前記差分が0以上かつ前記第1所定値よりも小さい第2所定値以下の場合に第1加熱手段を選択することを特徴とする請求項12に記載の定着装置。 - 前記定着部材における第1領域のうち、第2領域と重ならない部分は、
シートの幅方向長さが第1領域の長さよりも短く、第2領域の長さよりも長いシートが用いられる場合に、シートの幅方向に当該シートの非通紙領域に属する部分であることを特徴とする請求項1〜13のいずれか1項に記載の定着装置。 - シート上の未定着画像を定着部材の熱によりシートに定着する定着部を備える画像形成装置であって、
前記定着部として、請求項1〜14のいずれか1項に記載の定着装置を備えることを特徴とする画像形成装置。 - 定着部材における、シートの幅方向に所定の第1領域を加熱する第1加熱手段と、シートの幅方向に第1領域よりも狭く、第1領域に重なる第2領域のみを加熱する第2加熱手段を備え、シート上の未定着画像を前記定着部材の熱によりシートに定着する定着装置が実行する定着制御方法であって、
前記定着部材における第2領域の温度を第1温度検出手段により検出する第1温度検出ステップと、
前記定着部材における第1領域のうち、第2領域と重ならない部分の温度を前記第1温度検出手段とは温度応答特性が異なる第2温度検出手段により検出する第2温度検出ステップと、
第1温度検出手段と第2温度検出手段のうち、温度応答特性の良い方の温度検出手段による検出温度を温度応答特性の悪い方の温度検出手段の温度応答特性に対応する温度に補正する補正ステップと、
前記補正後の温度と、温度応答特性の悪い方の温度検出手段による検出温度とに基づいて、加熱に用いるべき加熱手段を第1加熱手段と第2加熱手段から選択する選択ステップと、
選択された加熱手段に電力を供給する電力供給ステップと、
を含むステップを実行することを特徴とする定着制御方法。
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