JP2014006470A - Image forming device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、印刷媒体に現像剤像を定着させる定着器を有する画像形成装置に関する。 The present invention relates to an image forming apparatus having a fixing device for fixing a developer image on a printing medium.
従来の画像形成装置は、印刷画像に対応した現像剤像としてのトナーを印刷媒体に転写し、そのトナーを定着器で熱と圧力により印刷媒体に定着させている。
この定着器は、加熱体と上加圧ローラとベルト支持部材とに定着ベルトを張架して定着ベルトを加熱し、定着ベルト表面へのゴミ付着および印刷媒体が巻き付いた場合であっても定着ベルトの温度検知が正確に行えるように、定着ベルト内周面で温度検知を行い、その温度が所定の温度かつ一定の温度となるように加熱体のヒータの駆動を制御する。さらに、定着ベルトを介して上加圧ローラに下加圧ローラを押し当て、定着ベルトと下加圧ローラとの間に、トナーが転写された印刷媒体を通すことにより、トナーを熱と圧力により印刷媒体に定着させるようにしている(例えば、特許文献1参照)。
In a conventional image forming apparatus, toner as a developer image corresponding to a print image is transferred to a print medium, and the toner is fixed to the print medium with heat and pressure by a fixing device.
This fixing device heats the fixing belt by stretching a fixing belt on a heating body, an upper pressure roller, and a belt support member, and fixes even when dust adheres to the surface of the fixing belt and a printing medium is wound around the fixing belt. In order to accurately detect the temperature of the belt, temperature detection is performed on the inner peripheral surface of the fixing belt, and driving of the heater of the heating body is controlled so that the temperature becomes a predetermined temperature and a constant temperature. Further, the lower pressure roller is pressed against the upper pressure roller via the fixing belt, and the toner is transferred by heat and pressure by passing the print medium onto which the toner has been transferred between the fixing belt and the lower pressure roller. It is made to fix to a printing medium (for example, refer patent document 1).
しかしながら、従来の技術においては、定着ベルトの内周面に温度検知手段を接触させると、定着ベルトおよび加熱された定着ベルトに接触する部材があることによって熱流が発生し、定着ベルトのおもて面と裏面とに温度差が生じる。そのため、目標温度の補正を行わない場合、定着ベルトが印刷媒体に与える熱量が不足または過多になってしまい、所謂コールドオフセットまたはホットオフセットが発生する等、印刷品位を低下させてしまうという問題がある。
本発明は、このような問題を解決することを課題とし、定着ベルトが印刷媒体に与える熱量を安定させ、印刷品位を向上させることを目的とする。
However, in the conventional technique, when the temperature detecting means is brought into contact with the inner peripheral surface of the fixing belt, a heat flow is generated due to the presence of the members that come into contact with the fixing belt and the heated fixing belt. A temperature difference occurs between the surface and the back surface. For this reason, if the target temperature is not corrected, there is a problem that the amount of heat applied to the print medium by the fixing belt becomes insufficient or excessive, and so-called cold offset or hot offset occurs, resulting in a decrease in print quality. .
An object of the present invention is to solve such a problem, and an object of the present invention is to stabilize the amount of heat given to a print medium by a fixing belt and improve the print quality.
そのため、本発明は、印刷媒体に現像剤像を定着させる定着部と、該定着部を制御する制御手段とを有し、前記定着部は、回転可能な回転部材と、前記回転部材に接触して配置され、前記印刷媒体を前記回転部材とともに挟持して加圧する回転可能な加圧部材と、前記回転部材を加熱する加熱部と、前記回転部材の内周面の温度を検出する温度検出手段とを備え、前記制御手段は、前記回転部材の回転量を算出する距離計算部と、前記温度検出手段が検出した温度に基づいて前記加熱部を制御し、前記回転部材の温度を目標温度に制御する温度制御部とを備え、前記温度制御部は、前記回転部材の回転開始直前の温度を前記温度検出手段から取得し、前記回転開始直前の温度と、前記距離計算部が算出した回転量とに応じて前記目標温度を設定することを特徴とする。 Therefore, the present invention includes a fixing unit that fixes a developer image on a print medium, and a control unit that controls the fixing unit. The fixing unit contacts a rotatable rotating member and the rotating member. A rotatable pressure member that sandwiches and pressurizes the print medium together with the rotation member, a heating unit that heats the rotation member, and a temperature detection unit that detects the temperature of the inner peripheral surface of the rotation member The control means controls the heating part based on the temperature detected by the temperature detection means and the distance calculation part for calculating the rotation amount of the rotary member, and sets the temperature of the rotary member to the target temperature. A temperature control unit for controlling, the temperature control unit obtains the temperature immediately before the start of rotation of the rotating member from the temperature detecting means, and the temperature immediately before the start of rotation and the rotation amount calculated by the distance calculation unit The target temperature is set according to Characterized in that it.
このようにした本発明は、定着ベルトが印刷媒体に与える熱量を安定させ、印刷品位を向上させることができるという効果が得られる。 According to the present invention as described above, it is possible to stabilize the amount of heat given to the print medium by the fixing belt and to improve the print quality.
以下、図面を参照して本発明による画像形成装置の実施例を説明する。 Embodiments of an image forming apparatus according to the present invention will be described below with reference to the drawings.
図2は第1の実施例における画像形成装置の構成を示す概略側断面図である。
図2において、画像形成装置1は、例えば電子写真方式のプリンタであり、印刷媒体としての用紙を収容する給紙カセット2と、給紙カセット2から給紙された用紙を搬送する用紙搬送部4と、記録光露光部材としてのLED(Light Emitting Diode)ヘッド3と、LEDヘッド3から照射された記録光に応じたトナー像を形成し、給紙カセット2から搬送された用紙上にトナー像を転写するトナー像形成部5と、トナー像形成部5で用紙上に転写されたトナー像を定着させる定着器6とからなる。LEDヘッド3はトナー像形成部5に隣接して配置されている。
FIG. 2 is a schematic sectional side view showing the configuration of the image forming apparatus in the first embodiment.
In FIG. 2, an image forming apparatus 1 is, for example, an electrophotographic printer, and includes a
画像形成装置1は、印刷指示を受けると、用紙搬送部4によって画像形成タイミングに合わせて用紙をトナー像形成部5へ搬送する。LEDヘッド3は、印刷情報に応じた記録光をトナー像形成部5へ照射し、トナー像形成部5は照射された記録光に応じたトナー像を用紙上に形成する。
その後、トナー像が形成された用紙は、定着器6に搬送され、定着器6の熱と圧力によって用紙上のトナーが定着された後、装置外へ排出される。
When the image forming apparatus 1 receives the print instruction, the
Thereafter, the paper on which the toner image is formed is conveyed to the
図1は第1の実施例における画像形成装置の制御構成を示すブロック図である。
図1において、画像形成装置1の制御構成は、上述したLEDヘッド3およびトナー像形成部5と、用紙を搬送する用紙搬送モータ17と、定着器6の上加圧ローラを回転させて定着ベルトを回転させる定着モータ18と、定着ベルトを加熱する定着ヒータ61と、定着器6の温度を検知するベルトサーミスタ67と、定着器(定着部)6を含む画像形成装置1全体の動作を制御する制御手段としての制御部10とからなる。
FIG. 1 is a block diagram showing a control configuration of the image forming apparatus in the first embodiment.
In FIG. 1, the control configuration of the image forming apparatus 1 is that the above-described
制御部10は、LEDヘッド3を制御するLEDヘッド制御部11と、トナー像形成部5を制御するトナー像形成処理部12と、用紙搬送モータ17を制御する用紙搬送モータ制御部13と、定着モータ18を制御する定着モータ制御部14と、定着ベルトの回転量を算出する距離計算部15と、ベルトサーミスタ67が検知した温度に基づいて定着ヒータ61を加熱・冷却制御し、定着器6の定着ベルトの温度を目標温度に制御する温度制御部16とからなる。
また、制御部10は、CPU(Central Processing Unit)等の制御手段で構成され、メモリ等の記憶部に記憶された制御プログラム(ソフトウェア)に基づいて画像形成装置1全体の動作を制御する。
The
The
図3は第1の実施例における定着器の構成を示す説明図であり、図3(a)は定着器6の断面図、図3(b)は定着器6を図3(a)の図中矢印Aが示す用紙搬送方向から見た図である。
図3において、定着器6は、用紙を搬送するとともに加熱するための無端の回転可能な回転部材としての定着ベルト64と、定着ベルト64を加熱する加熱部としての定着ヒータ61と、定着ベルト64の内周面に接触するようにして配置され、用紙を定着ベルト64とともに挟持して加圧する回転可能な加圧部材としての上加圧ローラ(第1の加圧部材)63と、定着ベルト64を介して上加圧ローラ63の外周面と接触するように配置された下加圧ローラ(第2の加圧部材)65と、定着ベルト64の内周面に接触して定着ベルト64を支持する部材としてのベルト支持部材69と、ベルト支持部材69に設けられ定着ベルト64の内周面の温度を検出する温度検出手段としてのベルトサーミスタ67とからなる。なお、本実施例において、印刷媒体に現像剤像を定着させる定着部としての定着器6は、図1に示す距離計算部15および温度制御部16とを含むものである。
3A and 3B are explanatory views showing the structure of the fixing device in the first embodiment, FIG. 3A is a sectional view of the
In FIG. 3, the
定着ヒータ61およびベルトサーミスタ67は、図1に示す温度制御部16に接続され、その温度制御部16により制御される。
上加圧ローラ63は、外径が40mmとされ、鉄製の金属中実シャフトによって構成されている基体としての芯金63aと、この芯金63aを被覆する耐熱多孔質スポンジ製の厚さ4mmの弾性体層63bを有している。
The
The
弾性体層63bの材質は、熱伝導率が小さく断熱作用のある耐熱多孔質の弾性体であるから、定着ベルト64の熱を奪うことを低減し、温度回復のために定着ベルト64を回転させるプレ回転時間を短縮している。
また、弾性体層63bが比較的低硬度であるため、用紙と定着ベルト64とが接触する領域(以下、「ニップ部」という。)66の図3(a)中矢印Aが示す方向における幅であるニップ幅を十分に得ることができる。
上加圧ローラ63は、図示しないギアを有しており、このギアが図1に示す定着モータ18(用紙搬送部4)により回転駆動されることで回転する。
Since the material of the
Further, since the
The
下加圧ローラ65は、ばね等の図示しない弾性体により、上加圧ローラ63の外周面に接触する方向へ押圧されている。下加圧ローラ65は、定着ベルト64を介して上加圧ローラ63に対向する位置において上加圧ローラ63に当接しており、これにより、定着ベルト64を介して当接する上加圧ローラ63との間でニップ部66を形成している。
定着ベルト64は、耐熱性の高いポリイミド樹脂で厚さ100μmの基体の表層上に200μmのシリコンゴム製の離型層が形成されたものであり、熱容量が小さく、熱応答性が良好にされている。なお、基体は、ステンレス製またはニッケル製の金属性でも、ゴム性であっても良い。
The
The
定着ヒータ61は、例えばSUS430などの基板上に抵抗発熱体や電気絶縁層、電極、フッ素系樹脂による保護層等を形成したものである。この定着ヒータ61は、図1に示す温度制御部16に接続され、図示しない電源により電圧が印加されることにより発熱し、定着ベルト64を加熱する。図1に示す温度制御部16は、定着ヒータ61の発熱タイミングを制御している。
なお、定着ヒータ61に印加する電圧は例えば100Vであり、定着ヒータ61の出力は例えば1200Wとする。
The fixing
The voltage applied to the fixing
ベルト支持部材69は、耐熱性の高いPPS(ポリフェニレンサルファイド樹脂)であり、その形状は回転する定着ベルト64の移動の妨げにならないように丸みを帯びており、定着ベルト64の図中矢印Cが示す回転方向におけるニップ部66の上流側、かつ定着ヒータ61の下流側に配置されている。また、ベルト支持部材69は、ベルトサーミスタ67も支持している。
The
ベルトサーミスタ67は、図3(b)に示すように、ベルト支持部材69の長手方向(幅方向)における中央部に保持され、定着ベルト64の内周面に接触するように配置されている。なお、ベルトサーミスタ67の詳細は後述する。
定着ベルト64は、定着ヒータ61、上加圧ローラ63およびベルト支持部材69に張架され、図1に示す定着モータ18の駆動により図中矢印Bが示す方向に回転する上加圧ローラ63の回転に伴って図中矢印Cが示す方向に回転する。
As shown in FIG. 3B, the
The fixing
定着ベルト64の近傍には、定着ベルト64の回転数を検知するセンサ68が配設されている。図1に示す距離計算部15は、センサ68により検出された定着ベルト64の回転数から定着ベルト64の回転量、すなわち移動量を算出する。
また、下加圧ローラ65は、対向配置された上加圧ローラ63の方向へ押圧され、定着ベルト64を介して上加圧ローラ63の外周面に接触し、上加圧ローラ63の回転に従動して図中矢印Dが示す方向に回転する。
A
Further, the
トナー画像形成部においてトナー像が形成された用紙は、図中矢印Aが示す方向に搬送され、ニップ部66において、定着ベルト64の外周面に接触してその定着ベルト64により加熱され、また上加圧ローラ63と下加圧ローラ65との圧力によってトナーが定着される。
なお、本実施例では、定着ヒータ61、上加圧ローラ63およびベルト支持部材69と接触する定着ベルト64の内周面を裏面といい、その反対面である定着ベルト64の外周面をおもて面という。
The sheet on which the toner image is formed in the toner image forming unit is conveyed in the direction indicated by the arrow A in the drawing, and is heated by the fixing
In this embodiment, the inner peripheral surface of the fixing
図4は第1の実施例におけるベルトサーミスタの構成を示す説明図である。
図4において、ベルトサーミスタ67は、温度を検知する部材としてのサーミスタ素子673と、サーミスタ素子673の検知結果を図1に示す温度制御部16へ伝達する部材としてのサーミスタ用配線674と、サーミスタ素子673を被測定部としての定着ベルト64に対して固定させる断熱部材672と、サーミスタ素子673を固定するための固定部材671とを備えている。
サーミスタ素子673は、温度に応じて自身の抵抗値が変化する素子であり、図1に示す温度制御部16は、その抵抗値を検知してサーミスタ素子673の温度を検知する。本実施例では、温度の上昇にしたがって抵抗値が減少する特性の素子を用いるものとする。
FIG. 4 is an explanatory diagram showing the configuration of the belt thermistor in the first embodiment.
In FIG. 4, a
The
断熱部材672は、サーミスタ素子673の温度検知に誤差を生じさせないために、材質はスポンジ等の断熱性の高いシリコンスポンジを使用し、固定部材671を介してサーミスタ素子673を被測定部としての定着ベルト64に押し当てて接触させている。
サーミスタ用配線674は、その一端がサーミスタ素子673の両極に接続され、他端が図1に示す温度制御部16に接続されている。図1に示す温度制御部16は、サーミスタ用配線674を介してサーミスタ素子673の抵抗値の変化を検知する。
In order to prevent the temperature detection of the
The
上述した構成の作用について説明する。
まず、定着ベルトのおもて面(外周面)と裏面(内周面)との温度差(以下、「表裏温度差」という。)の経時推移について図1、図4、図5、図6および図7を参照しながら説明する。
The operation of the above configuration will be described.
First, FIG. 1, FIG. 4, FIG. 5 and FIG. 6 show the time course of the temperature difference between the front surface (outer peripheral surface) and the back surface (inner peripheral surface) of the fixing belt (hereinafter referred to as “front / back temperature difference”). This will be described with reference to FIG.
図5は第1の実施例における定着ベルトのおもて面と裏面の温度推移を示すグラフであり、定着ベルト64のベルトサーミスタ67による検出値が30℃の時点から定着ヒータ61を駆動し、ベルトサーミスタ67が170℃を維持するようにした場合の、ベルトサーミスタ67が検出する定着ベルト64の裏面(内周面)の温度と、ベルトサーミスタ67と対向配置した図示しない同タイプのサーミスタが検出する定着ベルト64のおもて面(外周面)の温度との推移を示している。
なお、図5の横(x)軸は定着ベルト64の回転による移動量である回転量(mm×1000)を示し、縦(y)軸は定着ベルト64の温度(℃)を示している。
FIG. 5 is a graph showing the temperature transition of the front surface and the back surface of the fixing belt in the first embodiment. The fixing
Note that the horizontal (x) axis in FIG. 5 indicates the rotation amount (mm × 1000) that is the movement amount due to the rotation of the fixing
図6は第1の実施例における定着ベルトの移動量と表裏温度差の関係を示すグラフであり、定着ベルト64のベルトサーミスタ67による検出値が30℃の時点から定着ヒータ61を駆動し、ベルトサーミスタ67が170℃を維持するようにした場合の、定着ベルト64のおもて面と裏面との表裏温度差の推移を示している。
なお、図6の横(x)軸は定着ベルト64の回転による移動量である回転量(mm×1000)を示し、縦(y)軸は定着ベルト64の表裏温度差(℃)を示している。
FIG. 6 is a graph showing the relationship between the amount of movement of the fixing belt and the difference between the front and back temperatures in the first embodiment. The fixing
In FIG. 6, the horizontal (x) axis indicates the rotation amount (mm × 1000) that is the movement amount due to the rotation of the fixing
定着ベルト64が回転動作を繰り返すと、図5に示すように定着ベルト64の回転による移動量が増加するに連れて表裏温度差がなくなり、図6に示すように定着ベルト64の回転による移動量が増加するに連れて表裏温度差が0℃に減衰していく。
これは、ベルト支持部材69および上加圧ローラ63が回転する定着ベルト64によって暖められ、定着ベルト64と、ベルト支持部材69および上加圧ローラ63との温度差が減少し、定着ベルト64からベルト支持部材69および上加圧ローラ63への熱移動が減少したため、定着ベルト64の表裏温度差が減少することを示している。
When the fixing
This is warmed by the fixing
図7は第1の実施例における定着ベルトの移動量と表裏温度差の関係を示すグラフであり、定着ベルト64のベルトサーミスタ67による検出値が115℃の時点から定着ヒータ61を駆動し、ベルトサーミスタ67が170℃を維持するようにした場合の、定着ベルト64のおもて面と裏面との表裏温度差の推移を示している。
なお、図7の横(x)軸は定着ベルト64の回転による移動量である回転量(mm×1000)を示し、縦(y)軸は定着ベルト64の表裏温度差(℃)を示している。
FIG. 7 is a graph showing the relationship between the movement amount of the fixing belt and the front and back temperature difference in the first embodiment. The fixing
In FIG. 7, the horizontal (x) axis indicates a rotation amount (mm × 1000) that is a movement amount due to the rotation of the fixing
図7に示す表裏温度差の最大値は、定着ベルト64の回転による移動量が略0の表裏温度差であり、図6に示す定着ベルト64のベルトサーミスタ67による検出値が30℃の時点から定着ヒータ61を駆動した場合の表裏温度差の最大値と比較して低いことが分かる。
これは、ベルトサーミスタ67の検出温度が高いことからも分かるように、ベルト支持部材69および上加圧ローラ63の温度が、ベルトサーミスタ67による検出値が30℃の場合と比較して高いため、定着ベルト64と、ベルト支持部材69および上加圧ローラ63との温度差が減少し、定着ベルト64からベルト支持部材69および上加圧ローラ63への熱移動が減少したため、定着ベルト64の表裏温度差の最大値が、ベルトサーミスタ67による検出値が30℃の場合と比較して減少することを示している。
The maximum value of the front-back temperature difference shown in FIG. 7 is the front-back temperature difference in which the movement amount due to the rotation of the fixing
As can be seen from the fact that the temperature detected by the
図8は第1の実施例における定着ベルトの回転直前のベルトサーミスタの検出温度と表裏温度差の最大の関係を示すグラフであり、上述した回転駆動直前の定着ベルト64のベルトサーミスタ67による検出温度と表裏温度の最大の特性を示している。
図8の横(x)軸は回転駆動直前の定着ベルト64のベルトサーミスタ67による検出温度(℃)、縦(y)軸は表裏温度差(℃)の最大を示し、例えば、y=−0.0776x+12.113の関係がある。
図8に示す定着ベルトの回転直前のベルトサーミスタの検出温度と表裏温度差の最大の関係から定着ベルト64の裏面に接触するように配設されたベルトサーミスタ67が検出した温度をもとに、温度制御部16は定着ベルト64の温度を制御する。
FIG. 8 is a graph showing the maximum relationship between the detected temperature of the belt thermistor immediately before the rotation of the fixing belt and the front-back temperature difference in the first embodiment, and the detected temperature by the
In FIG. 8, the horizontal (x) axis indicates the temperature (° C.) detected by the
Based on the temperature detected by the
次に、定着器の動作について図1、図2および図3を用いて説明する。
制御部10が印刷指示を受けると、制御部10は印刷指示に含まれる印刷情報(用紙の厚さ、大きさ、種類)をもとに用紙にトナーを定着させるための設定温度を設定し、定着モータ制御部14により定着モータ18を駆動し、図示しないギアを介して図3に示す上加圧ローラ63を図中矢印Bが示す方向へ回転させ、定着ベルト64を図中矢印Cが示す方向へ回転させる。
Next, the operation of the fixing device will be described with reference to FIGS.
When the
上加圧ローラ63および定着ベルト64を回転させた制御部10は、温度制御部16により定着器6のベルトサーミスタ67が検出した温度が予め決定しておいた印刷可能温度範囲内であるか否かを判定する。制御部10は、印刷可能温度範囲内であると判定すると、用紙の搬送を開始するため、用紙搬送モータ制御部13により用紙搬送モータ17を駆動し、用紙搬送を開始する。
The
印刷可能温度範囲とは、用紙へトナーを定着させることができる温度の範囲であり、下側許容温度としてのTD1と、上側許容温度としてのTD2とで決定される。下側許容温度TD1は、例えば用紙にトナーを定着させるための設定温度−20℃であり、上側許容温度TD2は、例えば用紙にトナーを定着させるための設定温度+20℃である。 The printable temperature range is a temperature range in which the toner can be fixed to the paper, and is determined by TD1 as the lower allowable temperature and TD2 as the upper allowable temperature. The lower allowable temperature TD1 is, for example, a set temperature −20 ° C. for fixing the toner on the paper, and the upper allowable temperature TD2 is, for example, a set temperature + 20 ° C. for fixing the toner on the paper.
また、下側許容温度TD1と上側許容温度TD2との中央値を目標温度T_ctlとすると、定着の温度制御を行うための下側制御許容温度T1と上側制御許容温度T2とは、
下側許容温度TD1<下側制御許容温度T1<目標温度T_ctl
目標温度T_ctl<上側制御許容温度T2<上側許容温度TD2
の関係を満足するように、値を設定している。
本実施例では、下側制御許容温度T1を目標温度T_ctl−10℃、上側制御許容温度T2を目標温度T_ctl+10℃としている。
When the median value of the lower allowable temperature TD1 and the upper allowable temperature TD2 is the target temperature T_ctl, the lower control allowable temperature T1 and the upper control allowable temperature T2 for performing fixing temperature control are:
Lower allowable temperature TD1 <lower control allowable temperature T1 <target temperature T_ctl
Target temperature T_ctl <Upper control allowable temperature T2 <Upper allowable temperature TD2
The value is set to satisfy the relationship.
In this embodiment, the lower control allowable temperature T1 is the target temperature T_ctl-10 ° C., and the upper control allowable temperature T2 is the target temperature T_ctl + 10 ° C.
次に、温度制御部が行う温度制御処理を図9の第1の実施例における温度制御処理の流れを示すフローチャートの図中Sで表すステップにしたがって図1、図2および図3を参照しながら説明する。
S101:制御部10が印刷指示を受けると、制御部10は、定着モータ制御部14により定着モータ18を駆動し、図3に示す上加圧ローラ63を図中矢印Bが示す方向へ回転させ、定着ベルト64を図中矢印Cが示す方向へ回転させる。定着ベルト64が回転を開始すると、温度制御部16は、定着器6のベルトサーミスタ67が検知している定着ベルト64の初期ベルト温度を取得する。
Next, referring to FIG. 1, FIG. 2 and FIG. 3, the temperature control processing performed by the temperature control unit will be described in accordance with the step represented by S in the flow chart showing the flow of the temperature control processing in the first embodiment of FIG. explain.
S101: When the
なお、本実施例において、以降、温度制御部16がベルトサーミスタ67で定着ベルト64の温度を検知する時間間隔は、例えば100m秒とする。また、温度制御部16は、バックグラウンド処理で定着ベルト64の温度を検知するものとする。
S102:温度制御部16は、目標温度T_ctlを設定する。なお、目標温度T_ctlの設定処理の詳細は後述する。
S103:目標温度T_ctlを設定した温度制御部16は、定着器6のベルトサーミスタ67が検知している温度を取得する。
In the present embodiment, hereinafter, the time interval at which the
S102: The
S103: The
S104:温度制御部16は、取得したベルトサーミスタ67の検知温度が、目標温度T_ctlを基準として、下側制御許容温度T1を減算した温度以上であるか、すなわち、
ベルトサーミスタ67の検知温度≧(目標温度T_ctl−下側制御許容温度T1)
を満足するかを判定し、満足すると判定すると以下に説明するように印刷を開始するとともに処理をS106へ移行し、満足しないと判定すると処理をS105へ移行する。
S104: The
Detection temperature of
If it is determined that it is satisfied, printing is started as described below, and the process proceeds to S106. If it is determined that it is not satisfied, the process proceeds to S105.
ここで、温度制御部16がベルトサーミスタ67の検知温度が“目標温度T_ctl−下側制御許容温度T1”以上であると判定すると、制御部10は、印刷を開始し、用紙搬送モータ制御部13により用紙搬送モータ17を駆動して用紙の給紙および搬送を開始する。
用紙搬送部4は、画像形成のタイミングに合わせて用紙をトナー像形成部5へ搬送し、LEDヘッド3は、印刷情報に応じた記録光をトナー像形成部5へ照射し、トナー像形成部5は、照射された記録光に応じたトナー像を用紙上に形成する。
If the
The
トナー像が形成された用紙は、用紙搬送部4によって定着器6へ搬送され、その定着器6の熱と圧力によって用紙上のトナー像が定着された後に装置外へ排出される。
S105:ベルトサーミスタ67の検知温度が“目標温度T_ctl−下側制御許容温度T1”より小さいと判定した温度制御部16は、定着ヒータ61に電圧を印加して発熱させ、処理をS102へ移行する。
The sheet on which the toner image is formed is conveyed to the fixing
S105: The
S106:ベルトサーミスタ67の検知温度が“目標温度T_ctl−下側制御許容温度T1”以上であると判定した温度制御部16は、取得したベルトサーミスタ67の検知温度が、目標温度T_ctlを基準として、上側制御許容温度T2を加算した温度以下であるか、すなわち、
ベルトサーミスタ67の検知温度≦(目標温度T_ctl+上側制御許容温度T2)
を満足するかを判定し、満足すると判定すると処理をS108へ移行し、満足しないと判定すると処理をS107へ移行する。
S106: The
Detection temperature of
If satisfied, the process proceeds to S108, and if not satisfied, the process proceeds to S107.
S107:ベルトサーミスタ67の検知温度が“目標温度T_ctl+上側制御許容温度T2”より大きいと判定した温度制御部16は、定着ヒータ61への電力供給を停止させ、発熱を停止させ、処理をS102へ移行する。
S108:温度制御部16がベルトサーミスタ67の検知温度が“目標温度T_ctl+上側制御許容温度T2”以下であると判定すると、制御部10は、印刷終了などの定着ベルト64の回転を停止させる指示があるか否かを判別し、指示がない場合は処理をS102へ移行してS102〜S108の処理を繰り返すことで、定着器6の定着ベルト64の温度を目標温度に保つことができる。一方、制御部10は、定着ベルト64の回転を停止させる指示があると判別すると、本処理を終了する。
S107: The
S108: When the
本実施例では、設定する目標温度T_ctlを定着ベルト64の回転量によって補正する。なお、目標温度T_ctlは、制御部10が受信した印刷設定や用紙の厚さや大きさによって図示しない記憶部であるROM(Read Only Memory)等から目標温度を読み込むことにより、各用紙設定に応じた目標温度の設定が可能になっている。
In this embodiment, the set target temperature T_ctl is corrected by the rotation amount of the fixing
上述したS102において温度制御部16が行う目標温度設定処理を図10の第1の実施例における目標温度設定処理の流れを示すフローチャートの図中Sで表すステップにしたがって図1、図2および図3を参照しながら説明する。
S111:温度制御部16は、定着ベルト64のおもて面の目標温度である目標基準温度T_def(例えば、T_def=170℃)を記憶部から読み込む。
The target temperature setting process performed by the
S111: The
S112:温度制御部16は、図9のS101において計測したベルト温度(例えば、30℃)から初期温度差Ts(例えば、Ts=10℃)を算出する。
初期温度差Tsは、図8において説明した回転駆動直前の定着ベルト64のベルトサーミスタ67の検出温度と、表裏温度差の最大とにより算出される補正値である。
S112: The
The initial temperature difference Ts is a correction value calculated from the detected temperature of the
この初期温度差Tsの値は、予め求めた図8に示すような関数を記憶部に保存しておき、温度制御部16が回転駆動直前の定着ベルト64のベルトサーミスタ67の検出温度をもとに演算し、算出する。
このようにして、温度制御部16は、ベルトサーミスタ67から取得した定着ベルト64の回転開始直前の温度から定着ベルト64の内周面(裏面)と外周面(おもて面)との温度差である初期温度差Tsを導出する。
As the initial temperature difference Ts, a function as shown in FIG. 8 obtained in advance is stored in the storage unit, and the
In this manner, the
S113:距離算出部15は、ベルト回転起動からの定着ベルト64の回転数をセンサ68で検知し、定着ベルト64の回転量(移動量)Xを算出する。
S114:温度制御部16は、距離算出部15によって算出された定着ベルト64の回転量Xに応じて補正値Tk(例えば、回転量Xが5000mm×1000とすると、補正値Tk≒4℃)を算出する。
S113: The
S114: The
補正値Tkは、図6および図7で説明したように、定着ベルト64の回転量の増加に伴い表裏温度差が減少することを考慮し、初期温度差がS112で算出した初期温度差Tsであって、定着ベルト64の回転量の増加に伴い表裏温度差が減少する関数、すなわち図6および図7と相似な関数を記憶部に保存しておき、定着ベルト64の回転量Xをもとに温度制御部16が算出する。
As described with reference to FIGS. 6 and 7, the correction value Tk is the initial temperature difference Ts calculated in S112 in consideration of the fact that the front-back temperature difference decreases as the rotation amount of the fixing
温度制御部16は、次の式1により、目標温度T_ctlを算出し、設定する(例えば、目標温度T_ctl=170℃−4℃=166℃)。
目標温度T_ctl=目標基準温度T_def−補正値Tk ・・・(式1)
なお、本実施例では、補正値Tkの値は近似関数によって求めた。その近似関数は、温度変化の特性に応じて対数近似した関数を使用したが、直線近似したものでも良い。
The
Target temperature T_ctl = target reference temperature T_def−correction value Tk (Expression 1)
In this embodiment, the value of the correction value Tk is obtained by an approximate function. As the approximation function, a function that is logarithmically approximated according to the characteristics of the temperature change is used.
このようにして、温度制御部16は、定着ベルト64の回転開始直前の温度をベルトサーミスタ67により取得し、定着ベルト64の回転開始直前の温度と、距離計算部15が算出した回転量とに応じて目標温度T_ctlを算出し、本処理を終了して図9のS102の処理に戻り、目標温度T_ctlを設定する。
In this way, the
以上のように定着ベルト64の温度制御を行うことにより、定着ベルト64の裏面検出温度と定着ベルト64の回転量に応じて、目標温度を補正し、定着ベルト64のおもて面の温度が目標温度に一定に保たれるので、印刷媒体に与える熱量が安定し、印刷品位が向上する。
なお、加圧ローラにヒータが備えられている場合も、上記と同様に実験により近似関数を得ることができるため、その近似関数を用いて上述した温度制御と同様の温度制御を行えば、印刷媒体に与える熱量が安定し、印刷品位が向上する。
By controlling the temperature of the fixing
Even when the pressure roller is equipped with a heater, an approximate function can be obtained by experiment as described above. Therefore, if the temperature control similar to the above-described temperature control is performed using the approximate function, printing can be performed. The amount of heat applied to the medium is stabilized, and the print quality is improved.
以上説明したように、第1の実施例では、温度制御部が、定着ベルトの回転開始直前の温度をベルトサーミスタから取得し、定着ベルトの回転開始直前の温度と、制御部の距離計算部が算出した回転量とに応じて目標温度を設定して定着ベルトの温度制御を行うようにしたことにより、定着ベルトが印刷媒体に与える熱量を安定させ、印刷品位を向上させることができるという効果が得られる。 As described above, in the first embodiment, the temperature control unit acquires the temperature immediately before the start of rotation of the fixing belt from the belt thermistor, and the temperature immediately before the start of rotation of the fixing belt and the distance calculation unit of the control unit By setting the target temperature according to the calculated amount of rotation and controlling the temperature of the fixing belt, the amount of heat given to the print medium by the fixing belt can be stabilized and the print quality can be improved. can get.
第2の実施例の構成は、図1に示す第1の実施例の構成における制御部にタイマを追加したものとしている。その第2の実施例の構成を図11の第2の実施例における画像形成装置の制御構成を示すブロック図に基づいて説明する。なお、上述した第1の実施例と同様の部分は、同一の符号を付してその説明を省略する。また、画像形成装置の構成は第1の実施例と同様なのでその説明を省略する。
図11において、画像形成装置1の制御部10は、LEDヘッド制御部11と、トナー像形成処理部12と、用紙搬送モータ制御部13と、定着モータ制御部14と、距離計算部15と、温度制御部16と、タイマ21とからなる。
計時手段としてのタイマ21は、時間の経過を計測するものであり、本実施例では、定着ベルトが回転を停止した時間を計測する。
In the configuration of the second embodiment, a timer is added to the control unit in the configuration of the first embodiment shown in FIG. The configuration of the second embodiment will be described based on the block diagram showing the control configuration of the image forming apparatus in the second embodiment of FIG. Note that parts similar to those of the first embodiment described above are denoted by the same reference numerals and description thereof is omitted. Further, since the configuration of the image forming apparatus is the same as that of the first embodiment, the description thereof is omitted.
In FIG. 11, the
The
上述した構成の作用について説明する。
まず、定着ベルトの表裏温度差が存在する状態において、定着ベルトの回転駆動を停止し、所定時間が経過した後、再駆動する場合であって、所定時間が経過した後の定着ベルトの表裏温度差の変化を図3および図12を用いて説明する。
The operation of the above configuration will be described.
First, when there is a temperature difference between the front and back of the fixing belt, the rotation of the fixing belt is stopped, and after a predetermined time has elapsed, the driving is restarted. The change of the difference will be described with reference to FIGS.
図12は第2の実施例における定着ベルトの回転停止時間と表裏温度差の最大の関係を示すグラフである。図12の横(x)軸は定着ベルトの回転停止時間(秒)、縦(y)軸は表裏温度差の最大(℃)を示している。
図12において、初期表裏温度差が15℃、8℃、2℃の場合、表裏温度差の最大y(℃)は、例えば以下の関数で近似される。
初期表裏温度差が15℃の場合、y=14.716e-0.1376x
初期表裏温度差が8℃の場合、y=7.3578e-0.1376x
初期表裏温度差が2℃の場合、y=1.8395e-0.1376x
FIG. 12 is a graph showing the maximum relationship between the rotation stop time of the fixing belt and the front-back temperature difference in the second embodiment. In FIG. 12, the horizontal (x) axis shows the rotation stop time (seconds) of the fixing belt, and the vertical (y) axis shows the maximum (° C.) of the front-back temperature difference.
In FIG. 12, when the initial front and back temperature difference is 15 ° C., 8 ° C., and 2 ° C., the maximum y (° C.) of the front and back temperature difference is approximated by the following function, for example.
When the initial front / back temperature difference is 15 ° C., y = 14.716e −0.1376x
When the initial front / back temperature difference is 8 ° C., y = 7.3578e −0.1376x
When the initial front / back temperature difference is 2 ° C, y = 1.8395e -0.1376x
図12に示すように、回転停止時の表裏温度差が大きいほど、定着ベルト64の表裏温度差が大きい状態で0℃に減衰していく。定着ベルト64が停止した場合は、定着ヒータ61からの熱量は伝達されないため、定着ベルト64は放熱するのみであり、放熱する熱量は定着ベルト64に接触する部材および定着器6の内部温度との温度差によるため、停止時の定着ベルト64の表裏温度差が大きいほど、所定の時間が経過するまでの温度低下は大きい。
なお、定着ベルト64の熱容量が小さいため、表裏温度差が0℃付近になるまでの時間は20秒程度である。
As shown in FIG. 12, the larger the front / back temperature difference when rotation is stopped, the more the front / back temperature difference of the fixing
In addition, since the heat capacity of the fixing
図13は第2の実施例における定着ベルト回転停止時の表裏温度差と係数の関係を示すグラフである。図12に示す近似関数の係数をAとすると、定着ベルト64の回転停止時の表裏温度差xと係数A(y)との間には線形な特性(例えば、y=0.9197x+0.6131)がある。
なお、本実施例では、図12において、近似関数は、温度変化の特性に応じて対数近似した関数を使用したが、直線近似したものでも良い。
FIG. 13 is a graph showing the relationship between the front and back temperature difference and the coefficient when rotation of the fixing belt is stopped in the second embodiment. Assuming that the coefficient of the approximate function shown in FIG. 12 is A, a linear characteristic (for example, y = 0.9197x + 0.6131) exists between the front and back temperature difference x when the rotation of the fixing
In this embodiment, in FIG. 12, the approximate function is a logarithmically approximated function according to the temperature change characteristic, but may be a linearly approximated function.
以上説明したことをもとに、定着ベルトの表裏温度差が存在する状態において、定着ベルトの回転駆動を停止し、所定時間が経過した後、再駆動する場合に、温度制御部16が行う温度制御処理を図14の第2の実施例における温度制御処理の流れを示すフローチャートの図中Sで表すステップにしたがって図2、図3および図11を参照しながら説明する。
Based on what has been described above, in a state where there is a difference in temperature between the front and back of the fixing belt, the temperature that the
S201、S202:図9に示すS101、S102と同様の処理なので説明を省略する。なお、S202の目標温度設定処理は図10に示す第1の実施例と同様の処理である。
S203:温度制御部16は、目標温度補正処理を行う。なお、目標温度補正処理の詳細は後述する。
S204〜S209:図9に示すS103〜S108と同様の処理なので説明を省略する。
S201, S202: The processing is the same as S101, S102 shown in FIG. Note that the target temperature setting process in S202 is the same process as in the first embodiment shown in FIG.
S203: The
S204 to S209: The processing is the same as S103 to S108 shown in FIG.
S210:温度制御部16は、図10に示すS114で算出した補正値Tkを回転停止時温度差Tslとして記憶部に記憶し、本処理を終了する。
この回転停止時温度差Tslは、定着ベルト64の回転開始直前の温度から導出した定着ベルト64の内周面と外周面との温度差と、距離計算部15が算出した回転停止までの回転量とから導出した定着ベルト64の回転停止時の表裏温度差である。
S210: The
The temperature difference Tsl at the time of rotation stop is the temperature difference between the inner peripheral surface and the outer peripheral surface of the fixing
次に、温度制御部16が行う目標温度の補正処理を図15の第2の実施例における目標温度補正処理の流れを示すフローチャートの図中Sで表すステップにしたがって図2、図3および図11を参照しながら説明する。
S211:温度制御部16は、目標基準温度T_def(例えば、T_def=170℃)を記憶部から読み込む。
Next, the target temperature correction processing performed by the
S211: The
S212:温度制御部16は、回転停止時温度差Tsl(例えば、Tsl=4℃)を記憶部から読み込む。
S213:温度制御部16は、定着ベルト64が停止してからの経過時間をタイマ21により取得し、定着ベルト64の回転停止時間とする。例えば、タイマ21により取得した定着ベルト64の回転停止時間は5秒とする。
S212: The
S213: The
S214:温度制御部16は、記憶部から読み取った回転停止時温度差Tslに基づいて、図13に示す特性により係数A(例えば、回転停止時温度差Tsl=4℃とすると係数A=4)を決定し、図12に示すグラフと相似する関数を利用して定着ベルト64の回転停止時間に基づいて停止後補正値Tklを算出する。例えば、停止後補正値Tklは、回転停止時温度差Tsl=4℃のときの定着ベルト64の回転停止時間=5秒のときの値なので、図12により、2℃となる。
S214: The
さらに、温度制御部16は、次の式2により、標基準温度T_def、補正値Tkおよび停止後補正値Tklを用いて目標温度T_ctlを算出し、設定する(例えば、目標温度T_ctl=170℃−4℃−2℃=164℃)。
目標温度T_ctl=目標基準温度T_def−補正値Tk−停止後補正値Tkl ・・・(式2)
なお、補正値Tkは図10に示す目標温度設定処理で算出された値である。
Further, the
Target temperature T_ctl = target reference temperature T_def−correction value Tk−post-stop correction value Tkl (Expression 2)
The correction value Tk is a value calculated by the target temperature setting process shown in FIG.
このようにして温度制御部16は、図10に示す目標温度設定処理で設定された目標温度T_ctlに対して、タイマ21により計測された定着ベルト64の回転停止時間に応じて算出した停止後補正値Tklで補正し、定着ベルト64の回転停止後の目標温度T_ctlを算出、設定し、本処理を終了して図14のS203の処理に戻る。
以上のように定着ベルト64の温度制御を行うことにより、定着ベルト64の表裏温度差が存在する状態において、定着ベルト64の回転駆動を停止し、所定時間が経過した後、再駆動する場合であっても、定着ベルト64のおもて面の温度が目標温度に一定に保たれるので、印刷媒体に与える熱量が安定し、印刷品位が向上する。
Thus, the
By controlling the temperature of the fixing
以上説明したように、第2の実施例では、第1の実施例の効果に加え、温度制御部が、タイマにより計測された定着ベルトの回転停止時間に応じて目標温度を補正するようにしたことにより、定着ベルトの表裏温度差が存在する状態において、定着ベルトの回転駆動を停止し、所定時間が経過した後、再駆動する場合であっても、印刷媒体に与える熱量を安定させ、印刷品位を向上させることができるという効果が得られる。
なお、第1の実施例および第2の実施例では、画像形成装置をプリンタとして説明したが、それに限られることなく、ファクシミリ装置、複写機、複合機(MFP)等としても良い。
As described above, in the second embodiment, in addition to the effects of the first embodiment, the temperature control unit corrects the target temperature according to the rotation stop time of the fixing belt measured by the timer. Thus, in the state where there is a temperature difference between the front and back surfaces of the fixing belt, even if the rotation driving of the fixing belt is stopped and the driving is restarted after a predetermined time has elapsed, the amount of heat given to the printing medium is stabilized, and the printed product The effect that the position can be improved is obtained.
In the first and second embodiments, the image forming apparatus has been described as a printer. However, the image forming apparatus is not limited thereto, and may be a facsimile machine, a copier, a multifunction peripheral (MFP), or the like.
1 画像形成装置
2 給紙カセット
3 LEDヘッド
4 用紙搬送部
5 トナー像形成部
6 定着器
10 制御部
11 LEDヘッド制御部
12 トナー像形成処理部
13 用紙搬送モータ制御部
14 定着モータ制御部
15 距離計算部
16 温度制御部
17 用紙搬送モータ
18 定着モータ
21 タイマ
61 定着ヒータ
63 上加圧ローラ
64 定着ベルト
65 下加圧ローラ
67 ベルトサーミスタ
68 センサ
69 ベルト支持部材
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1
Claims (5)
前記定着部は、
回転可能な回転部材と、
前記回転部材に接触して配置され、前記印刷媒体を前記回転部材とともに挟持して加圧する回転可能な加圧部材と、
前記回転部材を加熱する加熱部と、
前記回転部材の内周面の温度を検出する温度検出手段とを備え、
前記制御手段は、
前記回転部材の回転量を算出する距離計算部と、
前記温度検出手段が検出した温度に基づいて前記加熱部を制御し、前記回転部材の温度を目標温度に制御する温度制御部とを備え、
前記温度制御部は、前記回転部材の回転開始直前の温度を前記温度検出手段から取得し、前記回転開始直前の温度と、前記距離計算部が算出した回転量とに応じて前記目標温度を設定することを特徴とする画像形成装置。 A fixing unit that fixes the developer image on the print medium, and a control unit that controls the fixing unit;
The fixing unit is
A rotatable rotating member;
A rotatable pressing member that is disposed in contact with the rotating member and presses the print medium together with the rotating member;
A heating unit for heating the rotating member;
Temperature detecting means for detecting the temperature of the inner peripheral surface of the rotating member,
The control means includes
A distance calculation unit for calculating a rotation amount of the rotating member;
A temperature control unit that controls the heating unit based on the temperature detected by the temperature detection unit and controls the temperature of the rotating member to a target temperature;
The temperature control unit acquires a temperature immediately before the rotation of the rotating member from the temperature detection unit, and sets the target temperature according to the temperature immediately before the rotation starts and the rotation amount calculated by the distance calculation unit. An image forming apparatus.
前記回転部材は、ベルトであることを特徴とする画像形成装置。 The image forming apparatus according to claim 1.
The image forming apparatus, wherein the rotating member is a belt.
前記温度制御部は、前記温度検出手段から取得した前記回転部材の回転開始直前の温度から前記回転部材の内周面と外周面との温度差を導出し、前記温度差と前記距離計算部が算出した回転量とに応じて前記目標温度を設定することを特徴とする画像形成装置。 The image forming apparatus according to claim 1, wherein:
The temperature control unit derives a temperature difference between the inner peripheral surface and the outer peripheral surface of the rotating member from the temperature immediately before the rotation of the rotating member acquired from the temperature detecting unit, and the temperature difference and the distance calculating unit An image forming apparatus, wherein the target temperature is set according to the calculated rotation amount.
前記回転部材が回転を停止した時間を計測する計時手段を備え、
前記温度制御部は、前記回転部材の回転開始直前の温度を前記温度検出手段から取得し、前記回転開始直前の温度と、前記距離計算部が算出した回転量とに応じて設定する前記目標温度に対して、前記計時手段により計測された前記回転部材の回転停止時間に応じて前記目標温度を補正することを特徴とする画像形成装置。 The image forming apparatus according to any one of claims 1 to 3,
Comprising time measuring means for measuring the time when the rotating member stopped rotating,
The temperature control unit obtains the temperature immediately before the rotation of the rotating member from the temperature detection unit, and sets the target temperature according to the temperature immediately before the rotation start and the rotation amount calculated by the distance calculation unit. On the other hand, the target temperature is corrected according to the rotation stop time of the rotating member measured by the time measuring means.
前記温度制御部は、前記回転部材の回転開始直前の温度から導出した前記回転部材の内周面と外周面との温度差と、前記距離計算部が算出した回転停止までの回転量とから前記回転部材の回転停止時の内周面と外周面との温度差を導出し、前回記転停止時の内周面と外周面との温度差と前記回転部材の回転停止時間とに応じて前記目標温度を補正することを特徴とする画像形成装置。 The image forming apparatus according to claim 4.
The temperature control unit is based on the temperature difference between the inner peripheral surface and the outer peripheral surface of the rotating member derived from the temperature immediately before the rotation of the rotating member starts, and the rotation amount until the rotation stop calculated by the distance calculating unit. The temperature difference between the inner peripheral surface and the outer peripheral surface when the rotation of the rotating member is stopped is derived, and the temperature difference between the inner peripheral surface and the outer peripheral surface at the time of the previous rotation stop and the rotation stop time of the rotating member are An image forming apparatus that corrects a target temperature.
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Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2020112623A (en) * | 2019-01-09 | 2020-07-27 | コニカミノルタ株式会社 | Fixing device, image forming apparatus, control method, and computer program |
-
2012
- 2012-06-27 JP JP2012143775A patent/JP2014006470A/en active Pending
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