JP2014059549A - 像加熱装置及び画像形成装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】制御部10は、測定モードを実行して、ニップ部Nの長手方向端部と長手方向中央部の加圧状態の差が反映された加圧機構9の調整量を生成する。測定モードは、加熱ヒータ6に加熱されるニップ部Nの温度変化の過程で温度検出素子31と温度検出素子32により温度を検出し、検出結果に基づいて制御情報を生成する。ニップ部Nの昇温過程の所定時間における温度検出素子31と温度検出素子32の温度上昇量の差分に応じた制御情報を生成する。制御部10は、ニップ部Nの昇温過程に続いてニップ部Nで記録材Pの加熱処理が実行された後に、測定モードで求めた調整量に基づいて加圧機構9を調整する。
【選択図】図4
Description
<画像形成装置>
以下に、図面を参照して本発明の第1の実施の形態について説明をする。図1は画像形成装置の構成の説明図である。図1に示すように、画像形成装置100は、中間転写ベルト21に沿って画像形成部Pa、Pb、Pc、Pdを配置したタンデム型フルカラープリンタである。
ついで、像加熱装置の一例である定着装置の構成について説明をする。なお、図2は定着装置の構成の説明図であり、図3は加熱ヒータの構成の説明図である。図2に示すように、ベルト加熱方式の定着装置30は、加熱ヒータ6が薄い定着ベルト1を介して記録材P上のトナー像を定着するため、画像形成ジョブの受信後、少ない消費電力でも短時間で昇温立上げを行うことができる。定着装置30は、スタンバイ時に加熱ヒータ6に電力供給せず、消費電力を極力低く抑えている。
ついで、支持構造体33と加圧ローラ2の少なくとも一方の両端部を加圧するとともに、ニップ部Nの長手方向端部の加圧状態と長手方向中央部の加圧状態の差を調整可能に構成された加圧機構9について説明をする。なお、図4は加圧機構の構成の説明図であり、図5は加圧機構の加圧力とニップ部の圧力分布の関係の説明図である。図4に示すように、本実施の形態において定着ベルト1の長手方向の長さは340mm、加熱ヒータ6の長手方向の長さは370mm、ガイド部材4の長手方向の長さは374mm、加圧ローラ2の長手方向の長さは330mmとなっている。
定着装置30においては、加圧ローラ2の弾性層に使用されたゴム材料の硬度の経時変化により、定着ベルト1の回転方向におけるニップ部N(図2参照)の長さであるニップ幅が加圧ローラ2の加熱累積時間に応じて変化する。加熱累積時間が増えるに従って、加圧ローラ2の弾性層の硬度が低下して長手方向中央部でニップ幅が広がる。ニップ幅が広がると、ニップ部Nを通過する過程で定着ベルト1から記録材へ移転する熱量が増加する。その結果、初期的に未定着画像を定着させるのに必要としていた熱量に比べて、必要以上の熱量が加わるようになって、ニップ部Nの長手方向中央部ではトナー像が加熱され過ぎる虞がある。
そこで、本実施の形態では、定期的に、定着装置30のニップ部Nの長手方向中央部と長手方向端部の加圧状態を評価して、定着画像品質を維持できる所定の初期状態に回復させている。以下、このニップ部Nの長手方向の加圧状態を回復させる制御を行う制御部10(図4参照)について説明をする。なお、図6は定着装置の加熱昇温過程における温度検出素子ごとの温度上昇量の説明図、図7は加圧ローラの経時変化と加圧力補正の説明図、図8は加圧力制御のフローチャートである。
ΔTa=(T2a−T1a)
ΔTb=(T2b−T1b)
ついで、第2の実施の形態について説明をする。第2の実施の形態では、第1の実施の形態に比して、非通過領域の昇温に着目して、ニップ部の加圧力分布を補正する点において第1の実施の形態と異なっている。従って、以下の説明においては、第1の実施の形態と同様の構成については、その説明を省略し、第1の実施の形態と異なっている点のみを説明する。
図9は非通紙部昇温の説明図である。図9に示すように定着装置30にてニップ部N(図4参照)の長手方向の最大加熱幅よりも小さい幅の記録材(小サイズ紙)をプリントする場合、記録材が通過する通紙部と記録材が通過しない非通紙部HTとでは記録材によって奪われる熱量が大きく異なる。そのため、通紙部に配置された温度検出素子31の検出温度が所定の目標温度を保つように加熱ヒータ6の発熱量を制御すると、記録材によって熱を奪われない非通紙部HTの温度が徐々に上昇して非通紙部昇温が発生する。
ついで、第3の実施の形態について説明をする。第3の実施の形態では、第1及び第2の実施の形態に比して、ニップ部の長手方向の加圧力分布に応じて、温度検出素子の閾値温度を補正する点において異なっている。従って、以下の説明においては、第1及び第2の実施の形態と同様の構成については、その説明を省略し、第1及び第2の実施の形態と異なっている点のみを説明する。なお、図10は第3の実施の形態の非通紙部昇温制御のフローチャートである。
第4の実施の形態では、第2の実施の形態と同様に、画像形成装置100の設置時、または定着装置30の部材交換時、サービスマンが不図示の操作パネルを操作して測定モードを実行する。制御部10は、測定モードを実行してニップ部の長手方向中央部の加圧力と長手方向端部の加圧力との大小関係を評価して加圧機構9の制御量とともに、温度検出素子32を用いた非通紙部昇温を抑制する制御の閾値温度を求める。そして、測定モードで求めた制御量を直ちに加圧機構9に反映させて、ニップ部の長手方向中央部の加圧力と長手方向端部の加圧力とを等しく調整する。また、その後の画像形成では、第3の実施の形態と同様に、測定モードで求めた閾値温度を用いてスループットの制御を行う。
Claims (11)
- 記録材の画像面に当接する無端状のベルト部材と、
前記ベルト部材の内側面を非回転に支持して前記ベルト部材を加熱する支持構造体と、
前記支持構造体に支持された前記ベルト部材と当接してニップ部を形成するローラ部材と、
前記支持構造体と前記ローラ部材との間に加圧力を発生させて前記ニップ部を形成する加圧機構と、
前記支持構造体の長手方向中央部の温度を検出する第一温度センサと、
前記支持構造体の長手方向端部の温度を検出する第二温度センサと、
前記支持構造体に加熱される前記ニップ部の温度変化の過程で前記第一温度センサと前記第二温度センサにより温度を検出し、この検出結果に基づいて、前記ニップ部の長手方向端部と長手方向中央部の加圧状態の差が反映された制御情報を生成する測定モードを実行可能な制御部と、
を備えることを特徴とする像加熱装置。 - 前記制御部は、前記測定モードにおいて、前記ニップ部の昇温過程の所定時間内における前記第一温度センサと前記第二温度センサの温度上昇量の差分に応じた前記制御情報を生成することを特徴とする請求項1記載の像加熱装置。
- 前記加圧機構は、前記支持構造体と前記ローラ部材の少なくとも一方の両端部を加圧するとともに、前記両端部に対する加圧力を変更して前記ニップ部の長手方向端部の加圧状態と長手方向中央部の加圧状態の差を調整可能であって、
前記制御情報は、前記第一温度センサの温度上昇量と前記第二温度センサの温度上昇量の関係を所定の関係に調整するように前記両端部に対する加圧力を調整するための前記加圧機構の調整量を含むことを特徴とする請求項2記載の像加熱装置。 - 前記加圧機構の調整量は、前記第一温度センサと前記第二温度センサの温度上昇量の差分が小さくなるように設定される、
請求項3記載の像加熱装置。 - 前記制御部は、前記ニップ部の昇温過程に続いて前記ニップ部で記録材の加熱処理が実行された後に、前記測定モードで求めた前記調整量に基づいて前記加圧機構の加圧力を調整することを特徴とする請求項3又は4記載の像加熱装置。
- 前記制御情報は、前記第二温度センサの検出温度に基づいて前記ニップ部の長手方向端部の昇温を規制するための閾値温度を含むことを特徴とする請求項1乃至5のいずれか1項記載の像加熱装置。
- 前記制御部は、前記ニップ部の昇温過程の所定時間内において検出された前記第二温度センサの温度上昇量から前記第一温度センサの温度上昇量を引いた差分の値が、プラス方向に大きくなるほど、前記閾値温度を段階的に大きくすることを特徴とする請求項6記載の像加熱装置。
- 前記制御部は、前記ニップ部の昇温過程に続いて前記ニップ部で記録材の加熱処理を実行する際に前記第二温度センサの検出温度が前記閾値温度に達するごとに段階的に加熱処理の単位時間当たり処理枚数を低下させることを特徴とする請求項6又は7記載の像加熱装置。
- 前記制御部は、前記制御情報として、前記第一温度センサの温度上昇量と前記第二温度センサの温度上昇量の関係を所定の関係に調整するように前記両端部に対する加圧力を調整するための前記加圧機構の調整量と、前記第二温度センサの検出温度に基づいて前記ニップ部の長手方向端部の昇温を規制するための閾値温度とを生成することが可能であり、
前記閾値温度の設定を前記測定モードによって求められた前記閾値温度の値によって調整すると共に、前記測定モードによって求めた調整量によって前記加圧機構の加圧力を調整した場合は、前記閾値温度の設定を初期状態へと戻すことを特徴とする請求項1記載の像加熱装置。 - 記録材の画像面に当接すると共に、この画像面を加熱する加熱部材と、
前記加熱部材と当接してニップ部を形成するローラ部材と、
前記加熱部材の長手方向中央部の温度を検出する第一温度センサと、
前記加熱部材の長手方向端部の温度を検出する第二温度センサと、
前記加熱部材に加熱される前記ニップ部の温度変化の過程で前記第一温度センサと前記第二温度センサにより温度を検出し、前記第一温度センサの温度変化の勾配が、前記第二温度センサの温度変化の勾配よりも大きい場合、前記ニップ部の加圧力の分布が長手方向中央側の方が長手方向端部側よりも大きいと評価し、前記第一温度センサの温度変化の勾配が、前記第二温度センサの温度変化の勾配よりも小さい場合、前記ニップ部の加圧力の分布が長手方向中央側の方が長手方向端部側よりも小さいと評価する制御部と、を備えた、ことを特徴とする像加熱装置。 - 可変の画像間隔でトナー像を形成して記録材に転写する画像形成部と、
記録材の画像面に当接する無端状のベルト部材と、
前記ベルト部材の内側面を非回転に支持して前記ベルト部材を加熱する支持構造体と、
前記支持構造体に支持された前記ベルト部材に当接して前記画像形成部から給送された記録材のニップ部を形成するローラ部材と、
前記支持構造体と前記ローラ部材の少なくとも一方の両端部を加圧して前記ニップ部を形成する加圧機構と、
前記支持構造体の長手方向中央部の温度を検出する第一温度センサと、
前記支持構造体の長手方向端部の温度を検出する第二温度センサと、
前記支持構造体に加熱される前記ニップ部の温度変化の過程で前記第一温度センサと前記第二温度センサにより温度を検出し、この検出結果に基づいて、前記ニップ部の長手方向端部と長手方向中央部の加圧状態の差が反映された制御情報を生成する制御部とを備えた、ことを特徴とする画像形成装置。
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