JP2014067009A - 画像形成装置、及び、画像形成装置の制御方法 - Google Patents
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Abstract
【課題】 記録材にトナー像を定着する際の生産性の低下を抑制する。
【解決手段】 定着装置16は、記録材の幅が所定の幅以下であれば、定着ベルト1の発熱領域が所定位置を含む第1の発熱領域に制御され、記録材の幅が所定の幅以下でなければ、定着ベルト1の発熱領域が前記第1の発熱領域と記録材の搬送方向に直交する幅方向において前記第1の発熱領域よりも外側の他の領域とを含む第2の発熱領域に制御される。定着装置16は、前記発熱領域が前記第1の発熱領域から前記第2の発熱領域に変更される場合、冷却ファン204が前記所定位置を冷却する。
【選択図】 図6
【解決手段】 定着装置16は、記録材の幅が所定の幅以下であれば、定着ベルト1の発熱領域が所定位置を含む第1の発熱領域に制御され、記録材の幅が所定の幅以下でなければ、定着ベルト1の発熱領域が前記第1の発熱領域と記録材の搬送方向に直交する幅方向において前記第1の発熱領域よりも外側の他の領域とを含む第2の発熱領域に制御される。定着装置16は、前記発熱領域が前記第1の発熱領域から前記第2の発熱領域に変更される場合、冷却ファン204が前記所定位置を冷却する。
【選択図】 図6
Description
本発明は、熱によってトナー像を記録材に定着させる画像形成装置、及び、この画像形成装置の制御方法に関する。
画像形成装置に備えられた電磁誘導加熱方式の定着装置は、記録材を加熱する磁性体金属から成る無端状の加熱部材と、この加熱部材に対向する位置に設けられたコイルと、加熱部材に圧接された状態で回転駆動する加圧ローラとを有する構成となっている。以降、加熱部材に加圧ローラを圧接させることで形成される領域を定着ニップ部と称す。この定着装置は、コイルに電流を流すことで、このコイルに対向する加熱部材の表面に渦電流を生じさせると、加熱部材がジュール熱で発熱する。定着装置は、加熱部材の温度が所定温度となった状態で定着ニップ部に未定着のトナー像を担持した記録材が通紙されると、定着ニップ部の熱と圧力によって未定着のトナー像を記録材に溶融定着する。
ここで、定着ニップ部に記録材が搬送される搬送方向に直交する幅方向における記録材の幅は、定着ニップ部の幅よりも狭い場合がある。定着ニップ部の幅よりも狭い任意の幅の複数の記録材に未定着のトナー像を連続して定着させる場合、加熱部材の記録材と接触する領域(通紙領域)を所定温度に保とうとすると、加熱部材の記録材と接触しない領域(非通紙領域)が過昇温してしまう。これは、加熱部材の通紙領域の熱が定着ニップ部を通過する記録材に伝達するのに対して、加熱部材の非通紙領域に蓄積された熱が定着ニップ部を通過する記録材に伝達されないからである。
そこで、加熱部材の非通紙領域とコイルとの間に、コイルで生じる磁界の磁束密度を低下させる遮蔽部材を移動させて、加熱部材の非通紙領域が過昇温することを抑制する定着装置がある(特許文献1)。この定着装置によれば、加熱部材が誘導加熱される領域を遮蔽部材によって記録材の幅に設定することで、加熱部材の非通紙領域の発熱量が抑制されるので、非通紙領域の温度が異常温度となるまで上昇することを防止することができる。
しかしながら、この定着装置は任意の幅の記録材(第1の記録材)に未定着のトナー像を定着した後、任意の幅よりも広い幅の記録材(第2の記録材)に未定着のトナー像を定着する場合に、生産性が低下してしまうという問題があった。
第1の記録材に未定着のトナー像を定着させた後、遮蔽部材を移動させて発熱領域を広げた直後においては、第1の記録材と接触していた加熱部材の通紙領域と第1の記録材と接触していなかった加熱部材の非通紙領域とに温度差が生じてしまう。これにより、定着装置が第1の記録材にトナー像を定着した後、第2の記録材にトナー像を定着する場合、第2の記録材と接触する加熱部材の通紙領域全域の温度を所定温度に昇温するまでに時間を要する可能性がある。
つまり、第1の記録材の通紙領域と第2の記録材の通紙領域との共通領域の温度は既に所定温度となっているが、第2の記録材の通紙領域の内、第1の記録材の非通紙領域であった領域の温度は所定温度よりも低い温度である可能性がある。定着装置は、第2の記録材の通紙領域の内、第1の記録材の非通紙領域であった領域の温度を所定温度に制御するために加熱部材の発熱量を一様に増加させるので、第1の記録材の通紙領域と第2の記録材の通紙領域との共通領域が過昇温してしまう。そのため、従来の定着装置は、この共通領域の温度が過昇温しないように加熱部材の温度を制御しなければならなかった。これにより、定着装置は、第2の記録材の通紙領域の全域が所定温度となるまで、第2の記録材にトナー像を定着することができず、画像形成の生産性を低下させてしまうのである。
そこで、本発明の目的は、記録材にトナー像を定着する際の生産性の低下を抑制することができる画像形成装置、及び、この画像形成装置の制御方法を提供することである。
上記課題を解決するため請求項1に記載の画像形成装置は、記録材にトナー像を形成する画像形成手段と、記録材を加熱する加熱部材を備え、前記加熱部材が前記画像形成手段によりトナー像が形成された記録材に前記トナー像を定着する定着手段と、前記加熱部材の所定位置の温度を検知する温度検知手段と、前記温度検知手段により検知された温度に基づいて前記加熱部材の温度を制御する温度制御手段と、前記定着手段に記録材が搬送される搬送方向に直交する幅方向における記録材の幅に基づき、前記加熱部材が発熱する発熱領域を制御する発熱領域制御手段と、前記加熱部材を冷却する冷却手段と、を有し、前記発熱領域制御手段は、記録材の幅が所定の幅以下であれば、前記発熱領域として前記所定位置を含む第1の発熱領域に制御し、記録材の幅が所定の幅以下でなければ、前記発熱領域として前記第1の発熱領域と前記幅方向において前記第1の発熱領域よりも外側の他の領域とを含む第2の発熱領域に制御し、前記冷却手段は、前記発熱領域制御手段により前記発熱領域が前記第1の発熱領域から前記第2の発熱領域に変更される場合、前記所定位置を冷却することを特徴とする。
また、上記課題を解決するため他の請求項に記載の画像形成装置の制御方法は、記録材にトナー像を形成する画像形成手段と、記録材を加熱する加熱部材を備え、前記画像形成手段により形成されたトナー像を前記記録材に定着させる定着手段と、前記加熱部材の所定位置の温度を検知する温度検知手段とを有する画像形成装置の制御方法であって、記録材が搬送される搬送方向に直交する幅方向における記録材の幅が所定の幅以下であれば、前記加熱部材を発熱させる発熱領域として前記所定位置を含む第1の発熱領域を設定し、前記記録材の幅が前記所定の幅以下でなければ、前記発熱領域として前記第1の領域と前記幅方向において前記第1の領域の外側の他の領域とを含む第2の領域に制御する制御工程と、前記発熱領域が前記第1の発熱領域から前記第2の発熱領域に変更される場合、前記所定位置を冷却する冷却工程と、を有することを特徴とする。
本発明によれば、記録材にトナー像を定着する際の生産性の低下を抑制することができる。
(第1の実施形態)
図1は本実施形態の画像形成装置100の概略断面図である。本実施形態の画像形成装置100はリーダ部100Rで読み取った画像をプリンタ部100Pで形成することができる。本実施形態のプリンタ部100Pは4つの画像形成部10a、10b、10c、10dが1列に配列された構成となっている。画像形成部10aはイエローのトナー像を形成し、画像形成部10bはマゼンタのトナー像を形成し、画像形成部10cはシアンのトナー像を形成し、画像形成部10dはブラックのトナー像を形成する。
図1は本実施形態の画像形成装置100の概略断面図である。本実施形態の画像形成装置100はリーダ部100Rで読み取った画像をプリンタ部100Pで形成することができる。本実施形態のプリンタ部100Pは4つの画像形成部10a、10b、10c、10dが1列に配列された構成となっている。画像形成部10aはイエローのトナー像を形成し、画像形成部10bはマゼンタのトナー像を形成し、画像形成部10cはシアンのトナー像を形成し、画像形成部10dはブラックのトナー像を形成する。
画像形成部10aは、イエローのトナー像を担持する感光ドラム11aの周りに、帯電器12aと、露光装置13aと、現像器14aと、一次転写ローラ35aと、ドラムクリーナ15aを有している。ここで、帯電器12aは感光ドラム11aを帯電する。露光装置13aは感光ドラム11aにイエローの色成分に対応した静電潜像を形成するために、イエローの色成分に対応する画像データに応じて感光ドラム11aを露光する。現像器14aは感光ドラム11a上に形成された静電潜像をトナーを有する現像剤を用いてトナー像として顕像化する。一次転写ローラ35aは感光ドラム11aに担持されたイエローの色成分のトナー像を後述の中間転写ベルト30に転写する。ドラムクリーナ15aは感光ドラム11aに残留したトナーを除去する。なお、画像形成部10b、10c、10dは、画像形成部10aと同様の構成を有しているため、ここではその説明を省略する。
中間転写ベルト30は、トナー像が担持される像担持体であり、各画像形成部10a、10b、10c、10dで形成された各色成分のトナー像を重ねて担持することでフルカラーのトナー像が形成される。また、中間転写ベルト30は、この中間転写ベルト30を回転駆動させる駆動ローラ32と、従動ローラ33と、後述の二次転写対向ローラ34に掛け回されており、駆動ローラ32の回転により、図の矢印B方向へと回転駆動される。
なお、一次転写ローラ35aが中間転写ベルト30を介して感光ドラム11aを押圧する部分を一次転写ニップ部Taとする。また、一次転写ローラ35bが中間転写ベルト30を介して感光ドラム11bを押圧する部分を一次転写ニップ部Tbとする。また、一次転写ローラ35cが中間転写ベルト30を介して感光ドラム11cを押圧する部分を一次転写ニップ部Tcとする。また、一次転写ローラ35dが中間転写ベルト30を介して感光ドラム11dを押圧する部分を一次転写ニップ部Tdとする。
中間転写ベルト30には、この中間転写ベルト30上のトナー像を紙などの記録材Pへ転写するための二次転写ローラ36が配設されている。なお、二次転写ローラ36が中間転写ベルト30を介して二次転写対向ローラ34を押圧する部分を二次転写ニップ部Teとする。また、この中間転写ベルト30から記録材Pへと転写されずに残留したトナーを除去するベルトクリーナ50が配設されている。
リーダ部100Rでは原稿台に原稿が置かれ、ユーザによってコピーボタンが押されると、光源から光が照射され、原稿で反射した光が反射鏡を介してイメージセンサ90で受光される。イメージセンサ90は原稿からの反射光を受光すると、R(赤)、G(緑)、B(青)の色成分毎のデータを生成する。R(赤)、G(緑)、B(青)の色成分毎のデータは、CPU201(図4)によりイエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの色成分毎のトナー像を形成するための画像データに変換される。この画像データは、前述の画像形成部10a、10b、10c、10dの露光装置13a、13b、13c、13dに転送される。
次に、本実施形態の画像形成装置100が、不図示のPCやイメージセンサ90から転送される画像データに対応する印刷物を出力する画像形成動作について説明する。
各画像形成部10a、10b、10c、10dにおいて、先ず、帯電器12a、12b、12c、12dが各感光ドラム11a、11b、11c、11dを一様に帯電する。次いで、露光装置13a、13b、13c、13dが各感光ドラム11a、11b、11c、11dに各色成分の画像データに応じた光を照射することで、各色成分の画像データに対応する静電潜像が形成される。その後、各感光ドラム11a、11b、11c、11d上の静電潜像は現像器14a、14b、14c、14dによって各色成分のトナー像として顕像化される。
感光ドラム11a、11b、11c、11d上の各色成分のトナー像は、この各感光ドラム11a、11b、11c、11dの回転に伴い一次転写ニップ部Ta、Tb、Tc、Tdへと搬送される。一次転写ニップ部Ta、Tb、Tc、Tdにおいて、感光ドラム11a、11b、11c、11d上の各色成分のトナー像は一次転写ローラ35a、35b、35c、35dから一次転写電圧が印加され、中間転写ベルト30上に順次重ねて転写される。これにより、中間転写ベルト30上にはフルカラーのトナー像が形成される。また、感光ドラム11a、11b、11c、11dに残留したトナーは、ドラムクリーナ15a、15b、15c、15dによって除去される。
中間転写ベルト30に転写されたトナー像は、この中間転写ベルト30の矢印B方向への回転に伴い、二次転写ニップ部Teに搬送される。一方、記録材Sはタイミングを調整されてフルカラーのトナー像と接触するように二次転写ニップ部Teへと搬送され、二次転写電圧が印加された二次転写ローラ36により、中間転写ベルト30上のフルカラーのトナー像が記録材S上に転写される。また、二次転写ニップ部Teで記録材S上に転写されずに中間転写ベルト30に残留したトナーは、ベルトクリーナ50によって除去される。
トナー像を担持した記録材Sが定着装置16へと搬送されると、定着装置16は未定着のトナー像を担持した記録材Sに熱と圧力を加えることで、この記録材Sに未定着のトナー像を溶融定着する。
次に、本実施形態の定着装置16の構成を図2の定着装置16の概略断面図に基づき説明する。定着装置16は、金属層を有する無端状の定着ベルト1と、鉄合金製の心金にシリコーンゴムの弾性層を設けた加圧ローラ2と、定着ベルト1を誘導加熱する誘導加熱装置70と、加圧ローラ2を冷却する冷却ファン204とを備えている。定着ベルト1は円筒状となっており、この定着ベルト1の周面が移動する方向に直交する幅方向が加圧ローラ2の軸線方向と平行になっている。
なお、本実施形態では、定着ベルト1の周面が移動する方向に直交する加圧ローラ2の軸線方向の中央の位置を基準位置とし、記録材Sの搬送方向に直交する方向の中心が基準位置を通るように記録材Sが定着装置16内を搬送される。ここで、搬送方向とは記録材Sが二次転写ニップ部Teから定着装置16へ搬送される方向であり、以降の説明において記録材Sが搬送される方向を第1の方向と称す。さらに、以降の説明において搬送方向に直交する方向を第2の方向と称す。つまり、定着ベルト1の周面が移動する方向に直交する幅方向、並びに、加圧ローラ2の軸線方向も第2の方向である。
定着ベルト1の内側には、定着ベルト1の内周面に当接する圧力付与部材3が不図示のフレームに固定されている。そして、加圧ローラ2が定着ベルト1を押圧することで定着ニップ部Nを形成している。なお、加圧ローラ2は定着ベルト1を圧接した状態で矢印D2方向へ駆動モータM1(図4)によって回転駆動され、これによって、定着ベルト1は矢印D1方向へ従動回転する。このとき圧力付与部材3はフレーム(不図示)に固定されているので、定着ベルト1が矢印D1方向へ回転しても、定着ベルト1と一緒に回転することがない。
さらに、定着ベルト1の内周面には、定着ベルト1の第2の方向で中央の位置(第1の位置)の温度を検知するサーミスタTH1が設けられている。サーミスタTH1は不図示のフレームにより、定着ベルト1の内周面に近接して配置されており、定着ベルト1が回転しても定着ベルト1と一緒に回転しない。
誘導加熱装置70は、リッツ線を巻き回した励磁コイル部材6と、励磁コイル部材6の磁束密度を制御するための複数の磁性体コア7と、複数の磁性体コア7を励磁コイル部材6に対して独立に接近させたり、離間させるための複数のコア移動機構71を有している。励磁コイル部材6は、U字状に折り曲げられ、定着ベルト1の周面の一部と所定の距離だけ離れて対向するように配置されている。励磁コイル部材6は、励磁回路205(図4)から電流が供給されると磁界を生じ、定着ベルト1の金属層に渦電流を発生させる。これにより定着ベルト1の金属層が発熱する。ここで、定着ベルト1は、渦電流によって発熱する無端状の発熱部に相当する。
誘導加熱装置70は、サーミスタTH1により検知される定着ベルト1の温度T1が目標温度となるように、定着ベルト1を誘導加熱する。誘導加熱装置70が定着ベルト1を誘導加熱することで、サーミスタTH1により検知される定着ベルト1の温度T1が目標温度を含む目標範囲となると、定着ニップ部Nに未定着のトナー像を担持した記録材Sが搬送される。定着装置16は定着ニップ部Nで記録材Sを挟持して搬送すると共に、定着ベルト1の熱と定着ニップ部Nに作用する圧力とで、記録材S上の未定着のトナー像を溶融し、この記録材Sに定着する。なお、目標温度、及び、目標範囲は、記録材Sの紙種、記録材Sのサイズ、定着装置16の温度や湿度に基づいてCPU201によって設定される。
即ち、定着ベルト1は記録材Sを加熱する加熱部材に相当し、加圧ローラ2は定着ベルト1を押圧することで定着ニップ部Nを形成する押圧部材に相当する。
複数の磁性体コア7と、これら複数の磁性体コア7の各々を励磁コイル部材6に対して離接可能な複数のコア移動機構71とは、定着ベルト1の周面に直交する幅方向(第2の方向)に一列に並べて配置されている。なお、本実施形態ではコア移動機構71が磁性体コア7毎に設けられている構成としたが、コア移動機構71はこの構成に限定されない。例えば、1つのコア移動機構71が複数の磁性体コア7を励磁コイル部材6に対して離接可能に移動する構成としてもよい。
複数の磁性体コア7は、励磁コイル部材6の磁束密度を増加させるコア部材である。各コア移動機構71は、磁性体コア7を保持するコアホルダ77を矢印P2方向に移動させ、磁性体コア7を励磁コイル部材6に対して接近させることにより、この磁性体コア7が接近した励磁コイル部材6と対向する定着ベルト1の発熱領域の磁束密度を増加させる。一方、各コア移動機構71は、磁性体コア7を保持するコアホルダ77を矢印P1方向に移動させ、磁性体コア7を励磁コイル部材6から離間させることにより、この磁性体コア7が離間した励磁コイル部材6と対向する定着ベルト1の発熱領域の磁束密度を減少させる。
誘導加熱装置70は、第2の方向の幅が所定幅L以下の記録材Sにトナー像を定着させる場合、第2の方向で励磁コイル部材6の一方の端部領域に対向する磁性体コア7と、他方の端部領域に対向する磁性体コア7とを、励磁コイル部材6から離間させる。これにより、第2の方向の幅が所定幅L以下の複数の記録材Sが定着ニップ部Nを連続して通過する場合、所定幅L以下の記録材Sと接触しない定着ベルト1の非通紙領域に熱が蓄積されてしまい、定着ベルト1や加圧ローラ2を劣化させてしまうことを防いでいる。
冷却ファン204は、加圧ローラ2の第2の方向で中央の所定の幅をもった領域に風を送ることで、加圧ローラ2の第2の方向で中央の所定の幅をもった領域の温度を低下させる。これによって、加圧ローラ2の第2の方向で中央の所定の幅をもった領域と接触する定着ベルト1の第2の方向で中央の所定の幅をもった領域の温度が低下する。ここで、加圧ローラ2の第2の方向で中央の所定の幅をもった領域とは、所定の幅Lの記録材Sと接触する定着ベルト1の領域と対向する領域である。
この冷却ファン204の送風によって第1の位置に設けられたサーミスタTH1の検知温度がトナーの定着に必要な所定温度(例えば、目標範囲の下限温度)よりも低下すると、励磁回路205(図4)は励磁コイル部材6に供給する電流量を増加させることで定着ベルト1の発熱量を増大する。その結果、定着ベルト1は、定着ベルト1の第2の方向で中央の所定の幅をもった領域が冷却ファン204により冷却されている間、定着ベルト1の第2の方向で中央の位置(第1の領域)の温度が目標範囲に保たれる。一方、加圧ローラ2の軸線方向(第2の方向)において第1の領域よりも外側の端部領域(第2の領域)の温度は上昇する。ここで、第2の領域は、例えば、第2の方向において定着ベルト1の端部から予め決まった長さだけ内側の位置から、第2の方向において定着ベルト1の第1の領域までの領域である。
記録材Sが定着ニップ部Nに到達する前に、この記録材Sの第2の方向の幅に応じて、誘導加熱装置70によって定着ベルト1の温度を目標範囲になるまで加熱する領域(以降、加熱領域と称す。)を設定する。図3(a)は、加熱領域の幅を発熱幅W2に制御するときの誘導加熱装置70の要部概略図であり、図3(b)は、加熱領域の幅を発熱幅W1に制御するときの誘導加熱装置70の要部概略図である。図3(b)の如く、加熱領域の第2の方向の幅W1に応じた数の磁性体コア7が励磁コイル部材6に近接し、加熱領域の第2の方向の幅W1の外側に位置する磁性体コア7が励磁コイル部材6から離間する。
定着ニップ部Nに搬送される記録材Sの第2の方向の幅が所定幅L以下であれば、加熱領域の第2の方向の幅を発熱幅W1に設定する。ここで、発熱幅W1の加熱領域は、第2の方向の幅が所定幅L以下の第1の記録材にトナー像を定着させるための第1の加熱領域に相当する。なお、定着ベルト1の発熱幅W1の領域を発熱させるので、第1の加熱領域は、定着ベルト1が発熱する第1の発熱領域と呼ぶこともできる。
一方、定着ニップ部Nに搬送される記録材Sの第2の方向の幅が所定幅Lよりも広ければ、加熱領域の第2の方向の幅を発熱幅W2に設定する。ここで、発熱幅W2の加熱領域は、第2の方向の幅が所定幅Lよりも広い第2の記録材にトナー像を定着させるための第2の加熱領域に相当する。なお、第2の加熱領域の発熱幅W2は、画像形成装置100が搬送を許容している最大サイズの記録材Sの第2の方向の幅以上である。さらに、定着ベルト1の発熱幅W2の領域を発熱させるので、第2の加熱領域は定着ベルト1が発熱する第2の発熱領域と呼ぶこともできる。
ここで、図3(b)の如く、加熱領域の第2の方向の幅を発熱幅W1に制御している状態で、定着ニップ部Nに第2の方向の幅が所定幅Lよりも広い第2の記録材S2が搬送される場合について述べる。定着ニップ部Nに第2の方向の幅が所定幅Lよりも広い第2の記録材S2が搬送される前に、加熱領域の第2の方向の幅を発熱幅W1から図3(a)の発熱幅W2に変更する。このとき、定着ベルト1の第2の方向の端部領域(第2の領域)の温度が目標範囲となるまで第2の記録材S2にトナー像を定着することができない。そこで、本実施形態の定着装置16は、加熱領域の第2の方向の幅を発熱幅W1から発熱幅W2に広げると共に、冷却ファン204で加圧ローラ2の第2の方向で中央の所定の幅をもった領域(所定の領域)を冷却する。これにより、定着ベルト1の端部領域(第2の領域)の発熱量が増加するので、発熱幅W2全域の温度が目標範囲となるまでの時間を短縮できる。
誘導加熱装置70に設けられ、磁性体コア7を励磁コイル部材6に近接させたり、磁性体コア7を励磁コイル部材6から離間させるコア移動機構71を、図2に基づいて詳しく説明する。コア移動機構71は、励磁コイル部材6と磁性体コア7を収容するハウジング76、磁性体コア7を保持するコアホルダ77、コアホルダ77に連結されたリンク部材75、リンク部材75を回転軸78を中心に矢印Q1方向、又は、矢印Q2方向へ回転させるソレノイド74、フレーム79を有している。
リンク部材75の長穴部75aはコアホルダ77の連結突起771と連結されている。リンク部材75が矢印Q1方向へ回転すると、ハウジング76の案内部761による案内によってコアホルダ77と磁性体コア7が矢印P1方向へ移動する。リンク部材75が矢印Q2方向へ回転すると、ハウジング76の案内部761による案内によってコアホルダ77と磁性体コア7が矢印P2方向へ移動する。
ソレノイド74は、電流が供給されることでリンク部材75を矢印Q1方向へ移動する。加熱領域の第2の方向の幅よりも外側のソレノイド74が各ソレノイド74に連結されたリンク部材75を矢印Q1方向へ移動することで、加熱領域の第2の方向の幅よりも外側の磁性体コア7を励磁コイル部材6から離間させる。これにより、加熱領域の第2の方向の幅よりも外側の磁性体コア7と対向する励磁コイル部材6から発生する磁束が減少するので、この励磁コイル部材6と対向する定着ベルト1の領域の発熱量を減少させる。
また、ソレノイド74は、電流の供給が停止されることでリンク部材75を矢印Q2方向へ移動する。加熱領域の第2の方向の幅よりも内側のソレノイド74が各ソレノイド74に連結されたリンク部材75を矢印Q2方向へ移動することで、加熱領域の第2の方向の幅よりも内側の磁性体コア7を励磁コイル部材6に接近させる。これにより、加熱領域の第2の方向の幅よりも内側の磁性体コア7と対向する励磁コイル部材6から発生する磁束が増加するので、この励磁コイル部材6と対向する定着ベルト1の領域の発熱量を増加させる。
図4は本実施形態の画像形成装置100の制御ブロック図である。
CPU201は、画像形成装置100全体を制御する制御回路である。ROM202には、画像形成装置100で実行される各種処理を制御するための制御プログラムが格納されている。また、RAM203は、CPU201が処理のために使用するシステムワークメモリである。CPU201は、外部のPC等に接続されるI/F部を介して転送される画像情報を解析すると共に、画像データを展開することで、画像データに対応する画像が形成される記録材Sのサイズに関するサイズ情報を取得する。
冷却ファン204は、CPU201から駆動信号が入力されると、加圧ローラ2の第2の方向で中央の所定の幅をもった領域(所定の領域)に向けて風を送り、CPU201から停止信号が入力されると、送風を停止する。
励磁回路205は、CPU201からの制御信号に応じて励磁コイル部材6に供給する電流の周波数を切り替える。ここで、励磁コイル部材6に供給される電流の周波数が共振周波数に近ければ近いほど定着ベルト1の発熱量が増加する構成となっている。
ローラ駆動モータM1は、CPU201からの信号に応じて加圧ローラ2を所定の回転速度で回転駆動する。また、この加圧ローラ2と圧接している定着ベルト1を従動回転させる。
サーミスタTH1は、定着ベルト1において第2の方向で中央の位置(第1の位置)の温度を検知し、検知温度に関する情報(温度情報)をCPU201に出力する。CPU201は、サーミスタTH1から出力された検知温度に関する情報(温度y像法)に基づいて、検知温度が目標温度となるように励磁回路205を用いて励磁コイル部材6に入力する電流の周波数を制御する。
駆動回路206は、加熱領域の第2の方向の幅よりも外側に位置するソレノイド74に電流を供給することで、各ソレノイド74に連結されたリンク部材75を矢印Q1方向(図2)に回転し、これにより磁性体コア7を励磁コイル部材6から離間させる。一方、駆動回路206はソレノイド74への電流の供給を停止することで、このソレノイド74に連結されたリンク部材75を矢印Q2方向(図2)に回転し、これにより磁性体コア7を励磁コイル部材6に近接した位置に移動させる。つまり、駆動回路206は、加熱領域の外側に位置する磁性体コア7を移動させるためのソレノイド74に電流を供給することで、定着ベルト1の加熱領域の第2の方向の幅を制御する。
イメージセンサ90は、リーダ部100Rによって読み取った原稿に基づいて各色成分のトナー像を形成するための画像データを生成し、CPU201に転送する。
I/F(インターフェース)300は、スキャナやPC等の外部装置から入力される画像データをCPU201に送信する。
画像形成部10a、10b、10c、10dは、図1で説明しているので、ここでの説明を省略する。
次に、図5は本実施形態の画像形成装置100が画像を形成する際のCPU201(図4)の動作を説明するフローチャートである。なお、図5のフローチャートの処理はCPU201(図4)がROM202(図4)に格納されたプログラムを読み出すことにより実行される。
画像形成装置100の主電源がONされると、CPU201は、イメージセンサ90、又は、I/F300から印刷ジョブが入力されるまで待機する。即ち、ステップS100において、画像形成装置100に印刷ジョブが入力されると、CPU201は、イメージセンサ90、又は、I/F300から転送される画像データの画像情報を解析して、画像が形成される記録材Sのサイズを示すサイズ情報を取得する。つまり、ステップS101において、CPU201は、記録材Sの第2の方向の幅を示すサイズ情報を取得する取得手段として機能する。
次いで、CPU201は、印刷ジョブのページ数をカウントするカウンタCの値に1を設定する(S102)。
次いで、CPU201は、ステップS101において取得された画像を形成すべき記録材Sのサイズ情報に基づき、Cページ目の記録材Sの幅W(c)が所定幅L以下であるか否かを判定する。即ち、ステップS103において、CPU201は、Cページ目の画像が形成される記録材Sのサイズ情報に基づいて、このCページ目の画像が形成される記録材Sの第2の方向の幅W(c)を決定する。
そして、Cページ目の画像が形成される記録材Sの幅W(c)が所定幅Lよりも広ければ、CPU201は、駆動回路206によって加熱領域の第2の方向の幅を発熱幅W2(図3(a))に制御する。即ち、CPU201は、加熱領域として第2の加熱領域を設定する。ステップS107において、CPU201は、駆動回路206によって全てのソレノイド74への電流供給を停止する。電流供給が停止された各ソレノイド74に連結されたリンク部材75が、全ての磁性体コア7を励磁コイル部材6の近傍に保持することで、加熱領域の第2の方向の幅が発熱幅W2に制御される。
一方、ステップS103において、Cページ目の画像が形成される記録材Sの幅W(c)が所定幅L以下であれば、CPU201は、C+1ページ目の画像が形成される記録材Sの幅W(c+1)が所定幅L以下であるか否かを判定する。即ち、ステップS104において、CPU201は、C+1ページ目の画像が形成される記録材Sのサイズ情報に基づいて、このC+1ページ目の画像が形成される記録材Sの第2の方向の幅W(c+1)を検出する。CPU201は、C+1ページ目の画像が形成される記録材Sの幅W(c+1)が所定幅Lよりも広い場合、前述のステップS107へ移行する。
一方、ステップS104において、C+1ページ目の画像が形成される記録材Sの幅W(c+1)が所定幅L以下であれば、CPU201は、C+2ページ目の画像が形成される記録材Sの幅W(c+2)が所定幅L以下であるか否かを判定する。つまり、ステップS105において、CPU201は、C+2ページ目の画像が形成される記録材Sのサイズ情報に基づいて、このC+2ページ目の画像が形成される記録材Sの第2の方向の幅W(c+1)を検出する。CPU201は、C+2ページ目の画像が形成される記録材Sの幅W(c+1)が所定幅Lよりも広い場合、前述のステップS107へ移行する。
一方、ステップS105において、C+2ページ目の画像が形成される記録材Sの幅W(c+1)が所定幅L以下であれば、CPU201は、駆動回路206によって加熱領域の第2の方向の幅を発熱幅W1(図3(b))に制御する。つまり、CPU201は、加熱領域として第1の加熱領域を設定する。ステップS106において、CPU201は、駆動回路206によって加熱領域の第2の方向で発熱幅W1よりも外側に位置するソレノイド74に電流を供給する。電流が供給された各ソレノイド74に連結されたリンク部材75が、加熱領域の第2の方向で発熱幅W1よりも外側の磁性体コア7を励磁コイル部材6から離間させることで、定着ベルト1の加熱領域の第2の方向の幅が発熱幅W1に制御される。
ステップS106、又は、ステップS107において、CPU201は駆動回路206によりソレノイド74を駆動することで加熱領域の第2の方向の幅を制御する第2の制御手段として機能する。
CPU201は、加熱領域の第2の方向の幅を制御した後、温度制御を開始する。即ち、ステップS108において温度制御が開始されると、CPU201は、サーミスタTH1により検知される定着ベルト1の第1の位置(定着ベルト1の中央部)の温度T1が目標範囲となるように、励磁回路205を用いて励磁コイル部材6に供給する電流の周波数を制御する。ここで、定着ベルト1は無端状の発熱部に相当する。さらに、CPU201は、励磁回路205を用いて励磁コイル部材6に供給する電流の周波数を制御することで、定着ベルト1の第1の領域の温度を目標温度に制御する第1の制御手段として機能する。
次いで、CPU201は、ステップS109においてサーミスタTH1により検知される定着ベルト1の第1の位置(定着ベルト1の中央部)の温度T1が目標範囲に収まるまで待機する。ここで、記録材Sの第2の方向の幅が所定幅L以下であるか否かに拘わらず、記録材Sが基準位置を通過するように搬送される。つまり、サーミスタTH1は、第2の方向における定着ベルト1の中央の位置(第1の位置)の温度を検知する第1の温度検知手段として機能する。
ステップS109において、サーミスタTH1の検知温度T1が目標範囲内であれば、CPU201は、ステップS110へ進み、前述の画像形成動作によって印刷ジョブのCページ目のトナー像を記録材S上に形成し、定着装置16を用いて、このトナー像を記録材Sに定着する。
次いで、CPU201は、ステップS111において画像形成すべき全てのトナー像の形成が終了したか否かを判定する。そして、画像形成すべき全ての画像を形成した場合、CPU201は、ステップS112において、励磁回路205によって励磁コイル部材6への通電を停止させることで温度制御を終了する。そして、ステップS100へ移行する。
一方、ステップS111において、全ての画像の形成が終了していない場合、CPU201は、カウンタCの値を1増加させて(S113)、ステップS103へ移行し、次の画像が形成されるべき記録材Sの幅に応じて加熱領域の第2の方向の幅の制御を開始する。
本実施形態の定着装置16は、前述したように加熱領域の第2の方向の幅が発熱幅W1に制御された状態から発熱幅W2に広げられた場合、冷却ファン204により加圧ローラ2の所定の領域を冷却しながら定着ベルト1を発熱させることで、発熱幅W2全域の温度が目標温度に昇温するまでの時間を短縮している。
なお、本実施形態では、発熱幅をW1からW2に変更してから、この発熱幅W2の全域の温度を所定の温度に昇温させるまでの時間が、記録材Sに定着させる画像を形成し始めてから、この画像の3ページ後続の画像を転写させた記録材Sが定着ニップ部Nに到達するまでの時間と略等しいと仮定した。従って、ステップS103からステップS105において、Cページ目からC+2ページ目までの3ページ分の画像が形成される記録材Sの第2の方向の幅が所定幅Lよりも広ければ、予め加熱領域の第2の方向の幅を発熱幅W2に変更する構成とした。従って、定着ベルト1の温度の上昇特性により、この発熱幅の変更を開始するタイミングは適宜選択される。
次に、図5のフローチャートのステップS111において全ての画像の形成が終了していない場合に、図5のフローチャートの処理と並行して実施される冷却ファン204の駆動処理について、図6のフローチャートに基づいて説明する。本実施形態では、前述したように、CPU201が加熱領域の第2の方向の幅を発熱幅W1から発熱幅W2に変更する際に冷却ファン204を駆動することで、発熱幅W2の全域を所定の温度に昇温するまでの時間を短縮している。
前述の図5のフローチャートにおいて、加熱領域の第2の方向の幅が発熱幅W1から発熱幅W2に変更されると、CPU201はステップS201からステップS202に進む。CPU201は、ステップS202において冷却ファン204を駆動して定着ベルト1の回転方向において第1の位置と重なる領域に接触する加圧ローラ2の領域に風を送る。冷却ファン204が定着ベルト1の回転方向において第1の位置と重なる領域に接触する加圧ローラ2の領域を冷却すると、サーミスタTH1の検知温度が目標温度から低下し始める。CPU201は、サーミスタTH1により検知される温度T1が目標範囲を下回らないように、励磁回路205により励磁コイル部材6へ供給する電流の周波数を低くし、励磁コイル部材6への供給電力が多くなるように制御して定着ベルト1の発熱量を増加させる。
これにより、定着ベルト1の第1の領域(中央の領域)の温度が目標範囲に維持されつつ、冷却ファン204の送風の影響を受けていない定着ベルト1の第2の領域(端部領域)の温度を迅速に上昇させることができる。つまり、CPU201は、定着ベルト1の第1の領域の温度T1を冷却ファン204の送風によって目標範囲内に制御しつつ、定着ベルト1の第2の領域の温度が目標範囲となるまでの時間を短縮することができる。
次いで、CPU201は、ステップS203で冷却ファン204を所定時間駆動したか否かを判定する。ここで、所定時間とは、誘導加熱装置70が加熱領域の第2の方向を発熱幅W2に制御してから、定着ベルト1の端部領域(第2の領域)の温度が室温から目標範囲となるまでの時間である。この所定時間は実験により予め求められている。本実施形態では、所定時間が、1ページ目の記録材Sが給紙されてから3ページ後の記録材Sが定着ニップ部Nに到達するまでの時間と仮定する。
ステップS203において、冷却ファン204を所定時間駆動していなければ、CPU201は、ステップS204で画像形成部10a、10b、10c、10dにより形成される画像の搬送方向に直交する方向の長さ(幅)が所定幅Lよりも広いか否かを判定する。ここで、CPU201は、画像形成部10a、10b、10c、10dにより形成される画像を所定幅Lよりも広い記録材Sに定着する場合、この画像を所定幅Lよりも広い画像であると判定する。ステップS204において、画像形成部10a、10b、10c、10dにより形成される画像が所定幅L以下であれば、CPU201は、ステップS203へ移行する。
一方、ステップS204において、画像形成部10a、10b、10c、10dにより形成される画像が所定幅Lよりも広い場合、CPU201は、ステップS205に進み、各画像形成部10a、10b、10c、10dによる画像形成動作を停止し、ステップS203へ移行する。ステップS205において、CPU201は、加熱領域の第2の方向の幅を発熱幅W1から発熱幅W2に変更してから所定時間が経過するまで、第2の方向の幅が所定幅Lよりも広い記録材Sへの画像形成を禁止する禁止手段として機能する。
一方、ステップS203において、冷却ファン204を所定時間駆動すると、CPU201は、ステップS206に進み、冷却ファン204の駆動を停止する。ステップS203からステップS206のループにおいて、冷却ファン204は、加圧ローラ2の第2の方向で中央の所定の幅をもった領域(所定の領域)を冷却することで、この加圧ローラ2と接触している定着ベルト1の第1の領域を所定時間冷却する冷却手段として機能する。なお、定着ベルト1の第2の方向は、この定着ベルト1の周面が移動する方向に直交する幅方向と等しい。
次いで、CPU201は、ステップS207で画像形成動作が停止中であるか否かを判定する。そして、画像形成動作が停止中でなければ、CPU201は、ステップS201へ移行し、再び加熱領域の第2の方向の幅が発熱幅W1から発熱幅W2に変更されるまで待機する。
一方、ステップS207において、画像形成動作が停止中であれば、CPU201は、ステップS208に進み、画像形成を再開し、更にステップS201へ移行する。これにより、CPU201は、画像形成部10a、10b、10c、10dにより、所定幅Lよりも広い記録材Sに定着させる画像の形成を開始する。
なお、定着装置16は、定着ベルト1の端部領域の温度T2を検知するサーミスタTH2を備える構成としてもよい。サーミスタTH2は、画像形成装置100が搬送を許可している最小サイズの記録材Sと接触する定着ベルト1の領域よりも外側で、且つ、画像形成装置100が搬送を許可している最大サイズの記録材Sと接触する定着ベルト1の領域よりも内側の領域に配置される。
CPU201が加熱領域を第1の加熱領域から第2の加熱領域に変更する場合、サーミスタTH2の検知温度T2が目標温度よりも低い所定温度(目標範囲の下限値)よりも低ければ、CPU201が冷却ファン204を駆動する。これにより、冷却ファン204により加圧ローラ2の所定の領域が冷却されるので、定着ベルト1の第1の領域の温度を目標範囲に維持しながら、定着ベルト1の第2の領域の温度を上昇させることができる。
一方、CPU201が第1の加熱領域を第2の加熱領域に変更する場合であっても、サーミスタTH2の検知温度T2が所定温度以上であれば、CPU201は冷却ファン204を駆動する必要がない。定着ベルト1の第2の領域の温度が所定温度以上であるにも拘わらず、冷却ファン204が加圧ローラ2の中央部を冷却してしまうと、定着ベルト1の第1の領域の温度を目標温度に維持するために定着ベルト1の発熱量が増加してしまう。これにより、加圧ローラ2の冷却されている領域と直接接触していない定着ベルト1の端部領域(第2の領域)の温度が過昇温してしまう。そこで、CPU201が加熱領域を第1の加熱領域から第2の加熱領域に変更する場合であっても、サーミスタTH2の検知温度T2が所定温度以上であれば、冷却ファン204が駆動しない構成とする。これにより、定着ベルト1の端部領域(第2の領域)の温度が過昇温することを抑制することができる。なお、所定温度は目標温度と同じ温度としてもよい。
また、CPU201が加熱領域を第1の加熱領域から第2の加熱領域に変更する場合、サーミスタTH2の検知温度T2がサーミスタTH1の検知温度T1よりも低ければ、CPU201が冷却ファン204を駆動する構成としてもよい。つまり、CPU201が加熱領域を第1の加熱領域から第2の加熱領域に変更する場合であっても、サーミスタTH2の検知温度T2がサーミスタTH1の検知温度T1以上であれば、CPU201は冷却ファン204を駆動しない。この構成によっても、定着ベルト1の端部領域(第2の領域)の温度が過昇温することを抑制することができる。
また、CPU201が加熱領域を第1の加熱領域から第2の加熱領域に変更する場合、サーミスタTH2の検知温度T2がサーミスタTH1の検知温度T1よりも閾値以上低ければ、CPU201が冷却ファン204を駆動する構成としてもよい。つまり、CPU201が第1の加熱領域を第2の加熱領域に変更する場合、サーミスタTH2の検知温度T2がサーミスタTH1の検知温度よりも低く、且つ、検知温度T2と検知温度T1との差が閾値未満であれば、CPU201は冷却ファン204を駆動しない。ここで、検知温度T2と検知温度T1との温度差は、加熱領域を広げてから記録材Sが搬送されるまでの間に、端部領域の温度が所定温度に達することができる温度とする。この構成によっても、定着ベルト1の端部領域(第2の領域)の温度が過昇温することを抑制することができる。
さらに、CPU201が加熱領域の第2の方向の幅を発熱幅W1から発熱幅W2に変更した後、サーミスタTH2の検知温度T2がサーミスタTH1の検知温度T1よりも閾値以上高くなった場合、CPU201は画像形成動作を停止する構成としてもよい。この構成によれば、サーミスタTH2の検知温度T2がサーミスタTH1の検知温度T1よりも閾値以上高くなった場合、画像形成装置から画像品位の低い印刷物が形成されることを抑制することができる。
また、サーミスタTH2の検知温度T2がサーミスタTH1の検知温度T1よりも閾値以上高くなった場合、CPU201が加熱領域の第2の方向の幅を発熱幅W2から発熱幅W1に変更すると共に、他の冷却ファン(不図示)が加圧ローラ2の端部領域に冷却する構成としてもよい。この構成によれば、サーミスタTH2の検知温度T2がサーミスタTH1の検知温度T1よりも閾値以上高くなった場合であっても、定着ベルト1の第2の領域の温度を速やかに低下させることができる。
なお、他の冷却ファン(不図示)が加圧ローラ2の端部領域に送風する時間は、記録材Sの紙種、記録材Sのサイズ、定着装置16の温度や湿度に応じて設定される。
これらの構成によれば、加熱領域の第2の方向の幅を繰り返し変更している間に、定着ベルト1の第2の領域の温度が過昇温してしまった場合であっても、定着ベルト1の第2の領域の温度が異常温度となることを抑制することができるという更なる効果がある。
また、定着装置16は、定着ベルト1の発熱領域を変更するために公知の移動可能な磁束遮蔽部材を定着ベルト1と励磁コイル部材6との間に設ける構成としてもよい。即ち、CPU201は、加熱領域を変更するために、磁束遮蔽部材を搬送方向に直交する方向へ移動させる構成とすればよい。具体的に述べると、第1の加熱領域が設定されれば磁束遮蔽部材が定着ベルト1の端部領域(第2の領域)と励磁コイル部材6との間の位置に移動し、第2の加熱領域が設定されれば磁束遮蔽部材が定着ベルト1と励磁コイル部材6との間から退避した位置に移動する。磁束遮蔽部材が定着ベルト1の端部領域(第2の領域)と励磁コイル部材6との間の位置に移動した場合、励磁コイル部材6からの磁束が定着ベルト1の第2の領域を通過する量(磁束密度)を低減することができる。即ち、CPU201が磁束遮蔽部材によって磁束を遮蔽する遮蔽領域を変更することによって、定着ベルト1の端部領域(第2の領域)の温度が過昇温することを抑制することができる。
本実施形態のCPU201は、記録材Sの第2の方向の幅に応じて加熱領域の第2の方向の幅を広げる場合、予め加熱領域の第2の方向の幅を広げた状態で、冷却ファン204により定着ベルト1の第2の方向で中央の所定の幅をもった領域(第1の領域)を所定時間冷却する。これにより、定着ベルト1の第2の方向で中央の所定の幅をもった領域(第1の領域)の温度を目標範囲に制御した状態で、定着ベルト1の端部領域(第2の領域)の温度を上昇させるので、定着ベルト1の第2の方向の全域の温度を目標範囲とするまでの時間が短縮できる。
(第2の実施形態)
本実施形態は、前述した第1の実施形態に対して下記に示す点において相違する。本実施形態のその他の要素は、前述の第1の実施形態に対応するものと同一なので説明を省略する。
本実施形態は、前述した第1の実施形態に対して下記に示す点において相違する。本実施形態のその他の要素は、前述の第1の実施形態に対応するものと同一なので説明を省略する。
第1の実施形態では、冷却ファン204を所定時間駆動したことで、加熱領域の第2の方向の全域の温度が目標範囲になるものとして、この冷却ファン204の駆動を停止する構成とした。一方、本実施形態では、定着ベルト1の第2の方向の端部領域(第2の領域)にサーミスタTH2を設け、この端部領域(第2の領域)の温度が目標範囲となると冷却ファン204の駆動を停止する構成とした。
図7は、定着ベルト1と加圧ローラ2を搬送方向の上流側から見たときの要部概略図である。本実施形態も、冷却ファン204により定着ベルト1の第2の方向で中央の所定の幅をもった領域(第1の領域)の温度を低下させる構成となっている。
定着ベルト1の内側には、定着ベルト1の第2の方向の中央の位置にサーミスタTH1が配置され、定着ベルト1の第2の方向の端部領域の位置にサーミスタTH2が配置されている。具体的に述べると、サーミスタTH2は、画像形成装置100が搬送可能な最小サイズの記録材Sと接触する定着ベルト1の領域よりも外側で、且つ、画像形成装置100が搬送可能な最大サイズの記録材Sと接触する定着ベルト1の領域に配置されている。
図8は、本実施形態の画像形成装置100の制御ブロック図である。
サーミスタTH1は、定着ベルト1の第1の位置の温度T1を検知し、第1の温度T1に関する情報(第1の温度情報)をCPU201に出力する。CPU201は、サーミスタTH1により検知される第1の温度T1が目標範囲となるように励磁回路205を用いて励磁コイル部材6に入力する電流の周波数を制御する。
サーミスタTH2は、定着ベルト1の第2の位置の温度T2を検知し、第2の温度T2に関する情報(第2の温度情報)をCPU201に出力する。CPU201は、サーミスタTH2から出力された第2の温度情報に基づいて、検知温度T2が目標範囲の上限値を上回ると励磁回路205が励磁コイル部材6に供給する電流を停止する。これにより、CPU201は、定着ベルト1の端部領域の温度が異常温度(例えば、200[℃]以上)となる前に定着ベルト1の発熱を停止する。
また、図8において、サーミスタTH2以外の構成は図4で説明しているので、ここでの説明を省略する。
次に、本実施形態の冷却ファン204の駆動処理を、図9のフローチャートに基づいて説明する。なお、本実施形態の画像形成装置100が画像を形成する際のCPU201の動作は、図5に示した第1の実施形態の画像を形成する際のCPU201の動作と同じである。
本実施形態では、CPU201がステップS202において冷却ファン204を駆動させた後ステップS303に進み、サーミスタTH2の検知温度T2が目標範囲内であるか否かを判定する。検知温度T2が目標範囲内でなければ、CPU201は定着ベルト1の第2の方向の端部領域(第2の領域)の温度が、所定幅Lよりも広い記録材Sに画像を定着させることができる温度になっていないと判定する。
ここで、サーミスタTH2は、定着ベルト1の第2の方向で端部領域の位置(第2の位置)の温度を検知する第2の温度検知手段として機能する。なお、定着ベルト1の第2の方向で、画像形成装置100が搬送を許容する最小サイズの記録材Sの幅よりも外側で、且つ、画像形成装置100が搬送を許容する最大サイズの記録材Sの幅よりも内側の位置が第2の位置に相当する。
ステップS303において検知温度T2が目標範囲でなければ、CPU201はステップS204へ進み、画像形成部10a、10b、10c、10dにより形成される画像の幅が所定幅Lよりも広いか否かを判定する。ステップS204において、画像形成部10a、10b、10c、10dにより形成される画像の幅が所定幅Lよりも広い場合、CPU201はステップS205へ進み、各画像形成部10a、10b、10c、10dによる画像形成動作を停止し、ステップS303へ移行する。ステップS205において、CPU201は、サーミスタTH2の検知温度T2が目標範囲となっていない状態で所定幅Lよりも広い記録材に画像が定着されることを禁止するため、所定幅Lよりも広い記録材Sへの画像形成を禁止する禁止手段として機能する。
一方、ステップS204において、画像形成部10a、10b、10c、10dにより形成される画像の幅が所定幅Lよりも広くなければ、CPU201はステップS303へ移行する。
また、ステップS303において、サーミスタTH2の検知温度T2が目標範囲内となると、CPU201はステップS206に進み、定着ベルト1の第2の方向の端部領域(第2の領域)の温度が目標範囲になったと判定し、冷却ファン204の駆動を停止する。これにより、CPU201は定着装置16が所定幅Lよりも広い記録材Sに画像を定着できる状態になったと判定する。
本実施形態のCPU201は、記録材Sの第2の方向の幅に応じて第2の方向における加熱領域の幅を広げる場合、定着ベルト1を発熱させながら、定着ベルト1の第2の方向の端部領域の温度T2が目標範囲となるまで冷却ファン204により定着ベルト1の中央部の領域を冷却する。これにより、定着ベルト1の第2の方向で中央の所定の幅をもった領域(第1の領域)の温度を目標範囲に制御した状態で、定着ベルト1の第2の方向で端部領域(第2の領域)の温度が上昇するので、定着ベルト1の第2の方向の全域の温度を目標範囲とするまでの時間が短縮できる。
なお、CPU201が加熱領域の第2の方向の幅を発熱幅W1から発熱幅W2に変更した後、サーミスタTH2の検知温度T2がサーミスタTH1の検知温度T1よりも閾値以上高くなった場合、CPU201は画像形成動作を停止し、定着ベルト1の第2の領域の温度を低下させる構成としてもよい。さらに、サーミスタTH2の検知温度T2がサーミスタTH1の検知温度T1よりも閾値以上高くなった場合、CPU201が加熱領域の第2の方向の幅を発熱幅W2から発熱幅W1に変更すると共に、他の冷却ファン(不図示)が加圧ローラ2の他の領域に送風する構成としてもよい。なお、他の冷却ファン(不図示)が加圧ローラ2の端部領域に送風する時間は、記録材Sの紙種、記録材Sのサイズ、定着装置16の温度や湿度に応じて設定される。この構成によれば、加熱領域の第2の方向の幅を繰り返し変更している間に、定着ベルト1の第2の領域の温度が過昇温してしまった場合であっても、定着ベルト1の第2の領域の温度が異常温度となることを抑制することができる。
また、第1と第2の実施形態の誘導加熱装置70は、複数の磁性体コア7の各々が独立して励磁コイル部材6に対して離接可能に移動する構成としたが、一部の磁性体コア7が励磁コイル部材6の近傍の位置に固定された構成としてもよい。つまり、加熱領域の第2の方向で発熱幅W1よりも内側の磁性体コア7が励磁コイル部材6の近傍の位置に固定され、加熱領域の第2の方向で発熱幅W1よりも外側の磁性体コア7を励磁コイル部材6に対して離接可能に移動する構成としてもよい。
また、第1と第2の実施形態の定着装置16は、加熱領域の第2の方向の幅を発熱幅W1と発熱幅W2との2段階に設定可能としたが、加熱領域の第2の方向の幅を2以上の多段階に調節可能な構成としてもよい。この構成とする場合、CPU201が画像情報を解析した結果に基づいて、定着ニップ部Nに連続して搬送される所定ページ数分の記録材Sの第2の方向の幅が最も広い記録材Sに合わせて、加熱領域の第2の方向の幅を制御すれば良い。
1 定着ベルト
2 加圧ローラ
16 定着装置
70 誘導加熱装置
201 CPU
204 冷却ファン
S 記録材
TH1 サーミスタ
2 加圧ローラ
16 定着装置
70 誘導加熱装置
201 CPU
204 冷却ファン
S 記録材
TH1 サーミスタ
Claims (18)
- 記録材にトナー像を形成する画像形成手段と、
記録材を加熱する加熱部材を備え、前記加熱部材が前記画像形成手段によりトナー像が形成された記録材に前記トナー像を定着する定着手段と、
前記加熱部材の所定位置の温度を検知する温度検知手段と、
前記温度検知手段により検知された温度に基づいて前記加熱部材の温度を制御する温度制御手段と、
前記定着手段に記録材が搬送される搬送方向に直交する幅方向における記録材の幅に基づき、前記加熱部材が発熱する発熱領域を制御する発熱領域制御手段と、
前記加熱部材を冷却する冷却手段と、を有し、
前記発熱領域制御手段は、記録材の幅が所定の幅以下であれば、前記発熱領域として前記所定位置を含む第1の発熱領域に制御し、記録材の幅が所定の幅以下でなければ、前記発熱領域として前記第1の発熱領域と前記幅方向において前記第1の発熱領域よりも外側の他の領域とを含む第2の発熱領域に制御し、
前記冷却手段は、前記発熱領域制御手段により前記発熱領域が前記第1の発熱領域から前記第2の発熱領域に変更される場合、前記所定位置を冷却することを特徴とする画像形成装置。 - 前記冷却手段は、前記発熱領域制御手段により前記発熱領域が前記第1の発熱領域から前記第2の発熱領域に変更された場合、前記所定位置を所定時間冷却することを特徴とする請求項1に記載の画像形成装置。
- 前記他の領域の温度を検知する他の温度検知手段を更に有し、
前記冷却手段は、前記発熱領域制御手段により前記発熱領域が前記第1の発熱領域から前記第2の発熱領域に変更される場合、前記他の温度検知手段により検知される温度が前記温度検知手段により検知される温度となるまで、前記所定位置を冷却することを特徴とする請求項1に記載の画像形成装置。 - 前記他の領域の温度を検知する他の温度検知手段を更に有し、
前記冷却手段は、前記発熱領域制御手段により前記発熱領域が前記第1の発熱領域から前記第2の発熱領域に変更される場合であって、且つ、前記他の温度検知手段により検知される温度が所定温度よりも低ければ、前記所定位置を冷却することを特徴とする請求項1乃至3のいずれか一項に記載の画像形成装置。 - 前記所定温度は前記記録材の紙種に基づいて決定されることを特徴とする請求項4に記載の画像形成装置。
- 前記他の領域の温度を検知する他の温度検知手段を更に有し、
前記冷却手段は、前記発熱領域制御手段により前記発熱領域が前記第1の発熱領域から前記第2の発熱領域に変更される場合であって、且つ、前記他の温度検知手段により検知される温度が前記温度検知手段により検知されている前記所定位置の温度よりも低ければ、前記所定位置を冷却することを特徴とする請求項1乃至3のいずれか一項に記載の画像形成装置。 - 前記他の領域の温度を検知する他の温度検知手段を更に有し、
前記冷却手段は、前記発熱領域制御手段により前記発熱領域が前記第1の発熱領域から前記第2の発熱領域に変更される場合であって、且つ、前記他の温度検知手段により検知される温度が前記温度検知手段により検知されている前記所定位置の温度よりも閾値以上低ければ、前記所定位置を冷却することを特徴とする請求項1乃至3のいずれか一項に記載の画像形成装置。 - 前記定着手段は、回転駆動され、前記加熱部材を加圧する加圧部材を更に有し、
前記冷却手段は、前記加圧部材が回転駆動されている間に前記発熱領域の前記所定位置と接触する前記加圧部材の所定の領域を冷却することを特徴とする請求項1乃至7のいずれか一項に記載の画像形成装置。 - 前記発熱領域制御手段は、前記定着手段が前記所定の幅以下の第1の記録材に第1の画像を定着した後に前記所定の幅よりも広い第2の記録材に第2の画像を定着する場合、前記第1の記録材が前記定着手段に搬送されている間に前記加熱部材の前記発熱領域を前記第1の発熱領域から前記第2の発熱領域に変更することを特徴とする請求項1乃至8のいずれか一項に記載の画像形成装置。
- 前記定着手段はコイルを備え、前記加熱部材がコイルから生じる磁束を受けて発熱し、
前記温度制御手段は、前記温度検知手段により検知される温度に基づいて前記コイルに供給すべき電流を制御し、
前記発熱領域制御手段は、前記加熱部材において前記コイルから生じる磁束を作用させる領域を制御することによって前記発熱領域を制御することを特徴とする請求項1乃至9のいずれか一項に記載の画像形成装置。 - 前記発熱領域制御手段は、前記コイルと前記加熱部材との間に位置し、前記コイルから前記加熱部材に作用させる磁束を遮蔽する遮蔽部材を更に有し、
前記発熱領域制御手段は、記録材の幅に基づき、前記遮蔽部材が前記磁束を遮蔽する領域を制御することを特徴とする請求項10に記載の画像形成装置。 - 前記発熱領域制御手段は、前記幅方向に並んで配置されている複数のコアと、記録材の幅に基づいて前記複数のコアの各々を、前記コアが前記コイルに接近させた第1の位置と前記コアが前記コイルから離間させた第2の位置とに移動させる移動手段とを更に備えることを特徴とする請求項10に記載の画像形成装置。
- 前記冷却手段は、前記所定の位置に向けて風を送るファンであることを特徴とする請求項1乃至12のいずれか一項に記載の画像形成装置。
- 前記幅方向における記録材の幅を示すサイズ情報を取得する取得手段を更に有し、
前記発熱領域制御手段は、前記取得手段により取得された前記サイズ情報に基づいて前記発熱領域を制御することを特徴とする請求項1乃至13のいずれか一項に記載の画像形成装置。 - 前記画像形成手段は、前記冷却手段が前記所定位置を冷却し始めてから所定時間が経過するまで、前記第1の発熱領域よりも広い幅の記録材へのトナー像の形成が禁止されることを特徴とする請求項1乃至14のいずれか一項に記載の画像形成装置。
- 前記他の領域の温度を検知する他の温度検知手段を更に有し、
前記画像形成手段は、前記他の温度検知手段により検知された温度が所定温度よりも高い温度を越えた場合、前記第1の発熱領域よりも広い幅の記録材へのトナー像の形成が禁止されることを特徴とする請求項1乃至15のいずれか一項に記載の画像形成装置。 - 前記異常温度は、記録材の紙種に基づいて決定されることを特徴とする請求項16に記載の画像形成装置。
- 記録材にトナー像を形成する画像形成手段と、記録材を加熱する加熱部材を備え、前記画像形成手段により形成されたトナー像を前記記録材に定着させる定着手段と、前記加熱部材の所定位置の温度を検知する温度検知手段とを有する画像形成装置の制御方法であって、
記録材が搬送される搬送方向に直交する幅方向における記録材の幅が所定の幅以下であれば、前記加熱部材を発熱させる発熱領域として前記所定位置を含む第1の発熱領域を設定し、前記記録材の幅が前記所定の幅以下でなければ、前記発熱領域として前記第1の領域と前記幅方向において前記第1の領域の外側の他の領域とを含む第2の領域に制御する制御工程と、
前記発熱領域が前記第1の発熱領域から前記第2の発熱領域に変更される場合、前記所定位置を冷却する冷却工程と、を有することを特徴とする画像形成装置の制御方法。
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