JP2016161637A - Fixing device, image forming apparatus, and temperature control program - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、定着装置、画像形成装置及び温度制御プログラムに関する。 The present invention relates to a fixing device, an image forming apparatus, and a temperature control program.
特許文献1には、定着ベルトと、この定着ベルトに向って移動可能な感温磁性部材とを備え、感温磁性部材の温度が加熱設定温度以上に到達するまで、感温磁性部材を定着ベルトから離間させた状態で加熱し、感温磁性部材が加熱設定温度以上に到達した以降に感温磁性部材を定着ベルトに向って移動させる定着装置が開示されている。
特許文献2には、定着ベルトと、この定着ベルトに向って移動可能な感温磁性部材とを備え、定着ベルトを第1速度で移動させると共に、感温磁性部材を定着ベルトに向って移動させた後に、定着ベルトを第1速度より速い第2速度で移動させる定着装置が開示されている。 Patent Document 2 includes a fixing belt and a temperature-sensitive magnetic member that can move toward the fixing belt. The fixing belt is moved at a first speed, and the temperature-sensitive magnetic member is moved toward the fixing belt. After that, a fixing device is disclosed in which the fixing belt is moved at a second speed higher than the first speed.
本発明は、許容範囲外の温度の移動部材を無端部材に接触させる場合に比べて、定着処理中に無端部材と移動部材とが接触される場合に生じる無端部材の温度変動を抑制することができる定着装置、画像形成装置及び温度制御プログラムを提供することを目的とする。 The present invention suppresses temperature fluctuation of the endless member that occurs when the endless member and the moving member are brought into contact with each other during the fixing process, as compared with a case where the moving member having a temperature outside the allowable range is brought into contact with the endless member. An object of the present invention is to provide a fixing device, an image forming apparatus, and a temperature control program.
請求項1に係る定着装置は、磁界による誘導加熱により加熱される回転可能な無端部材と、前記誘導加熱により加熱され、かつ前記無端部材の内周面に対して接離する方向に移動可能な移動部材と、前記磁界の大きさを制御して前記無端部材の内周面の温度を目標温度に制御し、かつ予め前記移動部材を前記無端部材の内周面から離間した位置に移動させておき、前記無端部材と加圧部材とによる定着処理中の前記移動部材の温度が前記目標温度に応じて定まる許容範囲の場合に前記移動部材を接触方向に移動させて前記無端部材の内周面と接触させる制御を行う制御部と、を備える。
The fixing device according to
請求項2に係る定着装置は、請求項1に記載の定着装置において、前記無端部材の内周面の温度を検出する第1検出部と、前記移動部材の温度を検出する第2検出部と、含み、前記制御部は、前記第1検出部で検出された前記無端部材の温度が前記目標温度になるように前記磁界の大きさを制御し、かつ前記定着処理中に前記第2検出部で検出された前記移動部材の温度が前記許容範囲の場合に、前記移動部材を接触方向に移動させて前記無端部材の内周面と接触させる。
A fixing device according to a second aspect is the fixing device according to the first aspect, wherein a first detection unit that detects a temperature of an inner peripheral surface of the endless member, and a second detection unit that detects a temperature of the moving member; The control unit controls the magnitude of the magnetic field so that the temperature of the endless member detected by the first detection unit becomes the target temperature, and the second detection unit during the fixing process When the temperature of the moving member detected in
請求項3に係る定着装置は、請求項1又は請求項2に記載の定着装置において、前記制御部は、前記移動部材を接触方向に移動させるより前に前記移動部材の温度が前記許容範囲の温度になる時間を予測し、かつ予測した時間を経過した場合に、前記移動部材を接触方向に移動させて前記無端部材の内周面と接触させる制御を行う。 According to a third aspect of the present invention, in the fixing device according to the first or second aspect, the controller controls the temperature of the moving member to be within the allowable range before moving the moving member in the contact direction. When the temperature is predicted, and when the estimated time has elapsed, the moving member is moved in the contact direction so as to come into contact with the inner peripheral surface of the endless member.
請求項4に係る画像形成装置は、記録媒体に画像を形成する画像形成部と、前記画像形成部によって画像が形成された記録媒体に画像を定着させる請求項1乃至請求項3の何れか1項に記載の定着装置と、を備える。 4. The image forming apparatus according to claim 4, wherein the image forming unit forms an image on a recording medium, and the image is fixed to the recording medium on which the image is formed by the image forming unit. A fixing device according to the item.
請求項5に係る温度制御プログラムは、コンピュータに、前記コンピュータが磁界の大きさを制御して前記磁界による誘導加熱により加熱される回転可能な無端部材の内周面の温度を目標温度に制御すると共に、前記誘導加熱により加熱され、かつ前記無端部材の内周面に対して接離する方向に移動可能な移動部材を、予め離間方向に移動させておき、前記無端部材と加圧部材とによる定着処理中の前記移動部材の温度が前記目標温度に応じて定まる許容範囲の場合に前記移動部材を接触方向に移動させて前記無端部材の内周面と接触させる制御を行うことを含む処理を実行させる。 A temperature control program according to claim 5 controls a computer to control a temperature of an inner peripheral surface of a rotatable endless member heated by induction heating by the magnetic field to a target temperature. In addition, a moving member that is heated by the induction heating and that is movable in a direction in which the endless member is brought into contact with or separated from the inner peripheral surface is moved in the separation direction in advance, and the endless member and the pressure member are used. A process including a control of moving the moving member in a contact direction to contact the inner peripheral surface of the endless member when the temperature of the moving member during the fixing process is within an allowable range determined according to the target temperature. Let it run.
請求項1の定着装置によれば、許容範囲外の温度の移動部材を無端部材に接触させる場合に比べて、定着処理中に無端部材と移動部材とが接触される場合に生じる無端部材の温度変動を抑制することができる。 According to the fixing device of the first aspect, the temperature of the endless member generated when the endless member and the moving member are brought into contact with each other during the fixing process as compared with the case where the moving member having a temperature outside the allowable range is brought into contact with the endless member. Variations can be suppressed.
請求項2の定着装置によれば、第1検出部及び第2検出部を備えない場合に比べて、無端部材及び移動部材の温度を高精度で取得することができる。 According to the fixing device of the second aspect, it is possible to acquire the temperatures of the endless member and the moving member with higher accuracy than when the first detection unit and the second detection unit are not provided.
請求項3の定着装置によれば、移動部材が許容範囲の温度になるまでの時間を予測せずに移動部材を無端部材に接触させる場合に比べて、簡単な処理で無端部材と移動部材とを接触させることができる。 According to the fixing device of the third aspect, the endless member and the moving member can be obtained by a simple process as compared with the case where the moving member is brought into contact with the endless member without predicting the time until the moving member reaches the allowable range. Can be contacted.
請求項4の画像形成装置によれば、請求項1乃至請求項3の何れか1項に記載の定着装置を備えていない場合と比較して、定着装置の温度変動に起因する出力画像の品質低下を抑制することができる。 According to the image forming apparatus of the fourth aspect, the quality of the output image due to the temperature fluctuation of the fixing device as compared with the case where the fixing device according to any one of the first to third aspects is not provided. The decrease can be suppressed.
請求項5の温度制御プログラムによれば、許容範囲外の温度の移動部材を無端部材に接触させる場合に比べて、定着処理中に無端部材と移動部材とが接触される場合に生じる無端部材の温度変動を抑制することができる。 According to the temperature control program of claim 5, the endless member generated when the endless member and the moving member are brought into contact with each other during the fixing process is compared with the case where the moving member having a temperature outside the allowable range is brought into contact with the endless member. Temperature fluctuation can be suppressed.
以下、図面を参照して本発明の実施形態に係る定着装置、及びこの定着装置を備えた画像形成装置の一例を詳細に説明する。なお、図中に示す矢印Vは、鉛直方向であって装置上下方向を示し、矢印Hは水平方向であって装置幅(装置左右)方向を示し、矢印Dは水平方向であって装置奥行方向を示す。 Hereinafter, an example of a fixing device according to an embodiment of the present invention and an image forming apparatus including the fixing device will be described in detail with reference to the drawings. The arrow V shown in the figure is the vertical direction and indicates the vertical direction of the apparatus, the arrow H is the horizontal direction and indicates the apparatus width (left and right of the apparatus), and the arrow D is the horizontal direction and the depth direction of the apparatus. Indicates.
(第1実施形態)
図1には、本発明の第1実施形態に係る画像形成装置10の構成の一例が示されている。図1に示されるように、画像形成装置10には、イエロー(Y)、マゼンタ(M)、シアン(C)、及びブラック(K)の4色のトナー(現像剤)による画像形成を行う画像形成部の一例としての画像形成ユニット12Y、12M、12C、12Kが、画像形成装置10の筐体11内の中央側に設けられている。画像形成ユニット12Y〜12Kの各々は、装置幅方向に対して斜め左下方向へ向けて傾斜して配列されており、装置幅方向の右上から左下へ向けて、Y、M、C、Kの順に配列されている。なお、画像形成ユニット12Y〜12Kの各々は、収容される各色のトナーを除いて同様の構成となっている。以後の説明では、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの各色を区別するときには、数字の後にY、M、C、Kの英字を付加した符号で説明するが、各色を区別する必要がない場合は、数字の後のY、M、C、Kの英字は省略する。
(First embodiment)
FIG. 1 shows an example of the configuration of an
各画像形成ユニット12はs、下ハウジング13と上ハウジング15とで構成される本体部を有している。下ハウジング13には、現像ロール78、搬送部材38、及び薄層形成ロール24が設けられており、上ハウジング15には、像保持体28、露光ユニット70、帯電ロール72、クリーニングロール68、クリーニングブレード76、及び除電ランプ74が設けられている。
Each
像保持体28は、矢印B方向(図示の反時計回り方向)に回転駆動されるようになっている。帯電ロール72は、像保持体28と、従動回転しながら画像形成時に通電されて像保持体28の外周面への接触により像保持体28を帯電するためのものである。露光ユニット70は、像保持体28の外周面に露光光を照射して静電潜像を形成し、現像ロール78は、像保持体28の外周面の静電潜像をトナーで現像するためのものである。除電ランプ74は、転写後の像保持体28の外周面に光を照射して除電を行うためのものであり、クリーニングブレード76は、除電後の像保持体28の外周面を清掃するためのものである。また、クリーニングロール68は、その回転により帯電ロール72の外周面に付着したトナーの外添剤などを取り除くためのものである。
The
現像ロール78の下側には、図示しないトナー供給部から供給された現像剤(一例として、樹脂製のトナーと金属製のキャリアの混合物)を撹拌(混合)して現像ロール78に供給する螺旋状の2本の搬送部材38が設けられている。また、現像ロール78の外周面と対向して薄層形成ロール24が設けられている。薄層形成ロール24は、現像ロール78の外周面上における現像剤の通過量を規制して、現像ロール78上に予め決められた厚さの現像剤層(薄層)を形成するためのものである。
Below the developing
なお、現像ロール78と像保持体28との間には、現像時に電圧が付与されて電界が形成され、現像ロール78は、回転しながら現像剤中のトナーを像保持体28の静電潜像に向けて移動させるようになっている。
A voltage is applied between the developing
次に、画像形成ユニット12Y〜12Kの各々の上方には、画像形成ユニット12Y〜12Kの各々で形成されたトナー像(画像)を記録媒体の一例としてのシート部材Pに転写させる転写ユニット14が設けられている。転写ユニット14は、無端状の中間転写ベルト16と、中間転写ベルト16の内側に配置され、各画像形成ユニット12Y〜12Kの各トナー像を中間転写ベルト16に転写させるための4つの一次転写ロール18Y、18M、18C、18Kと、中間転写ベルト16上で重ねられたトナー像をシート部材Pに転写させるための二次転写ロール20とを含んで構成されている。
Next, above each of the
中間転写ベルト16は、二次転写ロール20と対向して配置され、図示しないモータで駆動される駆動ロール26と、回転可能に支持された支持ロール22とに巻き掛けられている。中間転写ベルト16は、駆動ロール26の回転により、矢印A方向(図示の時計回り方向)に循環移動される。一次転写ロール18Y〜18Kの各々は、中間転写ベルト16を挟んで、画像形成ユニット12Y〜12Kの各々の後述する像保持体28と対向して配置されている。一次転写ロール18Y〜18Kの各々には、トナー極性とは逆極性(本実施形態では一例として正極性)の転写電圧が印加される。また、二次転写ロール20にも、トナー極性とは逆極性の転写電圧が付与される。なお、中間転写ベルト16の支持ロール22が設けられている位置の外周面には、中間転写ベルト16上の残留トナーや紙粉等を除去する図示しないクリーニング装置が設けられている。
The
一方、画像形成ユニット12の下方には、シート部材Pが収納された給紙部46が設けられている。給紙部46の左端から鉛直上方向には、シート部材Pが搬送される用紙搬送路50が設けられている。用紙搬送路50には、シート部材Pを給紙部46から送り出す送出ロール48と、シート部材Pを搬送する一対のロールで構成された搬送ロール52と、中間転写ベルト16上の画像の移動タイミングとシート部材Pの搬送タイミングとを合わせる一対の位置合わせロール54とが設けられている。給紙部46から送出ロール48によって順次送り出されたシート部材Pは、用紙搬送路50を経由し、位置合わせロール54によって中間転写ベルト16の二次転写位置まで搬送される。
On the other hand, below the
用紙搬送路50上における二次転写ロール20の下流側(上方)には、定着装置100が設けられている。定着装置100は、シート部材Pを加熱・加圧してシート部材Pに転写されたトナー画像をシート部材Pに定着させるためのものである。なお、定着装置100については、詳細を後述する。
A fixing
また、用紙搬送路50上で定着装置100の下流側には、定着後のシート部材Pを筐体11の外側へ排出する一対の排出ロール66が設けられており、排出ロール66で排出されたシート部材Pは、筐体11の上面に形成された排出部67に排出されるようになっている。なお、筐体11内で、転写ユニット14の上方には、画像形成装置10の各部の駆動制御を行う制御部36が設けられている(詳細は後述)。
A pair of
次に、画像形成装置10の画像形成動作について説明する。
画像形成装置10の各ユニットが作動状態になると、制御部36で画像処理が施された画像データは、各色の色材階調データに変換され、露光ユニット70に順次出力される。露光ユニット70は、各色の色材階調データに応じて各露光光を出射し、帯電ロール72によって帯電した各像保持体28の外周面を露光する。これにより、各像保持体28の外周面に静電潜像が形成される。
Next, an image forming operation of the
When each unit of the
各像保持体28の外周面に形成された静電潜像は、現像ロール78によってそれぞれイエロー(Y)、マゼンタ(M)、シアン(C)、及びブラック(K)の各色のトナー画像(現像剤像)として現像(顕在化)される。そして、各画像形成ユニット12Y〜12Kの像保持体28上に順次形成された各色のトナー像は、4つの一次転写ロール18Y〜18Kによって中間転写ベルト16上に順次多重転写される。
The electrostatic latent image formed on the outer peripheral surface of each
中間転写ベルト16上に多重転写された各色のトナー像は、給紙部46から搬送されてきたシート部材P上に二次転写ロール20によって二次転写される。そして、シート部材P上の各色のトナー像が定着装置100で定着され、定着後のシート部材Pは、排出ロール66によって排出部67に排出される。
The toner images of the respective colors transferred onto the
なお、トナー像の一次転写が終了した後の像保持体28の外周面は、クリーニングブレード76によって残留トナーや紙粉等が除去される。
Residual toner, paper dust, and the like are removed from the outer peripheral surface of the
次に、定着装置100について説明する。
図2〜図4には、定着装置100の一例が示されている。詳細は後述するが、図2には、加圧ロール104(無端部材の一例)が定着ベルト102と離間する非加圧位置に移動されており、かつ接触部材152が定着ベルト102の内周面と離間する離間位置に移動された状態の一例が示されている。また、図3には、加圧ロール104が定着ベルト102と接して定着ベルト102を加圧する加圧位置に移動されており、かつ接触部材152が定着ベルト102の内周面と離間する離間位置に移動された状態の一例が示されている。さらに、図4には、加圧ロール104が定着ベルト102と接して定着ベルト102を加圧する加圧位置に移動されており、かつ接触部材152が定着ベルト102の内周面と接触する接触位置に移動された状態の一例が示されている。
Next, the fixing
2 to 4 show an example of the fixing
図2〜図4に示すように、定着装置100は、シート部材Pの進入又は排出のための開口120A、120Bが形成された筐体120を備えている。筐体120の内部には、図示しないモータの駆動によって矢印E方向へ回転可能な無端状の定着ベルト102(無端部材の一例)が備えられている。また、定着ベルト102の外周面の一部と対向する位置には、絶縁性の材料で構成されたボビン108が配置されている。
As shown in FIGS. 2 to 4, the fixing
ボビン108は、定着ベルト102の回転軸方向(本実施形態では、装置奥行方向と同方向)から見て、定着ベルト102の外周面に倣った断面円弧状とされ、定着ベルト102に対して反対側の面の周方向の中央側に凸部108Aが形成されている。なお、ボビン108と定着ベルト102との間隔は1〜3mm程度となっている。ボビン108には、通電によって磁界HAを発生する励磁コイル110(磁界発生部材の一例)が、凸部108Aを中心として表面に沿って複数回巻き回されている。励磁コイル110と対向する位置には、ボビン108の円弧状に倣って円弧状に形成された磁性体コア112が配置され、磁性体コア112はボビン108または励磁コイル110に支持されている。
The
図5には、定着ベルト102の構成の一例が示されている。定着ベルト102は、内側から外側に向けて配置される基層124、発熱層126、弾性層128、及び離型層130を含んで構成されており、これらが積層され一体となっている。また、定着ベルト102は、一例として、直径が30mm、幅方向長さが370mmとなっている。
FIG. 5 shows an example of the configuration of the fixing
基層124は、発熱層126を支持する強度を有し、耐熱性があり、磁界(磁束)を貫通しつつ、磁界の作用により発熱しないか、又は発熱しにくい材料を適宜選択可能である。本実施形態では、基層124の一例として、厚さ60μmのポリイミドが用いられている。発熱層126は、電磁誘導により発熱する金属材料で構成される。また、発熱層126は、磁界HAの磁束を貫通させるために、磁界HAが侵入可能な厚さである表皮深さよりも薄く構成されている。本実施形態では、発熱層126の一例として、厚さ10μmの銅が用いられている。弾性層128は、弾性と耐熱性が得られる等の観点から、シリコン系ゴム、又はフッ素系ゴムが用いられている。本実施形態では、弾性層128として、厚さ200μmのシリコンゴムが用いられている。離型層130は、シート部材Pを定着ベルト102から剥離し易くするために設けられる。本実施形態では、離型層130の一例として、厚さ30μmの四フッ化エチレン・パーフルオロアルコキシエチレン共重合樹脂(PFA)が用いられている。
The
図2〜図4に示されるように、定着ベルト102に対して内側で、励磁コイル110と径方向に対向しない領域で、かつ、シート部材Pの排出側の領域(図中上側の領域)には、定着ベルト102の内周面の温度を検知する温度検知センサ134が配置されている。また、定着ベルト102に対して内側には、ボビン108と定着ベルト102を挟んで対向するように、定着ベルト102に倣って、定着ベルト102の内周面と接触して定着ベルト102を支持する断面円弧板状の接触部材152(移動部材の一例)が備えられている。
As shown in FIG. 2 to FIG. 4, inside the fixing
図6(A)には、接触部材152の一部の一例が示されている。接触部材152は、層状に配置される感温磁性部材である感温磁性板114と、感温磁性板114に対して内側に層状に配置される基板154とを有している。感温磁性板114は、装置幅方向において、定着ベルト102を挟んで励磁コイル110と対向して配置されている。
FIG. 6A shows an example of a part of the
図6(B)には、感温磁性板114が有する感温特性の一例が示されている。感温磁性板114は、定着ベルト102の定着(加熱)設定温度以上で、定着ベルト102の耐熱温度以下の温度領域にある透磁率変化開始温度から、透磁率が連続的に低下し始める感温特性を有する材料で構成されている。本実施形態では、感温層115として、厚さ300μmの鉄‐ニッケル合金(Fe−Ni)が用いられている。なお、透磁率変化開始温度とは、透磁率(JIS C2531で測定)が低下し始める温度であり、磁界の磁束の貫通量が変化し始める点をいう。また、透磁率変化開始温度は、キュリー点とは異なるものであり、150℃〜230℃で設定されることが好ましい。
FIG. 6B shows an example of the temperature sensitive characteristic of the temperature sensitive
基板154は、感温磁性板114で生じた熱を保持すると共に、保持した熱を装置奥行方向に伝導するようになっている。これにより、感温磁性板114の装置奥行方向の温度分布が均一化し、局部的な昇温が抑制されるようになっている。また、感温磁性板114の温度が上昇して透磁率変化開始温度以上で透磁率が低下した場合には、定着ベルト102を貫通する磁束が減少し、定着ベルト102の発熱量が抑制されるようになっている。本実施形態では、基板154として、厚さ400μmのアルミニウムが用いられている。
The
図2〜図4に示されるように、感温磁性板114に対して下側には、感温磁性板114の温度を検知する温度検知センサ135が配置されている。また、接触部材152に対して内側には、アルミニウム板を折り曲げて形成された基礎部材118が備えられている。基礎部材118は、装置奥行方向に延び、かつ磁界HAの磁束が貫通しないようになっており、上端は、接触部材152の上端を支持し、下端は、接触部材152の下端を支持するようになっている。また、基礎部材118において上端と下端との間の部分には、ロッド184の他端が保持される。基礎部材118には、基礎部材118が装置幅方向に移動されるように、基礎部材118を支持するフレーム158が取り付けられている。
As shown in FIGS. 2 to 4, a
フレーム158は、基礎部材118を挟んで接触部材152に対して反対側に配置されている。さらに、フレーム158は、装置奥行方向に延びる本体部材160と、基礎部材118の上側を支持する上側支持部材162と、基礎部材118の下側を支持する下側支持部材164と、を含んで構成されている。
The
本体部材160は、金属材料(例えば、鉄鋼材)を用いて装置奥行方向に延びるように形成されており、本体部材160の装置奥行方向の両端が、筐体120に固定されている。また、本体部材160の上面160Bには、上側支持部材162が取り付けられ、本体部材160の下面160Cには、下側支持部材164が取り付けられている。
The
下側支持部材164は、コイルバネ170が取り付けられており、コイルバネ170の付勢力によって基礎部材118を介して接触部材152の下側が、定着ベルト102の内周面に向けて移動可能になっている。また、上側支持部材162は、コイルバネ166が取り付けられており、コイルバネ166の付勢力によって基礎部材118を介して接触部材152の上側が、定着ベルト102の内周面に向けて移動可能になっている。
A
一方、本体部材160の内部には、基礎部材118を本体部材160側に引き込み、接触部材152と定着ベルト102の内周面とを離間させる引込機構180が備えられている。
On the other hand, inside the
引込機構180は、装置奥行方向を軸方向とする偏心カム182と、偏心カム182の周面に基端が接し、基礎部材118に先端が接するロッド184とを備えている。偏心カム182及びロッド184は、装置奥行方向に間隔を空けて複数(例えば2個)配置されている。偏心カム182の軸部182Aの両端は、筐体120に回転可能に支持され、この軸部182Aには、駆動部材183(図7または図11参照。例えば、ステッピングモータ)から回転力が伝達されるようになっている。偏心カム182の外周面には、ロッド184の一端がコイルバネ186の付勢力によって押し付けられ、ロッド184の他端は、基礎部材118に保持されるようになっている。
The
従って、偏心カム182が回転されることで、ロッド184がロッド184の長手方向に移動され、基礎部材118が装置幅方向に移動される。また、この基礎部材118の移動によって、接触部材152が定着ベルト102の内周面と接触する接触位置(図4参照)と、接触部材152が定着ベルト102の内周面と離間する離間位置(図2参照)と、に移動される。
Therefore, when the
一方、本体部材160において基礎部材118が配置される側と反対側には、加圧ロール104との間で定着ベルト102を挟む押圧パット132が固定されている。本実施形態では、押圧パット132を構成する材料として、液晶ポリマー(Liquid Crystal Polymer)が用いられている。
On the other hand, on the side opposite to the side on which the
加圧ロール104は、アルミニウム等の金属からなる芯金104Aと、この芯金104Aに被覆される厚さ5mmの発泡シリコンゴムのスポンジ弾性層104Bと、備えている。また、加圧ロール104は、このスポンジ弾性層104Bの外側に、厚さ50μmのカーボン入りの四フッ化エチレン・パーフルオロアルコキシエチレン共重合樹脂(PFA)からなる離型層(図示省略)を備えている。
The
加圧ロール104の芯金104Aは、図示しないリトラクト機構によって、装置幅方向に移動されるようになっている。加圧ロール104は、芯金104Aの移動によって、定着ベルト102と接して定着ベルト102を加圧する加圧位置(図3、図4参照)、および定着ベルト102と離間する非加圧位置(図2参照)に移動される。また、加圧ロール104の芯金104Aには、図示しないモータからの回転力が伝達され、加圧ロール104は、図4に示す矢印F方向(矢印E方向と反対方向)に回転するようになっている。
The cored
次に、制御部36について説明する。
制御部36は、画像形成装置10の各部の駆動制御を行う。制御部36は、定着ベルト102の温度制御を行う温度制御装置200を含んでいる。
Next, the
The
図7には、制御部36に含まれる温度制御装置200の一例が示されている。温度制御装置200は、温度変動抑制制御部202及び温度維持制御部204を備えている。温度変動抑制制御部202には、定着ベルト102の内周面の温度を検知する温度検知センサ134及び感温磁性板114の温度を検知する温度検知センサ135が接続されている。また、温度変動抑制制御部202には、偏心カム182を回転させるための駆動部材183が接続されている。温度維持制御部204には、温度検知センサ134及び励磁コイル110が接続されている。
FIG. 7 shows an example of the
温度維持制御部204は、定着ベルト102の温度が予め定めた目標温度としての制御温度となるように温度制御を実行する。なお、本実施形態では、温度維持制御部204は、定着ベルト102の内周面の温度Taが予め定めた制御温度Tsとなるように温度制御を実行する。本実施形態では、温度維持制御部204は、励磁コイル110に電力つまり交流電流を供給し、励磁コイル110の周囲に磁界HAの生成消滅が繰り返される。磁界HAが定着ベルト102の発熱層126(図5参照)を横切ると、磁界HAの変化を妨げる磁界が生じるように発熱層126に渦電流が発生する。これより、発熱層126が発熱し、定着ベルト102が加熱される。
The temperature
また、温度維持制御部204は、昇温された定着ベルト102の内周面の温度Taを温度検知センサ134によって検知し、目標温度としての制御温度Ts(例えば、摂氏170度)以上の場合に、励磁コイル110への交流電流の供給が制限(例えば供給停止)される。また、定着ベルト102の内周面の温度Taが、制御温度Ts未満の場合に、励磁コイル110への交流電流の供給が増加(例えば供給再開)される。これによって、定着ベルト102の内周面の温度Taが予め定めた制御温度Tsに維持される。
Further, the temperature
温度変動抑制制御部202は、定着ベルト102の内周面の温度Taが制御温度Tsに制御されている場合に、温度変動を抑制する制御を実行する。本実施形態では、温度変動抑制制御部202は、偏心カム182の回転を制御し、加熱された感温磁性板114を定着ベルト102に接離することで温度変動を抑制する。つまり、励磁コイル110への交流電流の供給により発生する磁界HAは感温磁性板114まで侵入するので、感温磁性板114は発熱する。この場合、発熱された感温磁性板114を含む接触部材152は、偏心カム182の回転で離間位置(図3)から接触位置(図4)に移動される。これにより、接触部材152と定着ベルト102の内周面とが接触するため、感温磁性板114から定着ベルト102へ熱が供給されて、接触部材152が離間位置に移動している場合と比べて、定着ベルト102の温度低下が抑制される。
The temperature fluctuation
ところで、接触部材152と定着ベルト102の内周面とが接触される場合、接触部材152の温度つまり感温磁性板114の温度Tbと、定着ベルト102の温度つまり定着ベルト102の内周面の温度Taとが相違すると、接触部材152と定着ベルト102との間で熱の授受が行われる。具体的には、定着ベルト102の内周面の温度Taを制御温度Tsに温度制御している場合に、感温磁性板114の温度Tbが定着ベルト102の内周面の温度Taより高いと、接触部材152から定着ベルト102へ熱供給があり、定着ベルト102の内周面の温度Taが上昇する。また、感温磁性板114の温度Tbが定着ベルト102の内周面の温度Taより低いと、接触部材152に定着ベルト102の熱が奪われ、定着ベルト102の内周面の温度Taが下降する。このように、感温磁性板114の温度Tbと定着ベルト102の内周面の温度Taとが相違した状態で、接触部材152と定着ベルト102とが接触されると、定着ベルト102の温度変動が生じる。
When the
また、定着ベルト102は、複数の層が積層されているため、定着ベルト102の内周面の温度と定着ベルト102の外周面の温度(表面温度)とが相違する場合がある。
In addition, since the fixing
図8には、接触部材152及び定着ベルト102の温度の推移の一例が示されている。図8では、定着ベルト102の内周面の温度特性が曲線234(点線)で示されており、感温磁性板114の温度特性が曲線230(一点鎖線)で示されている。また、定着ベルト102の外周面の温度(表面温度)の温度特性が曲線232(実線)で示されている。なお、図8には、励磁コイル110へ供給される電力の供給特性が曲線236(2点鎖線)で示されている。また、各色のトナー像を定着させるために定着装置100つまり定着ベルト102へ搬送されるシート部材Pの搬送タイミングが矩形波形238で示されている。
FIG. 8 shows an example of changes in the temperatures of the
画像形成装置10に電源が投入されると、定着ベルト102の内周面及び外周面の温度が上昇し、また、感温磁性板114の温度も上昇する。電源が投入される際には、定着ベルト102と接触部材152とは離間されているため、感温磁性板114より早く定着ベルト102の温度が上昇する。定着ベルト102の温度Taが制御温度Tsまたは電源が投入される際に予め設定された定着設定温度に達した場合に(時間t1)、励磁コイル110への交流電流の供給が抑制される。定着ベルト102の温度が制御温度Tsに制御されると(時間t2)、シート部材Pの搬送が開始される。
When the
感温磁性板114の温度は、定着ベルト102と接触部材152とが離間されている状態で上昇しており、例えば、制御温度Ts以上の温度になる場合に(時間t3)、定着ベルト102と接触部材152とを接触させる。この場合、感温磁性板114の温度Tbが定着ベルト102の内周面の温度より高いので、接触部材152から定着ベルト102の内周面へ熱供給があり、熱平衡状態になるまで定着ベルト102の内周面の温度が急峻に上昇する。このとき、定着ベルト102の内周面の温度Taは、温度上昇方向に変化する温度変化幅240を有することになる。一方、定着ベルト102の内周面の温度が急峻に上昇する場合、温度上昇を抑制するために、励磁コイル110への交流電流の供給が停止される場合がある。ところが、定着ベルト102の外周面まで熱供給が到達せずに温度(表面温度)が上昇せず、さらに励磁コイル110への交流電流の供給停止により発熱が停止されて、励磁コイル110への交流電流の供給が再開されるまで(時間t4)、温度が下降する。このとき、定着ベルト102の外周面の温度は、温度下降方向に変化する温度変化幅242を有することになる。このように、定着ベルト102の内周面の温度Taを検出して、その温度が制御温度Tsとなるように温度制御を実行している場合であっても、定着ベルト102の外周面(表面)の温度が変化する場合がある。
The temperature of the temperature-sensitive
一方、感温磁性板114の温度Tbが定着ベルト102の内周面の温度より低い場合に定着ベルト102と接触部材152とを接触させても、定着ベルト102の温度変動を招く場合がある。
On the other hand, even when the fixing
図9には、感温磁性板114の温度Tbが定着ベルト102の内周面の温度より低い場合に定着ベルト102と接触部材152とを接触させる場合の接触部材152及び定着ベルト102の温度の推移の一例が示されている。図9に示すように、感温磁性板114の温度Tbが定着ベルト102の内周面の温度より低い場合に定着ベルト102と接触部材152とを接触させると、定着ベルト102の内周面から接触部材152へ熱供給があり、つまり定着ベルト102から熱が奪われる状態になり、定着ベルト102の内周面の温度が急峻に下降する一方で定着ベルト102の外周面は温度上昇する。これは、定着ベルト102の内周面の温度が低い場合に、励磁コイル110への交流電流の供給が再開または増加されて、定着ベルト102の温度上昇が図られるためである。
FIG. 9 shows the temperature of the
そこで、本実施形態では、温度変動抑制制御部202で、定着ベルト102の内周面の温度Taが制御温度Tsに制御されている場合に、温度変動を抑制する制御が実行される。つまり、温度変動抑制制御部202は、感温磁性板114の温度Tbが定着ベルト102の内周面の温度Ta以下でかつ制御温度Tsから予め定めた閾値Tth以上の許容範囲としての温度範囲内(Tth≦Tb≦Ta)のときに、接触部材152と定着ベルト102の内周面とを接触させる。なお、閾値Tthは、制御温度Ts,定着ベルト102からシート部材Pへの熱抵抗、定着装置100で定着処理するシート部材Pの単位時間当たりの処理量(生産性)、定着ベルト102の熱伝導率及び熱容量、並びに感温磁性板114と定着ベルト102とが接触するときの熱抵抗の各値から実験的に定めることができる。このようにすることで、定着ベルト102と接触部材152とを接触させるタイミングを考慮しない場合と比較して、定着ベルト102の温度変動を抑制することができる。
Therefore, in the present embodiment, when the temperature variation
図10には、定着ベルト102の外周面の温度変動と感温磁性板114の温度Tbとの関係を実験的に求めた特性が示されている。図10では、温度変動の値を縦軸とし、感温磁性板114の温度Tbを横軸として、定着ベルト102の内周面の温度Taが制御温度Tsに制御されている場合に、接触部材152と定着ベルト102の内周面とを接触させた場合に生じる定着ベルト102の外周面の温度変動特性が曲線250(実線)で示されている。また、接触部材152と定着ベルト102の内周面とを接触させた場合に生じる定着ベルト102の内周面の温度変動特性が曲線252(一点鎖線)で示されている。
FIG. 10 shows characteristics obtained by experimentally determining the relationship between the temperature fluctuation of the outer peripheral surface of the fixing
図10に示されるように、接触部材152と定着ベルト102の内周面とが接触されて、感温磁性板114が温度Tmin未満でかつ、定着ベルト102の外周面の温度が上昇する側(プラス側)に変動値Egを超えて温度変動する場合、トナー像の定着不良(所謂グロスムラ)が生じるという知見を得た。また、接触部材152と定着ベルト102の内周面とが接触されて、感温磁性板114が温度Tmaxを超え、かつ定着ベルト102の外周面の温度が下降する側(マイナス側)に変動値Ecを超えて温度変動する場合も、トナー像の定着不良が生じるという知見を得た。なお、感温磁性板114の温度Tmaxは、制御温度Tsと同じ又は近い温度であるという知見も得た。従って、定着ベルト102の外周面の温度変動の値が変動値Eg〜Ecの範囲内で定着ベルト102と接触部材152とを接触させることが好ましい。これにより、変動値Egに対応する感温磁性板114の温度Tminから変動値Ecに対応する感温磁性板114の温度Tmaxの温度範囲が、接触部材152と定着ベルト102の内周面とを接触させるのに好ましい温度範囲となり、この温度範囲を用いて制御温度Tsに対する閾値Tthを求めることができる。
As shown in FIG. 10, the
なお、接触部材152と定着ベルト102の内周面とを接触させるのに好ましい温度範囲は、感温磁性板114の温度Tmin〜温度Tmaxの温度範囲に限定されるものではない。例えば、トナー像の定着品質として複数段階を定めて、複数段階の定着品質の各々に対応する温度範囲を定めてもよい。
A preferable temperature range for bringing the
また、上記では、制御温度Tsに対する下限値として閾値Tthを求めたが、制御温度Tsに対する上限値としての閾値を求めてもよい。この場合、制御温度Tsに対する上限値及び下限値により温度範囲(許容範囲)を定めることができる。 In the above description, the threshold value Tth is obtained as the lower limit value for the control temperature Ts. However, the threshold value as the upper limit value for the control temperature Ts may be obtained. In this case, the temperature range (allowable range) can be determined by the upper limit value and the lower limit value for the control temperature Ts.
さらに、制御温度Tsに対して定める温度範囲は、定着ベルト102の内周面の温度変動による温度勾配から定めてもよい。
Further, the temperature range determined with respect to the control temperature Ts may be determined from a temperature gradient due to temperature fluctuations on the inner peripheral surface of the fixing
つまり、接触部材152と定着ベルト102とが接触した場合に生じる定着ベルト102の温度変動は、接触部材152と定着ベルト102との間の熱移動に依存する。この熱移動による定着ベルト102の温度変動は、制御温度Ts,定着ベルト102からシート部材Pへの熱抵抗、定着装置100で定着処理するシート部材Pの単位時間当たりの処理量(生産性)、定着ベルト102の熱伝導率及び熱容量、並びに感温磁性板114と定着ベルト102とが接触するときの熱抵抗の各値から定まる物理量に対応して変化し、定着ベルト102の内周面の温度変動による温度勾配に現れると考えられる。
That is, the temperature fluctuation of the fixing
そこで、定着ベルト102の内周面の温度が急峻に上昇又は下降して変動する温度勾配について、定着不良になる定着ベルト102の温度変動に対応させて温度範囲とする。例えば、図8に示す定着ベルト102の内周面の急峻な上昇による温度勾配241をプラス側の変動として、実験により定着不良に至る温度勾配241を求め、求めた温度勾配241による制御温度Tsに対する接触部材152の上限の温度をプラス側の閾値とする。また、図9に示す定着ベルト102の内周面の急峻な下降による温度勾配241をマイナス側の変動として、定着不良に至る温度勾配241を求め、求めた温度勾配241による制御温度Tsに対する接触部材152の下限の温度をマイナス側の閾値とする。これら上限及び下限の閾値から温度範囲を定める。本実施形態の定着装置100では、温度勾配241の一例として、プラス側の温度勾配241が摂氏6.8度/秒以上の場合に、マイナス側の温度勾配241が摂氏−5.8度/秒以下の場合に、定着不良に至る場合があるという実験結果を得ている。
Therefore, a temperature gradient in which the temperature of the inner peripheral surface of the fixing
上述の温度制御装置200を含む制御部36は、コンピュータにより実現が可能である。
The
図11には、温度制御装置200を含む制御部36を実現可能なコンピュータの一例がコンピュータ201として示されている。コンピュータ201はCPU210、メモリ212、不揮発性の記憶部214、および入出力ポート(I/O)222を備え、これらはバス224を介して互いに接続されている。また、I/O222は、温度検知センサ134に接続されたAD変換器226、温度検知センサ135に接続されたAD変換器228、励磁コイル110に接続されたドライバ230、偏心カム182を回転させるための駆動部材183に接続されたドライバ232、及び画像形成装置10の各種機構駆動部101に接続されたドライバ234にも接続されている。
In FIG. 11, an example of a computer capable of realizing the
なお、記憶部214はHDD(Hard Disk Drive)やフラッシュメモリ等によって実現できる。記録媒体としての記憶部214には、コンピュータ201を制御部36として機能させるための温度維持制御プログラム216、温度変動抑制制御プログラム218、及び基本動作制御プログラム220が各々記憶されている。CPU210は、温度維持制御プログラム216、温度変動抑制制御プログラム218、及び基本動作制御プログラム220の各々を記憶部214から読み出してメモリ212に展開し、各々の処理を実行する。
The
基本動作制御プログラム220は、画像形成装置10の画像形成動作を制御するためのプログラムである。つまり、CPU210は、基本動作制御プログラム220を実行することで、画像形成装置10の画像形成動作を行うための画像形成装置10の各種機構駆動部101を制御する。これにより、基本動作制御プログラム220を実行したコンピュータ201が、画像形成装置10の基本動作を実行させる制御部36として機能することになる。コンピュータ201が基本動作制御プログラム220を実行して制御部36として機能することで、上述のように画像形成装置10の画像形成動作が実行される。
The basic
温度維持制御プログラム216は、定着ベルト102の温度制御を実行するためのプログラムである。CPU210は、温度維持制御プログラム216を実行することで、図7に示す温度維持制御部204として動作する。つまり、制御部36がコンピュータ201で実現され、温度維持制御プログラム216を実行することでコンピュータ201は温度維持制御部204(図7)として動作される。また、温度変動抑制制御プログラム218は、定着ベルト102の温度変動を抑制する制御を実行するためのプログラムである。CPU210は、温度変動抑制制御プログラム218を実行することで、図7に示す温度変動抑制制御部202として動作する。これら温度維持制御プログラム216及び温度変動抑制制御プログラム218の処理をコンピュータ201が実行することで、コンピュータ201は図7に示す温度制御装置200として機能することになる。
The temperature
次に、温度制御装置200を含む制御部36として機能するコンピュータ201の動作を説明する。
Next, the operation of the
図12には、温度制御装置200に含まれる温度維持制御部204の処理の流れの一例が示されている。CPU210は、図12に示す処理ルーチンを定期的に実行する。
FIG. 12 shows an example of the processing flow of the temperature
まず、ステップ300では、温度検知センサ134で検知される定着ベルト102の内周面の温度Taを示す情報が取得される。次のステップ302では、定着ベルト102の内周面の温度Taが制御温度Tsと同じか否かが判断される。定着ベルト102の内周面の温度Taが制御温度Tsと同じ場合(Ts=Ta)には、ステップ306に処理が移行され、励磁コイル110への交流電流の供給が維持される。なお、ステップ302では、定着ベルト102の内周面の温度Taが制御温度Tsに対して予め定めた微小温度範囲の間の近似温度を、同じ温度と判断してもよい。また、定着ベルト102の内周面の温度Taが制御温度Tsを超える場合(Ts<Ta)には、ステップ304に処理が移行され、励磁コイル110への交流電流の供給が制限または停止される。定着ベルト102の内周面の温度Taが制御温度Ts未満の場合(Ts>Ta)には、ステップ308に処理が移行され、励磁コイル110への交流電流の供給が増加または維持される。このように、CPU210は、定着ベルト102の内周面の温度Taが制御温度Tsに維持されるように励磁コイル110への交流電流の供給を制御する。
First, in
図13には、温度制御装置200に含まれる温度変動抑制制御部202の処理の流れの一例が示されている。CPU210は、図13に示す処理ルーチンを定期的に実行する。
FIG. 13 shows an example of the processing flow of the temperature fluctuation
まず、ステップ310では、接触部材152と定着ベルト102との位置関係が判定される。つまり、駆動部材183の回転位置を取得して、偏心カム182により接触部材152が、離間位置(図3)に移動されているか接触位置(図4)に移動されているか否かを判別することにより、接触部材152と定着ベルト102との位置関係が判定される。次のステップ312では、ステップ310の判定結果から接触部材152と定着ベルト102との位置関係が離間か否かが判断される。ステップ312で否定判断された場合にはそのまま本処理ルーチンが終了され、肯定判断された場合、ステップ314へ処理が移行される。
First, in
ステップ314では、接触部材152の移動可否判断のための温度判定処理(詳細は後述)が実行される。温度判定処理では、感温磁性板114の温度Tbが接触部材152の移動が可能な温度であることを示す温度判定フラグがセットまたはリセットされる。次のステップ316では、ステップ314の判定結果(温度判定フラグ)から接触部材152が移動可能か否かが判断される。温度判定フラグがリセットされており、ステップ316で否定判断された場合にはそのまま本処理ルーチンが終了される。一方、温度判定フラグがセットされており、肯定判断された場合、ステップ318へ処理が移行される。ステップ318では、接触部材152を離間位置から接触位置へ移動させる移動処理が実行される。つまり、駆動部材183を回転させることで偏心カム182を回転させ、接触部材152を、離間位置(図3)から接触位置(図4)に移動させる。
In
図14には、温度判定処理の流れの一例が示されている。CPU210は、図13に示すステップ314の処理として、図14に示す処理ルーチンを実行する。
FIG. 14 shows an example of the flow of the temperature determination process. The CPU 210 executes a processing routine shown in FIG. 14 as the processing in
まず、ステップ320では、定着ベルト102と接触部材152とを接触させることが好ましいとされる制御温度Tsに対して予め定めた温度範囲Toを示す情報が取得される。また、ステップ320では、温度範囲Toの下限温度が閾値Tth(=Ts−To)として求められる。
First, in
次に、ステップ322では、温度検知センサ134によって検知された定着ベルト102の内周面の温度Ta(第1温度)を示す情報が取得され、次のステップ324では、温度検知センサ135によって検知された感温磁性板114の温度Tb(第2温度)を示す情報が取得される。
Next, in
次に、ステップ326では、感温磁性板114の温度Tbが温度範囲Toに含まれる(Tth≦Tb≦Ta)か否かが判定される。感温磁性板114の温度Tbが温度範囲Toに含まれる場合(Tth≦Tb≦Ta)、感温磁性板114の温度Tbが定着ベルト102と接触部材152とを接触させることが可能な温度であるとの温度判定を行い、判定結果として温度判定フラグをセットする。一方、感温磁性板114の温度Tbが温度範囲Toに含まれない場合には、判定結果として温度判定フラグをリセットする。
Next, in
図15には、本実施形態に係る温度制御装置200で温度制御された場合の感温磁性板114の温度Tb及び定着ベルト102の温度の温度推移の一例が示されている。画像形成装置10に電源が投入され、定着ベルト102の温度が制御温度Tsに制御されて、シート部材Pの搬送が開始される(時間t2)。感温磁性板114の温度Tbが温度範囲内になると(Tth≦Tb≦Ta)、定着ベルト102と接触部材152とが接触される(時間t3)。感温磁性板114の温度Tbが温度範囲内の場合に定着ベルト102と接触部材152とを接触させても、定着ベルト102の温度変動により定着不良が生じることはない。
FIG. 15 shows an example of the temperature transition of the temperature Tb of the temperature-sensitive
以上説明したように、本実施形態では、定着ベルト102の内周面の温度Taが制御温度Tsに制御されている場合に、感温磁性板114の温度Tbが温度範囲内(Tth≦Tb≦Ta)のときに、接触部材152と定着ベルト102の内周面とが接触される。感温磁性板114の温度Tbが温度範囲内で接触部材152と定着ベルト102とが接触されるため、接触部材152が離間位置から接触位置に移動して接触部材152と定着ベルト102の内周面とが接触された場合に定着ベルト102に生じる温度ムラが抑制される。従って、定着ベルト102と接触部材152とを接触させるタイミングを考慮しない場合と比較して、定着ベルト102の温度変動を抑制することができる。
As described above, in this embodiment, when the temperature Ta of the inner peripheral surface of the fixing
また、定着ベルト102に生じる温度ムラが抑制されるため、定着不良を抑制できる定着装置100を提供することができる。また、上述の定着装置100を備えた画像形成装置10は、定着ベルト102に生じる温度ムラが抑制されるため、定着ベルト102の温度ムラに起因する出力画像の品質低下が抑制される。
Further, since the temperature unevenness generated in the fixing
(第2実施形態)
次に、第2実施形態を説明する。なお、第2実施形態は、第1実施形態と同様の構成のため、同一構成については同一符号を付して説明を省略する。第2実施形態は、接触部材152と定着ベルト102とを接触させるタイミングを予測し、予測結果のタイミングで接触部材152と定着ベルト102とを接触させるものである。
(Second Embodiment)
Next, a second embodiment will be described. In addition, since 2nd Embodiment is the structure similar to 1st Embodiment, it attaches | subjects the same code | symbol about the same structure, and abbreviate | omits description. In the second embodiment, the timing at which the
図16には本実施形態に係る温度制御装置200を含む制御部36を実現可能なコンピュータの一例がコンピュータ201として示されている。図16に示すコンピュータ201は、I/O222に接続されるタイマ223を備えている。タイマ223は、ハードウェアで構成してもよく、ソフトウェアでタイマとして機能するようにしてもよい。なお、図16に示すコンピュータ201は、図11に示すコンピュータ201にタイマ223を追加したものであるので、以下、相違する部分を説明する。
In FIG. 16, an example of a computer capable of realizing the
図17には、本実施形態に係る温度判定処理の流れの一例が示されている。CPU210は、図13に示すステップ314の処理として、図17に示す処理ルーチンを実行する。
FIG. 17 shows an example of the flow of temperature determination processing according to the present embodiment. The CPU 210 executes a processing routine shown in FIG. 17 as the processing of
まず、ステップ320で、温度範囲Toを示す情報が取得され、ステップ322で、定着ベルト102の内周面の温度Taを示す情報が取得される。次に、ステップ330では、温度検知センサ135によって連続して検知された複数の感温磁性板114の温度Tb1〜Tbnを示す情報が取得される。次のステップ332では、ステップ330で取得された複数の感温磁性板114の温度Tb1〜Tbnを用いて、温度が変化する感温磁性板114の温度特性が求められる。次に、ステップ334では、ステップ332で求めた感温磁性板114の温度特性を用いて、感温磁性板114の温度Tbが温度範囲になるまでの時間txが予測演算される。予測された時間txは、ステップ336で、タイマ223にセットされる。
First, in
次のステップ338では、タイマ223により計測される時間が時間txを経過するまで否定判断が繰り返され、タイマ223による時間が時間txを経過すると肯定判断されてステップ340へ処理が移行される。ステップ340では、温度判定フラグがセットまたはリセットされる。つまり、ステップ340では、判定処理として、感温磁性板114の温度Tbが温度範囲Toに含まれる(Tth≦Tb≦Ta)か否かの判定に代えて、タイマ223による経過時間が時間txを経過したか否かが判定される。つまり、タイマ223による経過時間が時間txを経過するまで、判定結果として温度判定フラグがリセットされ、タイマ223による経過時間が時間txを経過すると、判定結果として温度判定フラグがセットされる。温度判定フラグがセットされた場合には、接触部材152を離間位置から接触位置へ移動させる移動処理が実行される(図13に示すステップ318)。
In the
なお、ステップ340の判定処理では、定着ベルト102の内周面の温度Taを示す情報をさらに取得し、定着ベルト102の内周面の温度Taが制御温度Tsに制御されている場合に、判定するようにしてもよい。
Note that in the determination process of
図18には、本実施形態に係る温度制御装置200で温度制御された場合の感温磁性板114の温度Tb及び定着ベルト102の温度の温度推移の一例が示されている。画像形成装置10に電源が投入され、感温磁性板114の温度Tbの上昇中に、複数の感温磁性板114の温度が取得される。図18の例では、点Dt1、Dt2で示される感温磁性板114の温度Tb1、Tb2及び各々の時間が取得される。点Dt1及び点Dt2の温度及び時間の各々を用いて、感温磁性板114の温度特性が求められる。本実施形態では、感温磁性板114の温度特性として、点Dt1及び点Dt2の時間に対する温度の上昇比率である感温磁性板114の温度変化率が求められる。この感温磁性板114の温度変化率を用いて、感温磁性板114の温度Tbが温度範囲内になる(Tth≦Tb≦Ta)、つまり、閾値Tth以上になるまでの時間Txを求める。この時間txを経過した場合に感温磁性板114の温度Tbが温度範囲内(Tth≦Tb≦Ta)になったものとして定着ベルト102と接触部材152とが接触される(時間t3)。感温磁性板114の温度Tbが温度範囲内の場合に定着ベルト102と接触部材152とを接触させても、定着ベルト102の温度変動により定着不良が生じることはない。
FIG. 18 shows an example of the temperature transition of the temperature Tb of the temperature-sensitive
以上説明したように、本実施形態では、定着ベルト102の内周面の温度Taが制御温度Tsに制御されている場合に、感温磁性板114の温度Tbが温度範囲内に至ることが予測される時間を管理して、接触部材152と定着ベルト102の内周面とが接触される。従って、温度範囲内に至る感温磁性板114の温度Tbを検知して定着ベルト102と接触部材152とを接触させる場合と比較して、時間管理による簡単な処理で定着ベルト102の温度変動を抑制することができる。
As described above, in this embodiment, when the temperature Ta of the inner peripheral surface of the fixing
また、接触部材152と定着ベルト102の内周面との接触について時間管理による簡単な処理で、定着ベルト102に生じる温度ムラが抑制されるため、簡単な構成で定着不良を抑制できる定着装置100を提供することができる。また、画像形成装置10は、上述の簡単な構成による定着装置100により定着ベルト102に生じる温度ムラが抑制されるため、簡単な構成で定着ベルト102の温度ムラに起因する出力画像の品質低下が抑制される。
In addition, since the temperature unevenness generated in the fixing
なお、本発明を特定の実施形態について詳細に説明したが、本発明は係る実施形態に限定されるものではなく、本発明の範囲内にて他の種々の実施形態をとることが可能である。 Although the present invention has been described in detail with respect to specific embodiments, the present invention is not limited to such embodiments, and various other embodiments can be taken within the scope of the present invention. .
また、上記各実施の形態では、記憶部214に記憶したプログラムを実行することにより行われる処理を説明したが、プログラムの処理をハードウエアで実現してもよい。
In each of the above embodiments, the processing performed by executing the program stored in the
さらに、上記各実施形態における処理は、プログラムとしてCD−ROM等の記憶媒体等に記憶して流通するようにしてもよい。 Further, the processing in each of the above embodiments may be stored and distributed as a program in a storage medium such as a CD-ROM.
10 画像形成装置
12 画像形成ユニット(画像形成部の一例)
36 制御部(制御部の一例)
100 定着装置
102 定着ベルト(無端部材の一例)
110 励磁コイル(磁界発生部の一例)
134 温度検知センサ(第1検出部の一例)
135 温度検知センサ(第2検出部の一例)
152 接触部材(移動部材の一例)
200 温度制御装置(制御部の一例)
202 温度変動抑制制御部
204 温度維持制御部
DESCRIPTION OF
36 Control part (an example of a control part)
100
110 Excitation coil (an example of a magnetic field generator)
134 Temperature detection sensor (example of first detection unit)
135 Temperature detection sensor (example of second detection unit)
152 Contact member (an example of a moving member)
200 Temperature controller (an example of a control unit)
202 Temperature fluctuation
Claims (5)
前記誘導加熱により加熱され、かつ前記無端部材の内周面に対して接離する方向に移動可能な移動部材と、
前記磁界の大きさを制御して前記無端部材の内周面の温度を目標温度に制御し、かつ予め前記移動部材を前記無端部材の内周面から離間した位置に移動させておき、前記無端部材と加圧部材とによる定着処理中の前記移動部材の温度が前記目標温度に応じて定まる許容範囲の場合に前記移動部材を接触方向に移動させて前記無端部材の内周面と接触させる制御を行う制御部と、
を備える定着装置。 A rotatable endless member heated by induction heating with a magnetic field;
A moving member that is heated by the induction heating and is movable in a direction in which the endless member is in contact with or separated from the inner peripheral surface;
The temperature of the inner peripheral surface of the endless member is controlled to a target temperature by controlling the magnitude of the magnetic field, and the moving member is moved in advance to a position separated from the inner peripheral surface of the endless member, Control that moves the moving member in the contact direction to contact the inner peripheral surface of the endless member when the temperature of the moving member during the fixing process by the member and the pressure member is within an allowable range determined according to the target temperature A control unit for performing
A fixing device.
前記移動部材の温度を検出する第2検出部と、
を含み、
前記制御部は、前記第1検出部で検出された前記無端部材の温度が前記目標温度になるように前記磁界の大きさを制御し、かつ前記定着処理中に前記第2検出部で検出された前記移動部材の温度が前記許容範囲の場合に、前記移動部材を接触方向に移動させて前記無端部材の内周面と接触させる
請求項1に記載の定着装置。 A first detector for detecting the temperature of the inner peripheral surface of the endless member;
A second detector for detecting the temperature of the moving member;
Including
The control unit controls the magnitude of the magnetic field so that the temperature of the endless member detected by the first detection unit becomes the target temperature, and is detected by the second detection unit during the fixing process. The fixing device according to claim 1, wherein when the temperature of the moving member is within the allowable range, the moving member is moved in a contact direction to be brought into contact with an inner peripheral surface of the endless member.
請求項1又は請求項2に記載の定着装置。 The control unit predicts the time when the temperature of the moving member becomes the temperature of the allowable range before moving the moving member in the contact direction, and contacts the moving member when the predicted time has elapsed. The fixing device according to claim 1, wherein the fixing device is controlled so as to move in a direction and contact with an inner peripheral surface of the endless member.
前記画像形成部によって画像が形成された記録媒体に画像を定着させる請求項1乃至請求項3の何れか1項に記載の定着装置と、
を備える画像形成装置。 An image forming unit for forming an image on a recording medium;
The fixing device according to any one of claims 1 to 3, wherein the image is fixed on a recording medium on which an image is formed by the image forming unit.
An image forming apparatus comprising:
前記コンピュータが
磁界の大きさを制御して前記磁界による誘導加熱により加熱される回転可能な無端部材の内周面の温度を目標温度に制御すると共に、前記誘導加熱により加熱され、かつ前記無端部材の内周面に対して接離する方向に移動可能な移動部材を、予め離間方向に移動させておき、前記無端部材と加圧部材とによる定着処理中の前記移動部材の温度が前記目標温度に応じて定まる許容範囲の場合に前記移動部材を接触方向に移動させて前記無端部材の内周面と接触させる制御を行う
ことを含む処理を実行させるための温度制御プログラム。 On the computer,
The computer controls the temperature of the inner peripheral surface of a rotatable endless member heated by induction heating by the magnetic field by controlling the magnitude of the magnetic field, and is heated by the induction heating, and the endless member A moving member that can move in a direction in which it is in contact with and away from the inner peripheral surface is moved in the separation direction in advance, and the temperature of the moving member during the fixing process by the endless member and the pressure member is the target temperature. A temperature control program for executing processing including moving the moving member in the contact direction and bringing it into contact with the inner peripheral surface of the endless member in the case of an allowable range determined according to.
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