JP2018060167A - Fixing device, method for controlling fixing device, and image forming apparatus - Google Patents
Fixing device, method for controlling fixing device, and image forming apparatus Download PDFInfo
- Publication number
- JP2018060167A JP2018060167A JP2017117027A JP2017117027A JP2018060167A JP 2018060167 A JP2018060167 A JP 2018060167A JP 2017117027 A JP2017117027 A JP 2017117027A JP 2017117027 A JP2017117027 A JP 2017117027A JP 2018060167 A JP2018060167 A JP 2018060167A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- temperature
- unit
- film
- heating
- fixing device
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims description 13
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims abstract description 71
- 239000000463 material Substances 0.000 claims abstract description 31
- 238000001514 detection method Methods 0.000 claims description 21
- 230000008859 change Effects 0.000 claims description 17
- 230000008569 process Effects 0.000 claims description 3
- 230000001186 cumulative effect Effects 0.000 claims description 2
- 230000001276 controlling effect Effects 0.000 claims 2
- 230000001105 regulatory effect Effects 0.000 claims 1
- 230000007704 transition Effects 0.000 description 24
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 18
- 239000010410 layer Substances 0.000 description 15
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 14
- 239000000758 substrate Substances 0.000 description 14
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 11
- 230000002093 peripheral effect Effects 0.000 description 9
- 238000012546 transfer Methods 0.000 description 9
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 7
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 7
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 description 5
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 5
- 239000000314 lubricant Substances 0.000 description 5
- 239000004642 Polyimide Substances 0.000 description 4
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 4
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 4
- 229920001721 polyimide Polymers 0.000 description 4
- 239000002344 surface layer Substances 0.000 description 4
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 description 3
- 238000000576 coating method Methods 0.000 description 3
- 238000011109 contamination Methods 0.000 description 3
- 230000008646 thermal stress Effects 0.000 description 3
- YCKRFDGAMUMZLT-UHFFFAOYSA-N Fluorine atom Chemical compound [F] YCKRFDGAMUMZLT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N Nickel Chemical compound [Ni] PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000009825 accumulation Methods 0.000 description 2
- 238000007599 discharging Methods 0.000 description 2
- 229920001971 elastomer Polymers 0.000 description 2
- 229910052731 fluorine Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000011737 fluorine Substances 0.000 description 2
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 2
- 239000010935 stainless steel Substances 0.000 description 2
- 229910001220 stainless steel Inorganic materials 0.000 description 2
- 229910001335 Galvanized steel Inorganic materials 0.000 description 1
- 229920000106 Liquid crystal polymer Polymers 0.000 description 1
- 239000004977 Liquid-crystal polymers (LCPs) Substances 0.000 description 1
- 230000002159 abnormal effect Effects 0.000 description 1
- 230000001133 acceleration Effects 0.000 description 1
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 1
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000000919 ceramic Substances 0.000 description 1
- 238000004140 cleaning Methods 0.000 description 1
- 239000000470 constituent Substances 0.000 description 1
- PMHQVHHXPFUNSP-UHFFFAOYSA-M copper(1+);methylsulfanylmethane;bromide Chemical compound Br[Cu].CSC PMHQVHHXPFUNSP-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- 238000012937 correction Methods 0.000 description 1
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 1
- 230000002950 deficient Effects 0.000 description 1
- 230000006866 deterioration Effects 0.000 description 1
- 230000005611 electricity Effects 0.000 description 1
- 230000008030 elimination Effects 0.000 description 1
- 238000003379 elimination reaction Methods 0.000 description 1
- 239000008397 galvanized steel Substances 0.000 description 1
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 1
- 238000009413 insulation Methods 0.000 description 1
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 description 1
- 239000000155 melt Substances 0.000 description 1
- 238000006386 neutralization reaction Methods 0.000 description 1
- 229910052759 nickel Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000004810 polytetrafluoroethylene Substances 0.000 description 1
- 229920001343 polytetrafluoroethylene Polymers 0.000 description 1
- 238000003825 pressing Methods 0.000 description 1
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 1
- 239000011347 resin Substances 0.000 description 1
- 229920005989 resin Polymers 0.000 description 1
- 229920002379 silicone rubber Polymers 0.000 description 1
- 230000003068 static effect Effects 0.000 description 1
- 230000035882 stress Effects 0.000 description 1
- 230000009466 transformation Effects 0.000 description 1
- 238000004804 winding Methods 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
- G03G—ELECTROGRAPHY; ELECTROPHOTOGRAPHY; MAGNETOGRAPHY
- G03G15/00—Apparatus for electrographic processes using a charge pattern
- G03G15/20—Apparatus for electrographic processes using a charge pattern for fixing, e.g. by using heat
- G03G15/2003—Apparatus for electrographic processes using a charge pattern for fixing, e.g. by using heat using heat
- G03G15/2014—Apparatus for electrographic processes using a charge pattern for fixing, e.g. by using heat using heat using contact heat
- G03G15/2039—Apparatus for electrographic processes using a charge pattern for fixing, e.g. by using heat using heat using contact heat with means for controlling the fixing temperature
-
- G—PHYSICS
- G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
- G03G—ELECTROGRAPHY; ELECTROPHOTOGRAPHY; MAGNETOGRAPHY
- G03G15/00—Apparatus for electrographic processes using a charge pattern
- G03G15/20—Apparatus for electrographic processes using a charge pattern for fixing, e.g. by using heat
- G03G15/2003—Apparatus for electrographic processes using a charge pattern for fixing, e.g. by using heat using heat
- G03G15/2014—Apparatus for electrographic processes using a charge pattern for fixing, e.g. by using heat using heat using contact heat
- G03G15/2064—Apparatus for electrographic processes using a charge pattern for fixing, e.g. by using heat using heat using contact heat combined with pressure
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Fixing For Electrophotography (AREA)
- Control Or Security For Electrophotography (AREA)
Abstract
Description
本発明は、例えば電子写真方式を用いて記録媒体に画像を形成する画像形成装置に好適な定着装置、及び、定着装置の制御方法に関する。またこの定着装置を備える電子写真複写機、レーザビームプリンタ、ファクシミリなどの画像形成装置に関する。 The present invention relates to a fixing device suitable for an image forming apparatus that forms an image on a recording medium using, for example, an electrophotographic method, and a control method for the fixing device. The present invention also relates to an image forming apparatus such as an electrophotographic copying machine, a laser beam printer, and a facsimile provided with the fixing device.
電子写真方式の画像形成装置に搭載する定着装置として、ヒータと、ヒータに接触して加熱されつつ回転するフィルム(回転ユニット)と、フィルムを加圧して回転する加圧ローラ(加圧部材)を備える構成が知られている。この構成では、フィルムと加圧ローラから形成される定着ニップ部において、未定着のトナー像(現像剤像)を担持する記録材が挟持搬送されつつ加熱され、これにより記録材上の画像が記録材に定着される。 As a fixing device mounted on an electrophotographic image forming apparatus, there are a heater, a film (rotation unit) that rotates while being in contact with the heater, and a pressure roller (pressure member) that rotates by pressing the film. A configuration with which it is provided is known. In this configuration, a recording material carrying an unfixed toner image (developer image) is heated while being nipped and conveyed in a fixing nip formed by a film and a pressure roller, whereby an image on the recording material is recorded. Fixed to the material.
ここで、記録材上の未定着のトナー像は、そのすべてが適度に加熱溶融されて定着されるのが理想的である。しかし、熱で溶けきらないトナーや溶けすぎたトナー、静電的に加圧ローラやフィルムに付着したトナー等が存在する場合、トナーが加圧ローラやフィルムに転移し、またフィルムに転移したトナーは紙間等で加圧ローラに転移する。 Here, it is ideal that all the unfixed toner images on the recording material are appropriately heated and melted and fixed. However, when there is toner that cannot be melted by heat, toner that has melted too much, toner that electrostatically adheres to the pressure roller or film, etc., the toner has transferred to the pressure roller or film, and the toner has transferred to the film. Is transferred to the pressure roller between sheets.
この状態で定着動作が繰り返されると、加圧ローラへのトナーの転移が蓄積されていく。そして所定の蓄積量を超えると加圧ローラ上のトナーが次の記録材の裏面に付着してしまい、記録材裏面に目立ったトナー汚れを発生させる。 When the fixing operation is repeated in this state, toner transfer to the pressure roller is accumulated. When the predetermined accumulation amount is exceeded, the toner on the pressure roller adheres to the back surface of the next recording material, and noticeable toner contamination occurs on the back surface of the recording material.
そこで特許文献1では、定着動作の終了後において、フィルムを停止させた状態でフィルムがトナーの軟化点以上の温度になるまで加熱を行うことで、加圧ローラ上のトナーをフィルムに転移させる吐き出し制御を行う構成が提案されている。このような吐き出し制御を行うことで、加圧ローラをクリーニングすることができ、記録材裏面のトナー汚れを抑制することができる。
Therefore, in
しかし、特許文献1に記載の構成のように、フィルムを停止させた状態でフィルムを加熱し続ける場合、フィルムはヒータと接触する定着ニップ部の部分のみ温度が大きく上昇し、定着ニップ部以外の部分の温度は雰囲気温度のまま大きく変化しない。このようにフィルムの回転方向において、定着ニップ部の部分とそれ以外の部分で温度差が生じた状態で加圧ローラが急に駆動されると、次に説明する通り、フィルムが変形して凹み跡が生じるおそれがある。
However, when the film is continuously heated in a state where the film is stopped as in the configuration described in
図27は、フィルムの変形のメカニズムを説明するためのフィルムの模式図である。図27(a)はフィルムが停止した(非回転の)状態でヒータを昇温させた状態の図である。図27(b)は図27(a)の状態から加圧ローラを回転させてフィルムを従動回転させたときの図である。 FIG. 27 is a schematic diagram of a film for explaining the deformation mechanism of the film. FIG. 27A is a diagram showing a state in which the heater is heated while the film is stopped (non-rotating). FIG. 27B is a diagram when the film is driven to rotate by rotating the pressure roller from the state of FIG.
図27(a)に示す様に、フィルムが停止した状態でヒータを昇温させると、フィルムは定着ニップ部近傍(破線部)が局所的に熱膨張し、他の部分(実線部)は熱膨張しない。このため、フィルムの回転方向(周方向)において、熱膨張する部分と熱膨張しない部分との境界付近で熱応力が加わってフィルムにひずみが生じる。このひずみ量は、フィルムのニップ部の内外の温度差が大きいほど、膨張量に差が出て大きくなる。 As shown in FIG. 27A, when the heater is heated while the film is stopped, the film locally expands in the vicinity of the fixing nip (broken line), and the other part (solid line) is heated. Does not swell. For this reason, in the rotation direction (circumferential direction) of the film, thermal stress is applied in the vicinity of the boundary between the portion that thermally expands and the portion that does not thermally expand, causing distortion in the film. As the temperature difference between the inside and outside of the nip portion of the film increases, the amount of strain increases with a difference in the amount of expansion.
次に、図27(b)に示す様に、熱応力が加わった状態でフィルムが回転すると、フィルムは加圧ローラに引っ張られる状態となり、熱膨張する部分としない部分との境界付近で応力が更に集中し、フィルムが永久変形して凹み跡が発生する。 Next, as shown in FIG. 27 (b), when the film rotates in a state where thermal stress is applied, the film is pulled by the pressure roller, and stress is applied near the boundary between the portion that does not thermally expand and the portion that does not thermally expand. Furthermore, the film is concentrated, and the film is permanently deformed to generate dent marks.
このように凹み跡がある状態で定着処理が行われると、凹み跡の部分ではフィルム表面と記録材とが接触しないため、トナーに熱が伝わらずに定着が不十分となり、画像が白く抜けて画像不良となる。特に定着性の確保が比較的に困難な低温環境下では、このような画像不良が顕著に発生する。また凹み跡が発生した状態でフィルムを使用し続けると、凹み跡の屈曲が何度も繰り返されてフィルムが割れるおそれがある。 When the fixing process is performed with the dent marks in this way, the film surface and the recording material do not come into contact with each other at the dent marks, so that the heat is not transferred to the toner and the fixing becomes insufficient, and the image is whitened. The image becomes defective. In particular, such an image defect occurs remarkably in a low temperature environment where it is relatively difficult to ensure the fixing property. Further, if the film is continuously used in the state where the dent marks are generated, the dent marks may be bent repeatedly and the film may be broken.
そこで本発明はこのような現状に鑑みてなされたものであり、回転して記録材上の現像剤像を加熱する回転ユニットの変形を抑制することができる定着装置を提供することを目的とする。 Accordingly, the present invention has been made in view of such a situation, and an object thereof is to provide a fixing device capable of suppressing deformation of a rotating unit that rotates and heats a developer image on a recording material. .
この目的を達成するために、本発明に係る定着装置は、回転ユニットと、前記回転ユニットを加熱する加熱ユニットと、前記回転ユニットとの間で記録材を挟持搬送する加圧手段と、前記加熱ユニットにより加熱される前記回転ユニットの回転状態での加熱温度に応じて、前記回転ユニットの停止後の前記加熱ユニットによる加熱を制御する制御手段と、を有することを特徴とする。 In order to achieve this object, a fixing device according to the present invention includes a rotation unit, a heating unit that heats the rotation unit, a pressure unit that sandwiches and conveys a recording material between the rotation unit, and the heating unit. Control means for controlling heating by the heating unit after the rotation of the rotary unit is stopped according to a heating temperature in a rotating state of the rotary unit heated by the unit.
本発明によれば、回転して記録材上の現像剤像を加熱する回転ユニットの変形を抑制することができる。 According to the present invention, it is possible to suppress deformation of the rotating unit that rotates and heats the developer image on the recording material.
(第1実施形態)
<画像形成装置>
以下、まず本発明の第1実施形態に係る定着装置を備える画像形成装置Aの全体構成を画像形成時の動作とともに図面を参照しながら説明する。なお、部材の種類、形状、配置、個数等は以下の実施形態にものに限定されず、その構成要素を同等の作用効果を奏するものに適宜置換する等、発明の要旨を逸脱しない範囲で適宜変更可能である。
(First embodiment)
<Image forming apparatus>
Hereinafter, the overall configuration of the image forming apparatus A including the fixing device according to the first embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings together with the operation during image formation. The type, shape, arrangement, number, etc. of the members are not limited to those in the following embodiments, and are appropriately replaced within the scope not departing from the gist of the invention, such as appropriately replacing the constituent elements with those having the same effects. It can be changed.
図1に示す様に、画像形成装置Aは記録材としてのシートPにトナー像を転写する画像形成部と、画像形成部へシートPを供給するシート給送部と、シートPにトナー像を定着する定着部と、を備える。 As shown in FIG. 1, the image forming apparatus A includes an image forming unit that transfers a toner image onto a sheet P as a recording material, a sheet feeding unit that supplies the sheet P to the image forming unit, and a toner image on the sheet P. A fixing unit for fixing.
画像形成部は、感光体ドラム1、帯電ローラ2、レーザスキャナユニット3、現像装置4、転写ローラ5などを備える。
The image forming unit includes a
画像形成に際しては、図4に示すCPU80が画像形成ジョブ信号を受信すると、シート積載部9に積載収納されたシートPが給送ローラ6によりレジストローラ7に送られる。その後、画像形成部とタイミング補正を行った上で、レジストローラ7によりシートPが画像形成部に送り出される。
In the image formation, when the
一方、画像形成部においては、帯電ローラ2に帯電バイアスが印加されることにより、帯電ローラ2と接触する感光体ドラム1の表面が帯電させられる。そして、レーザスキャナユニット3が、内部に備える光源(不図示)からレーザ光Lを出射し、レーザ光を感光体ドラム1に照射する。これにより、感光体ドラム1の電位が部分的に低下して画像情報に応じた静電潜像が感光体ドラム1の表面上に形成される。
On the other hand, in the image forming unit, a charging bias is applied to the charging
その後、現像装置4が備える現像スリーブ4aに現像バイアスが印加されることにより、現像スリーブ4aから感光体ドラム1表面に形成された静電潜像にトナーを付着させてトナー像(現像剤像)が形成される。感光体ドラム1表面に形成されたトナー像は、感光体ドラム1と転写ローラ5との間に形成された転写ニップ部に送り込まれる。トナー像が転写ニップ部に到着すると、転写ローラ5にトナーと逆極性の転写バイアスが印加されてトナー像がシートPに転写される。
Thereafter, a developing bias is applied to the developing
その後、トナー像が転写されたシートPは定着装置11に送られ、定着装置11により加熱・加圧されて定着動作が行われ、シートP上(記録材上)のトナー像がシートPに永久定着される。その後、シートPは排出ローラ13によって搬送されて排出トレイ15に排出される。
Thereafter, the sheet P to which the toner image has been transferred is sent to the fixing
<定着装置>
次に、定着装置11の構成について説明する。
<Fixing device>
Next, the configuration of the fixing
図2は、定着装置11の断面概略図である。図2に示す様に、定着装置11は、シートPに担持されたトナー画像を加熱し、トナーを溶融させてシートPにトナー画像を定着させる加熱ユニット14を有する。また、加熱ユニット14が備えるフィルム22を加圧し、フィルム22とともにシートPを挟持搬送する加圧ローラ24(加圧手段)を有する。
FIG. 2 is a schematic cross-sectional view of the fixing
加圧ローラ24は、回転軸である芯金24aと、芯金24aの周囲に設けられた弾性体層24bと、弾性体層24bの周囲に設けられた最外層の離型層24cから構成される。芯金24aは、両端部が回転可能に支持されており、端部側に配置されたギア(不図示)が定着モータ86(図4参照)から駆動力を受けて回転し、加圧ローラ24が回転する。また加圧ローラ24は、芯金24aの両端部は、不図示の加圧ばねにより120Nの力でフィルム22側に加圧されている。これにより加圧ローラ24はフィルム22を加圧する。
The
なお、本実施形態では、芯金24aはアルミニウム、弾性体層24bはシリコンゴム、離型層24cはPFAチューブを材料として用いた。また加圧ローラの外径は30mm、離型層の厚みは50μm、ゴムの長手方向全長は330mmとした。
In the present embodiment, the
加熱ユニット14は、フィルム22、フィルム22を保持するガイド部材21、U字ステー31、フィルム22を加熱するヒータ23、サーミスタ25(温度検出手段)、非接触温度計89(図4参照)などを備える。
The
フィルム22(回転ユニット)は無端円筒状の耐熱性を持つフィルム状の部材であって、液晶ポリマーで形成された縦断面桶型形状のガイド部材21に外嵌され、回転する加圧ローラ20の摩擦力により従動回転する。つまり本実施形態では、加圧ローラ24に駆動を伝達して回転させる定着モータ86は、フィルム22を回転させる駆動手段である。
The film 22 (rotating unit) is an endless cylindrical heat-resistant film-like member, and is fitted around a
またフィルム22の内周長は、ガイド部材21の外周長よりも3mm程度大きくなっており、フィルム22は周長に余裕を持ってガイド部材21に外嵌される。またフィルム22の内周面とガイド部材21の外周面の間には潤滑剤(不図示)が塗布され、これによりガイド部材21とフィルム22の内周面とが接触回転するときの摺動抵抗を低下させている。
The inner peripheral length of the
またフィルム22は、基材となる基層、基層の表面を覆う表層、表層と基層を接着させる接着層の3層から構成される。基層は膜厚40μmのステンレス製フィルムであり、その外周面にPFAがコーティングされている。またフィルム22の外径は30mmであり、加圧ローラ24の回転軸方向である長手方向の全長は340mmとして、A3サイズの通紙に対応可能な寸法に設定されている。
Moreover, the
なお、フィルム22は熱容量を小さくして立ち上げ時間を早めるために、膜厚は100μm以下であることが好ましい。また基層はステンレス製の他に、ニッケル等の金属製、或いはポリイミド等の樹脂製のものを使用することができる。また表層にはトナーとの離型性を確保するためにPFAではなくPTFE等の他のフッ素系樹脂を使用してもよい。また前述したフィルム22の凹み跡は、樹脂性フィルムでも発生するものの、金属製フィルムの場合により顕著に発生しやすい。これは、金属のように可撓性が比較的に小さいものは一度局所的に変形をすると永久に凹み跡が残ってしまうためである。
The
U字ステー31は、長手方向に伸びた細長いU字状の金属であり、ガイド部材21の上側に配置されている。このU字ステー31は、ガイド部材21に均一に圧を加え、加圧ローラ24によるガイド部材21の加圧に対して強度を持たせている。また長手方向の熱伝導性を良化させて長手方向の温度ムラを改善させている。このような機能から、材料としては強度が高く、熱伝導性の優れた金属が一般的に用いられる。本実施形態では、材料として亜鉛メッキ鋼板を用いている。
The
ヒータ23は、定着ニップ部内においてフィルム22の内側でフィルム22の内周面と接触(対向)して配置され、フィルム22を内周面側から加熱する。ヒータ23は、窒化アルミニウム製のヒータ基板27の溝部に嵌め入れて断熱保持され、通電により発熱するセラミックス製の発熱抵抗体26(加熱源)を備える。また絶縁性を確保するために発熱抵抗体26をガラスコート28で覆っている。またヒータ基板27のフィルム22との接触面側には、フィルム22との摺動性を確保するためにポリイミドコーティング30を10μm印刷している。さらに、フィルム22とポリイミドコーティング30との間に潤滑剤を塗布してフィルム22回転時の摺動性をさらに高めている。ヒータ基板27は、ガイド部材21の加圧ローラ24側の面に長手方向に沿って形成された凹字形状の溝に嵌められて保持され、これによりヒータ23をヒータ基板27を介してガイド部材21に固定している。
The
またヒータ基板27のガイド部材21との対向面側には、ヒータ23の温度を計測するサーミスタ25(第1温度検出手段)が配置されている。サーミスタ25は、支持体(不図示)上に断熱層を設け、その断熱層の上にチップサーミスタの素子を固定させて、その素子をヒータ基板27に所定の加圧力で加圧して支持体をヒータ基板27に当接させている。
A thermistor 25 (first temperature detecting means) for measuring the temperature of the
ここで前述した通り、ヒータ23はフィルム22と接触しており、フィルム22のヒータ23との接触領域の温度は、ヒータ23の温度とほぼ同視することができる。つまりサーミスタ25は、フィルム22のヒータ23との接触領域の温度を計測して検出する第1検出手段、ヒータ温度センサである。本実施形態では、フィルム22のヒータ23との接触領域は、定着ニップ部の内側にあり、当該接触領域の温度と定着ニップ部の温度はほぼ一致するため、この接触領域の温度を以下ではニップ内温度と称する。
Here, as described above, the
また非接触温度計89は、フィルム22のヒータ23と接触していない領域の温度を測定する。つまり非接触温度計89は、フィルム22のヒータ23との非接触領域の温度を測定する非接触領域温度センサである。具体的には、定着ニップ部からフィルム22の曲率に沿ってτ°(本実施形態では30°)傾いた位置(図2のS点)のフィルム22のシート接触面側の温度を測定する。本実施形態では、フィルム22のヒータ23との非接触領域は、定着ニップ部の外側であるため、この非接触領域の温度を以下ではニップ外温度と称する。またニップ内温度とニップ外温度との温度差を、ニップ内外温度差と称する。
Further, the
図3は、ヒータ基板27のガイド部材21との対向面側(図3(a))とフィルム22接触面側(図3(b))の構成を示す図である。図3に示す様に、ヒータ基板27のガイド部材21との対向面側には、発熱抵抗体26が2つ並列して配置されている。また発熱抵抗体26に給電を行うための給電部33(33a、33b)が配置されている。
FIG. 3 is a diagram illustrating the configuration of the
またヒータ基板27のガイド部材21との対向面側には、サーミスタ25が長手方向に3ヶ所設置されている。このうち、長手方向の最も中央付近のメインサーミスタ25aは、シートPの搬送方向と直交するシート幅方向において、全てのシートPが必ず通過する最小幅サイズのシートPの通過領域に配置されている。また第1サブサーミスタ25bは、シート幅方向においてA4サイズのシートPをR方向で通過させたときに非通過域にあたる領域に配置され、第2サブサーミスタ25cはB5サイズのシートPをR方向で通過させたときに非通過域にあたる領域に配置されている。
Three
そしてシートPの通過域の温度をメインサーミスタ25aにより検出し、A4RやB5R等の小サイズシート通過時の非通過域の温度をサブサーミスタ25b、25cにより検出する。これにより小サイズ連続通紙時の非通過域の異常昇温が発生しないようにしている。
Then, the temperature of the passing region of the sheet P is detected by the
またヒータ基板27上には、長手方向中央部に対してメインサーミスタ25aと対称の位置にサーモスイッチ32(図5参照)が配置されている。サーモスイッチ32は、サーミスタ25の故障や、制御部の故障によってヒータ23が過度に加熱されたときに安全装置として働くスイッチであり、内部にバイメタルが組み込まれている。このバイメタルが所定の温度に到達すると、バイメタルが変形し、発熱抵抗体26への通電が遮断される。
On the
<制御部>
次に、画像形成装置Aを制御部の構成を、特に定着装置11の制御に関わる部分を中心に説明する。
<Control unit>
Next, the configuration of the control unit of the image forming apparatus A will be described, particularly focusing on the part related to the control of the fixing
図4は、画像形成装置Aの制御部の一部の構成を示すブロック図である。図4に示す様に、制御部は、CPU80(制御手段、設定手段)、RAM81、ROM82を備える。またCPU80には、ヒータ23、操作部83、環境センサ88(環境検出手段)、非接触温度計89、定着モータ86等が接続されている。
FIG. 4 is a block diagram illustrating a partial configuration of the control unit of the image forming apparatus A. As shown in FIG. 4, the control unit includes a CPU 80 (control means, setting means), a
ROM82には、温度制御プログラムや供電力制御プログラム等の各種のプログラムや、定着温度情報などが記憶されている。また、CPU80はROM82に記憶されたプログラムに基づいて各種の演算処理を行う。またRAM81は、CPU80の演算処理における作業領域として利用される。
The
操作部83は、ユーザ等により入力される外部からの操作指示をCPU80に出力する。定着モータ86は、CPU80の制御に従って加圧ロ−ラ24を回転駆動させる。
The operation unit 83 outputs an external operation instruction input by a user or the like to the
環境センサ88は、画像形成装置本体に配置され、画像形成装置Aの雰囲気温度(機内温度)を検出してCPU80に出力する。また非接触温度計89はフィルム22のニップ外温度を検出してCPU80に出力する。またサーミスタ25はヒータ23の温度、及びヒータ23の温度を通じてフィルム22のニップ内温度を検出してCPU80に出力する。CPU80は、これらの温度情報等に基づいて、後述する通り、ヒータ23の温度や定着モータ86の駆動を制御する。
The
次に、画像形成時のヒータ23の通電制御について説明する。
Next, energization control of the
図5は、ヒータの通電制御経路を示す図である。図5に示す様に、CPU80が画像形成ジョブの信号を受信すると、CPU80がトライアック42をオンし、これにより交流電源43からサーモスイッチ32を介して給電部33aから発熱抵抗体26、給電部33bと通電される。
FIG. 5 is a diagram illustrating an energization control path of the heater. As shown in FIG. 5, when the
この通電により発熱抵抗体26全域が発熱して昇温する。その昇温に応じて加熱されるヒータ基板27の温度をサーミスタ25の出力をA/D変換して取り込んで検出し、目標温度にヒータ基板27の温度、つまりヒータ23の温度が到達するまで通電を続ける。
By this energization, the
すなわちヒータ23が目標温度に到達すると、サーミスタ25からの出力信号に基づいて、トライアック42によりヒータ23に通電する電力を位相制御あるいは波数制御等により制御して、ヒータ23の温度制御を行う。具体的には、CPU80はサーミスタ25の検出温度が設定温度より低い場合には発熱抵抗体26を昇温させ、設定温度より高い場合には発熱抵抗体26を降温させるようにトライアック42を制御してヒータ23を設定温度に保つ。画像形成動作が終了すると、トライアック42はオフにされてヒータ23への通電が終了する。
That is, when the
<フィルム凹み跡発生実験>
次に、フィルム22の凹み跡の発生実験の結果について説明する。
<Film dent trace generation experiment>
Next, the result of the experiment for generating dent marks on the
前述した通り、フィルム22の凹み跡は、フィルム22の回転方向(周方向)の温度差によってフィルム22に熱応力が発生してひずみが生じ、そこでフィルム22に駆動力が加わることで発生する。本実験では、フィルム22と加圧ローラ24を停止させた状態でフィルム22のニップ内外温度差を80℃〜100℃の間で変化させた時の定着ニップ部におけるフィルム22のひずみ量を測定する。その後、加圧ローラ24の駆動をかけてフィルム22を回転させてフィルム22の凹み跡の発生の有無を確認した。
As described above, the dent mark of the
なお、ニップ内温度については定着ニップ部のシート搬送方向の略中央部のシートPとの接触面側の温度を測定し、ニップ外温度について上述した非接触温度計が配置された位置(図2のS点)のフィルム22のシートPとの接触面側の温度を測定した。ひずみ量に関しては、加熱前後のフィルム22形状の変化量(図22に示す矢印hの長さ)を測定した。
As for the temperature in the nip, the temperature on the contact surface side with the sheet P at the substantially central portion in the sheet conveyance direction of the fixing nip is measured, and the position where the non-contact thermometer described above is arranged for the temperature outside the nip (FIG. 2). The temperature of the contact surface side with the sheet P of the
図6に実験結果を示す。図6に示す様に、今回の実験では、フィルム22のニップ内外の温度差が95℃以上になると、ひずみ量が50μm以上になり、その後にフィルム22を回転させることでフィルム22に凹み跡が生じることが検証できた。そこで以下では、フィルム22の変形(凹み跡の発生)を抑制するため、フィルム22のニップ内外温度差が95℃未満になるように、後述する制御を行う。
FIG. 6 shows the experimental results. As shown in FIG. 6, in this experiment, when the temperature difference between the inside and outside of the nip of the
<立ち上げ制御>
まず、画像形成ジョブ信号を受信してヒータ23を設定温度に立ち上げるときの立ち上げ制御について図7に示すフローチャートを用いて説明する。なお、本実施形態では、ヒータ23のポリイミドコーティング30とフィルム22との間に塗布された潤滑剤が溶け始めて潤滑性を確保できる温度は80℃である。
<Start-up control>
First, start-up control when the image forming job signal is received and the
図7に示す様に、まず画像形成のジョブ信号を受信すると(S1)、フィルム22が停止した状態でヒータ23への通電を開始する(S2)。次に、メインサーミスタ25aで検出したヒータ23の温度が85℃に到達すると(S3)、定着モータ86の駆動を開始し(S4)、加圧ローラ24を回転させてフィルム22を回転させる。つまりCPU80は、メインサーミスタ25aによるヒータ23の温度の検出結果を取得し、ヒータ23の温度が85℃に到達したときに定着モータ86の駆動を開始させる。その後、ヒータ23が設定温度に到達すると、定着ニップ部にシートPを通過させて定着動作を行う(S5)。
As shown in FIG. 7, when an image forming job signal is first received (S1), energization of the
図8は、25℃の環境下において上記立ち上げ制御を実行したときのフィルムのニップ内温度とニップ外温度の推移を示すグラフである。図8に示す様に、画像形成ジョブの信号を受けるとフィルム22が停止加熱されてフィルム22のニップ内温度が上昇する。このとき、フィルム22は非回転状態のためニップ外温度は雰囲気温度のまま上昇しない。
FIG. 8 is a graph showing the transition of the temperature in the nip and the temperature outside the nip of the film when the start-up control is executed in an environment of 25 ° C. As shown in FIG. 8, when an image forming job signal is received, the
次に、ヒータが85℃まで昇温すると、定着モータ56の駆動が開始されてフィルム22が回転する。これによりフィルム22のニップ外温度が上昇する。なお、ここではサーミスタの検出温度が210℃になると定着動作を行う制御とし、このときニップ内温度は200℃付近となっている。
Next, when the heater is heated to 85 ° C., driving of the fixing motor 56 is started and the
このような制御により、例えば0℃環境のような低温環境であっても、フィルム22のニップ内外温度差は85−0=85℃となり、ニップ内外温度差を95℃以内に抑えることができる。つまり立ち上げ制御において、フィルム22のニップ内外温度差が所定の値以下のときにフィルム22の回転を開始させることで、フィルム22の回転時においてフィルム22の回転方向の温度差を所定の値以下に抑制することができる。このため、フィルム22の凹み跡の発生を抑制しつつ、潤滑剤を溶かして駆動開始時のフィルム22とヒータ23の間の摩擦を軽減させることができる。
By such control, even in a low temperature environment such as a 0 ° C. environment, the temperature difference between the inside and outside of the nip of the
なお、本実施形態では、メインサーミスタ25aの検出温度が85℃のときに定着モータ86の駆動を開始する制御としたが、本発明はこれに限られない。すなわち、フィルム22とヒータ23との間に塗布された潤滑剤の潤滑性を確保しつつ、フィルム22の回転時にフィルムの凹み跡の発生を防止可能な温度領域でフィルム22を回転させる制御とすれば、上記同様の効果を得ることができる。
In the present embodiment, the control for starting the fixing
<後回転制御>
次に、定着動作後に行われる後回転制御について説明する。
<Post-rotation control>
Next, post-rotation control performed after the fixing operation will be described.
定着動作の終了後、すぐに加圧ローラ24とフィルム22の回転を停止させると、両者がともに高温になっているため、定着ニップ部において両者が貼り付くおそれがある。両者が貼り付いた状態で再度回転が開始されると、フィルム22表層のフッ素コートやフッ素チューブ等が剥がれてしまい、加圧ローラ24やフィルム22にトナーが付着して画像汚れが発生してしまう。
If the rotation of the
また、定着動作時にシートPとの摩擦によって加圧ローラが帯電するチャージアップが発生する事がある。加圧ローラ24がトナーと同極性にチャージアップする場合、トナーがフィルム22側に付着して次にトナー像を定着されるシートPが汚れてしまう。
Further, a charge-up in which the pressure roller is charged may occur due to friction with the sheet P during the fixing operation. When the
そこで定着動作後に加圧ローラ24とフィルム22を回転させて両者を冷却するとともに加圧ローラ24を除電するための後回転制御を実施する。
Therefore, after the fixing operation, the
まず従来の後回転制御について説明する。従来は、定着動作の終了後にヒータ23への通電をオフし、回転制御のみを行ってフィルム22と加圧ローラ24を冷却していた。また回転制御を行う時間は、定着に係るシートPの坪量が大きい場合は20秒間、坪量が小さい場合は2.5秒間としていた。これは坪量が大きいほどシートPの電気抵抗が大きくなるため、加圧ローラ24がシートPとの摩擦によってチャージアップし易くなるためである。そこでシートPの坪量が大きい場合は後回転時間を長くすることでシートPよりも導電性のあるフィルム22を加圧ローラ24に長時間接触させて十分な除電を行う。
First, conventional post-rotation control will be described. Conventionally, after the fixing operation is completed, the
次に、本実施形態の後回転制御について図9に示すフローチャートを用いて説明する。 Next, post-rotation control of this embodiment will be described with reference to the flowchart shown in FIG.
図9に示す様に、まず定着動作の終了後(S21)、定着に係るシートPの坪量、すなわちトナー像が定着されたシートPの坪量が所定以上か否かを判定する(S22)。本実施形態では、シートPの坪量が90g/m2以上か否かを判定する。なお、シートPの坪量はユーザが操作部83(図4参照)上で設定したシートPの種類を基に読み取る。 As shown in FIG. 9, first, after completion of the fixing operation (S21), it is determined whether or not the basis weight of the sheet P for fixing, that is, the basis weight of the sheet P on which the toner image is fixed is greater than or equal to a predetermined amount (S22). . In this embodiment, it is determined whether the basis weight of the sheet P is 90 g / m 2 or more. The basis weight of the sheet P is read based on the type of the sheet P set by the user on the operation unit 83 (see FIG. 4).
ここでシートPの坪量が90g/m2未満の場合、ヒータの通電をオフし(S23)、2.5秒間加圧ローラ24とフィルム22を回転させ(S24)、その後に定着モータ86の駆動をオフし(S28)、後回転制御を終了する。
If the basis weight of the sheet P is less than 90 g / m 2 , the heater is turned off (S23), the
一方、シートPの坪量が90g/m2以上の場合、加圧ローラ24を除電するため、従来同様に加圧ローラ24とフィルム22を20秒間回転させる。このとき、前半10秒間はヒータ23の通電オンを継続した状態で加圧ローラ24とフィルム22を回転させる(S25)。なお、このときのヒータ23の温度は、定着動作時の温調温度に制御する。
On the other hand, when the basis weight of the sheet P is 90 g / m 2 or more, the
その後、ヒータ23の通電をオフし(S26)、加圧ローラ24とフィルム22を10秒間回転させる(S27)。その後、定着モータ86の駆動をオフし(S28)、後回転制御を終了する。
Thereafter, the
図10は、後回転制御を行った後、前述した吐き出し制御を行ったときのフィルム22のニップ内外温度の推移を示すグラフである。ここで、図10(a)は従来の後回転制御を行ったときの温度推移を示し、図10(b)は本実施形態の後回転制御を行ったときの温度推移を示す。なお、この温度推移は0℃の低温環境下において、定着動作時にヒータ温調を210℃温調で坪量100g/m2のシートPを5枚定着動作後の温度推移である。またこのグラフにおいて、0秒時点は定着動作終了後の後回転制御開始時点である。
FIG. 10 is a graph showing the transition of the temperature inside and outside the nip of the
図10に示す様に、従来の制御では、後回転制御開始時点でヒータ23への通電が遮断されるため、フィルム22のニップ内温度とニップ外温度はともに低下し、且つ、ニップ内外温度差は小さくなっていく。その後、吐き出し制御時に停止加熱を行うと、フィルム22のニップ内温度が急激に上昇するものの、ニップ外温度は継続して低下していく。このため、吐き出し制御中にニップ内外温度差が大きくなり、その後の吐き出し制御中や吐き出し制御直後に画像形成ジョブが受信されて定着モータ86が駆動されると、フィルム22に凹み跡が発生する。
As shown in FIG. 10, in the conventional control, the energization to the
一方、本実施形態の制御では、後回転制御開始後も前半10秒はヒータへの通電を行いながら回転を行うため、後回転制御終了時のフィルム22のニップ内温度は従来の制御と比較すると高い温度になる。このため、その後に吐き出し制御で停止加熱を行っても、フィルム22のニップ内外温度差は95℃未満となり、このときに定着モータ86が駆動された場合でもフィルム22の凹の跡は抑制される。
On the other hand, in the control of this embodiment, since the rotation is performed while energizing the heater for the first 10 seconds after the start of the post-rotation control, the temperature in the nip of the
このように、後回転制御において直ぐにヒータ23の通電をオフせずに通電を続けることで、後回転制御終了時のフィルム22のニップ内温度を高くすることができ、その後に停止加熱を行ってもニップ内外温度差を小さくすることができる。つまり、フィルム22の非回転時においてフィルム22のニップ内外温度差が小さくなるようにヒータ23の温度を制御することで、その後に定着モータ86がオンされた場合でもフィルム22の凹み跡の発生を抑制することができる。
Thus, by continuing energization without immediately turning off the
なお、後半10秒でヒータ23への通電を行わずにフィルム22と加圧ローラ24を冷却するので、フィルム22と加圧ローラ24との張り付きの防止は可能である。またヒータ23への通電を行いながら回転を行ってもフィルム22表面や加圧ローラ24表面の電気抵抗は大きく変化しないため、加圧ローラ24の除電効果は変わらず、加圧ローラ24のチャージアップによるトナー汚れを防止することができる。
In addition, since the
<吐き出し制御>
次に、後回転制御の終了後に加圧ローラ24をクリーニングするための吐き出し制御について説明する。
<Discharge control>
Next, the discharge control for cleaning the
吐き出し制御は、定着モータ86停止状態で、フィルム22がトナーの軟化点以上の温度になるまでヒータ23を昇温させることでフィルム22の加熱を行い、加圧ローラ24上のトナーをフィルム22に転移させて加圧ローラ24をクリーニングする制御である。これにより、次の定着動作時にフィルム22からシートP表面にトナーを少しずつ転移させ、これが繰り返されることで加圧ローラ24上へのトナーの蓄積を防ぎ、シートP裏面の目立ったトナー汚れを抑制する。
In the discharge control, when the fixing
まず従来の吐き出し制御について説明する。従来の制御は、後回転制御の終了後に定着モータ86の駆動がオフされると、まずヒータ23への通電を開始する。その後、メインサーミスタ25aが190℃を検出するまで通電を続ける。190℃に到達後、メインサーミスタ25aにより190℃温調でPI制御を行う。そしてヒータ23が190℃を検出してから5秒経過後にヒータ23への通電をオフする。これにより加圧ローラ24上のトナーをフィルム22に転移させる。
First, conventional discharge control will be described. In the conventional control, when the driving of the fixing
次に、本実施形態の吐き出し制御を図11に示すフローチャートを用いて説明する。なお、本実施形態ではトナーの軟化点は160℃を想定する。 Next, the discharge control of this embodiment will be described with reference to the flowchart shown in FIG. In this embodiment, the softening point of the toner is assumed to be 160 ° C.
図11に示す様に、まず定着モータ86がオフされて後回転制御が終了すると、ヒータ23への通電をオンして吐き出し制御を開始する(S31)。
As shown in FIG. 11, first, when the fixing
次に、定着動作時のヒータ23の温調温度が210℃以上(第1温度)の場合、吐き出し制御中のヒータ23の温調温度を190℃(第2温度)に設定する(S32、S33)。一方、定着動作時のヒータ23の温調温度が190℃以上210℃未満(第3温度)の場合には吐き出し制御中の温調温度を180℃(第4温度)に設定する(S34、S35)。またヒータ23の温調温度が190℃未満の場合には吐き出し制御時の温調温度を170℃に設定する(S34、S36)。なお、一般的にヒータ23の温調温度は、坪量が大きいシートPでは定着性を確保するために高めに設定され、小さいシートPではトナーのホットオフセットを防止するために低めに設定される。
Next, when the temperature adjustment temperature of the
次に、上記設定温度に到達してから5秒経過後(S37)、ヒータ23をオフし(S38)、吐き出し制御を終了して定着スタンバイ状態に入る。
Next, 5 seconds after the set temperature is reached (S37), the
図12は、0℃環境下で、定着に係るシートPの坪量と定着動作時のヒータ23の設定温調温度を変化させたときの、定着動作から後回転制御、吐き出し制御までのフィルム22のニップ内温度とニップ外温度の推移を示すグラフである。ここで、図12(a)は定着に係るシートPの坪量が80g/m2、定着動作時のヒータ23の設定温調温度210℃で従来の吐き出し制御と本実施形態の吐き出し制御を行ったときの温度推移である。また図12(b)は定着に係るシートの坪量が60g/m2、定着動作時のヒータ23の設定温調温度190℃で従来の吐き出し制御と本実施形態の吐き出し制御を行ったときの温度推移である。
FIG. 12 shows the
図12(a)に示す様に、定着に係るシートPの坪量が80g/m2の場合、本実施形態、従来の制御ともに吐き出し制御時の温調温度は190℃となるため、従来の制御と本実施形態の制御とで温度推移は同等となる。具体的には、定着動作が終了して後回転動作中にフィルム22のニップ内外の温度は低下していく。その後、吐き出し制御が始まってフィルム22のニップ内の温度は上昇して190℃に温調制御される。一方、ニップ外の温度は吐き出し制御中も低下し続けるため、吐き出し制御終了時のフィルムニップ内外の温度差は80℃となる。このとき、ニップ内外の温度差は95℃以内であるため、この状態で加圧ローラを駆動させてフィルムを回転させてもフィルム凹み跡は発生しない。
As shown in FIG. 12A, when the basis weight of the sheet P for fixing is 80 g / m 2 , the temperature control temperature during the discharge control is 190 ° C. in both the present embodiment and the conventional control. The temperature transition is the same between the control and the control of the present embodiment. Specifically, the temperature inside and outside the nip of the
一方、図12(b)に示す様に、定着に係るシートの坪量が60g/m2、定着動作時のヒータの設定温調温度190℃の場合、坪量80g/m2のときよりもヒータの温調温度が低いため、定着動作においてフィルム22に蓄えられる熱量が少ない。このため、後回転制御終了時のフィルムの温度は全体的に低くなる。この場合、従来の制御では、吐き出し制御の開始後にフィルムのニップ内の温度が上昇して190℃に温調制御されると、吐き出し制御終了時のフィルムのニップ内外の温度差は100℃となる。このため、吐き出し制御の終了時にモータの駆動を開始すると、温度差は95℃よりも大きいため、フィルム凹み跡が発生する。
On the other hand, as shown in FIG. 12 (b), when the basis weight of the sheet for fixing is 60 g / m 2 and the set temperature adjustment temperature of the heater during fixing operation is 190 ° C., the basis weight is 80 g / m 2. Since the temperature control temperature of the heater is low, the amount of heat stored in the
一方、本実施形態の制御では、フィルムのニップ外温度は従来の制御と同等の推移を示すが、吐き出し制御時のヒータの温調温度が定着動作時の温調温度に応じて変化し、180℃となる。このため、吐き出し制御終了時のフィルムニップ内外の温度差は90℃となり、吐き出し制御の終了時にモータへの駆動を開始してもフィルム凹み跡は発生しない。 On the other hand, in the control of the present embodiment, the temperature outside the nip of the film shows a transition similar to that of the conventional control, but the temperature control temperature of the heater during the discharge control changes according to the temperature control temperature during the fixing operation, and 180 It becomes ℃. For this reason, the temperature difference inside and outside the film nip at the end of the discharge control is 90 ° C., and no film dent marks are generated even if the drive to the motor is started at the end of the discharge control.
このように定着動作時のヒータの温調温度に基づいて吐き出し制御時のヒータの温調温度を変化させ、吐き出し制御時のフィルムのニップ内外温度の温度差を小さくする。つまり、フィルムの非回転時において、ニップ内外温度差が所定の値以下となるようにヒータの温度を制御する。これにより、その後に画像形成ジョブを受信してモータを駆動させるような場合でも、フィルムの凹み跡の発生を抑制することができる。 In this way, the temperature control temperature of the heater during discharge control is changed based on the temperature control temperature of the heater during the fixing operation, and the temperature difference between the temperature inside and outside the nip of the film during discharge control is reduced. That is, the temperature of the heater is controlled so that the temperature difference between the inside and outside of the nip is not more than a predetermined value when the film is not rotated. Thereby, even when an image forming job is received after that and the motor is driven, it is possible to suppress the occurrence of dent marks on the film.
なお、本実施形態では加熱ユニットとしてヒータ23を用いる構成について説明したが、これに限定されるものではない。例えば加熱ユニットとしてヒータを用いずに、フィルム22に対向するIHコイルを備え、フィルム自体を発熱させる構成でも良い。
In the present embodiment, the configuration using the
(第2実施形態)
次に、本発明に係る定着装置を備える画像形成装置の第2実施形態について図を用いて説明する。上記第1実施形態と説明の重複する部分については、同一の図面、同一の符号を付して説明を省略する。
(Second Embodiment)
Next, a second embodiment of the image forming apparatus including the fixing device according to the present invention will be described with reference to the drawings. About the part which overlaps with the said 1st Embodiment, the same drawing and the same code | symbol are attached | subjected and description is abbreviate | omitted.
第1実施形態では、立ち上げ制御において、メインサーミスタが85℃を検出した時点で定着モータ86を駆動させ、加圧ローラ24やフィルム22の回転を開始させた。しかし、例えば−15℃環境のような超低温環境下において、定着動作が長い間行われない場合には、フィルム22の温度は−15℃環境付近まで低下する。この場合、立ち上げ制御時に85℃で定着モータ86を駆動させる制御では、フィルム22のニップ内外温度差が95℃以上となり、凹み跡を発生させるおそれがある。
In the first embodiment, in the start-up control, the fixing
そこで本実施形態では、メインサーミスタ25aの検出温度、前回の画像形成ジョブ受信時からの経過時間、不図示の環境センサの検出温度に基づいて、定着モータ86の駆動開始温度を変化させる。以下、本実施形態の立ち上げ制御について図13に示すフローチャートを用いて説明する。
Therefore, in the present embodiment, the driving start temperature of the fixing
図13に示す様に、まず画像形成ジョブ信号を受信すると(S41)、ヒータ23の通電をオンする(S42)。次に、環境センサ88により雰囲気温度を検出する(S43)。次に、雰囲気温度が所定の温度(本実施形態では0℃)未満か否かを判定する(S44)。
As shown in FIG. 13, first, when an image forming job signal is received (S41), energization of the
ここで雰囲気温度が0℃より高い場合、超低温環境ではないため、第1実施形態の制御と同様に、85℃を検出した時点で定着モータ86の駆動を開始させる(S45、S50)。
Here, when the ambient temperature is higher than 0 ° C., it is not an ultra-low temperature environment, and therefore the driving of the fixing
一方、雰囲気温度が0℃未満の場合、前回の画像形成ジョブ信号の受信時から45分以上経過しているか否かを判定する(S46)。ここで45分以上経過している場合、フィルム22の温度も雰囲気温度と同等になっていると考えられるため、環境センサ88の検出温度+85℃をメインサーミスタ25aが検出した時点で定着モータ86の駆動を開始させる(S47、S50)。
On the other hand, if the ambient temperature is less than 0 ° C., it is determined whether or not 45 minutes or more have elapsed since the previous reception of the image forming job signal (S46). Here, when 45 minutes or more have elapsed, it is considered that the temperature of the
一方、45分以上経過していない場合、メインサーミスタ25aの検出温度が0℃未満か否かを判定する(S48)。ここで検出温度が0℃未満の場合、フィルム22の温度もこの検出温度とほぼ同等になっていると考えられるため、検出温度+85℃をメインサーミスタ25aが検出した時点で定着モータ86の駆動を開始させる(S49、S50)。
On the other hand, if 45 minutes or more have not elapsed, it is determined whether or not the detected temperature of the
一方、メインサーミスタ25aの検出温度が0℃以上の場合、85℃をメインサーミスタ25aが検出した時点で定着モータ86の駆動を開始させる(S45、S50)。
On the other hand, when the detected temperature of the
図14は、−15℃〜35℃の様々な環境下において、第1実施形態の立ち上げ制御と本実施形態の立ち上げ制御を実施したときの定着モータ86の駆動開始時のフィルム22のニップ内外温度差を測定した結果を示すグラフである。なお、定着装置11は室温に馴染むまで放置している。
FIG. 14 shows the nip of the
図14に示す様に、第1実施形態の制御では、−15℃環境下においても85℃で定着モータ86を駆動させるため、フィルム22のニップ部内外温度差は85−(−15)=100℃となり、凹み跡を発生させるおそれがある。一方、本実施形態の制御では、例えば−15℃環境のような超低温環境下に定着装置11が置かれた場合であっても、定着モータ86は85+(−15)=70℃をメインサーミスタ25aが検出した時点で駆動を開始する。このため、フィルム22のニップ内外温度差は85℃となり、95℃以内に収まる。このように立ち上げ制御時の定着モータ86の駆動開始温度を環境温度に応じて変更する制御とすることで、フィルム22の凹み跡の発生を抑制することができる。
As shown in FIG. 14, in the control of the first embodiment, since the fixing
なお、本実施形態ではフィルム22のニップ内外の温度差が所定の範囲以内となったときに定着モータ86の駆動を開始したが、ニップ内外の温度差が所定の範囲を超える状態で定着モータ86の駆動を開始する場合に、徐々に(断続的に)駆動したり、画像形成時よりも緩やかに加速と遅い速度で駆動したりしても良い。
In this embodiment, the driving of the fixing
(第3実施形態)
次に、本発明に係る定着装置を備える画像形成装置の第3実施形態について図を用いて説明する。上記第1実施形態、第2実施形態と説明の重複する部分については、同一の図面、同一の符号を付して説明を省略する。
(Third embodiment)
Next, a third embodiment of an image forming apparatus including the fixing device according to the present invention will be described with reference to the drawings. About the part which overlaps with the said 1st Embodiment and 2nd Embodiment, the same drawing and the same code | symbol are attached | subjected and description is abbreviate | omitted.
定着装置11において、定着に係るシートPが例えば坪量50g/m2のように薄い場合、シート詰まりやシート巻きつき等を防止するため、半速駆動回転でヒータ23の温調温度を低めにして定着動作を行うのが一般的である。この場合、ヒータ23の温調温度が低めに設定されるため、後回転制御から吐き出し制御までの間にフィルム22の温度が低くなる。
In the fixing
一方、定着に係るシートPの坪量が小さい場合、シートPに奪われる熱量は比較的小さく、シートPへのトナーの定着性は良い傾向にある。このため、加圧ローラ24表面へのトナーの蓄積量は比較的に少ない傾向にあり、吐き出し制御の実行の必要性は少ない。
On the other hand, when the basis weight of the sheet P for fixing is small, the amount of heat taken away by the sheet P is relatively small, and the fixability of the toner to the sheet P tends to be good. For this reason, the amount of toner accumulated on the surface of the
そこで本実施形態では、定着動作時のヒータ23の温調温度に応じて、吐き出し制御の実行の有無の判定を行う。以下、本実施形態の制御を図15に示すフローチャートを用いて説明する。
Therefore, in the present embodiment, whether or not to perform discharge control is determined according to the temperature control temperature of the
図15に示す様に、まず定着モータ86の駆動がオフされて後回転制御が終了すると(S51)、定着動作時のヒータ23の温調温度が所定以上か否かを判定する(S52)。本実施形態では170℃か否かを判定する。なお、この170℃の数値は環境等に応じて適宜変更可能な数値である。
As shown in FIG. 15, first, when the driving of the fixing
ここで、ヒータ23の温調温度が170℃未満の場合、上述した理由により吐き出し制御の必要性が少ないため、吐き出し制御を行わずに定着スタンバイ状態に入る(S61)。一方、ヒータ23の温調温度が170℃以上の場合、第1実施形態と同様の吐き出し制御を行った上で、定着スタンバイ状態に入る(S53〜S61)。つまりCPU80は、フィルム22の回転状態での加熱温度に応じて、フィルム22の停止後のヒータ23による加熱を制御する。具体的には、フィルム22の回転状態でのヒータ23の温調温度が170℃以上の場合(所定値以上)には、フィルム22の停止後のヒータ23による加熱を行い、170℃未満(所定値未満)の場合にはヒータ23による加熱を行わない。
Here, when the temperature adjustment temperature of the
図16は、0℃環境、定着に係るシートPを薄紙とし、定着動作時のヒータ23の温調温度160℃で、定着動作から定着スタンバイ状態に入るまでのフィルム22のニップ内温度とニップ外温度の推移を示すグラフである。ここで図16(a)は第1実施形態の制御を行ったときの温度推移を示し、図16(b)は本実施形態の制御を行ったときの温度推移を示す。
FIG. 16 shows the temperature in the nip of the
まず図16(a)に示す様に、第1実施形態の制御では、定着動作時のヒータ23の温調温度が160℃と低いため、後回転制御後のフィルム22の温度も低くなる。このため、最も低温な170℃の温調温度で吐き出し制御を実行した場合でも、吐き出し制御終了時のフィルム22のニップ内外温度差は120℃と非常に大きくなる。
First, as shown in FIG. 16A, in the control according to the first embodiment, the temperature of the
一方、本実施形態の制御では、170℃以下の温調温度のときは吐き出し制御を実行せずに定着スタンバイ状態に入るため、吐き出し制御時の停止加熱によるフィルム22のニップ内外温度差の拡大がない。従って、定着スタンバイ状態に入ってからもフィルム22のニップ内外温度差は小さいままとなる。よって、その後に画像形成ジョブ信号を受信して定着モータ86が駆動する場合でも、定着モータ86駆動時のフィルム22のニップ内外温度差が95℃未満となるため、フィルム22の凹み跡の発生を抑制することができる。
On the other hand, in the control of this embodiment, when the temperature is 170 ° C. or less, the discharge control is not executed and the fixing standby state is entered. Therefore, the temperature difference between the inside and outside of the nip of the
(第4実施形態)
次に、本発明に係る定着装置を備える画像形成装置の第4実施形態について図を用いて説明する。上記第1〜3実施形態と説明の重複する部分については、同一の図面、同一の符号を付して説明を省略する。
(Fourth embodiment)
Next, a fourth embodiment of an image forming apparatus including the fixing device according to the present invention will be described with reference to the drawings. About the part which overlaps with said 1st-3rd embodiment, the same drawing and the same code | symbol are attached | subjected and description is abbreviate | omitted.
従来、吐き出し制御時に画像形成ジョブ信号を受信した場合、吐き出し制御が中止されて画像形成動作に移行し、定着装置11では定着モータ86が駆動されて加圧ローラ24やフィルム22が回転していた。しかし、吐き出し制御においては停止加熱が行われているため、フィルム22のニップ内外温度差が大きい状態となっており、その状態でフィルム22が回転すると凹み跡が発生するおそれがある。
Conventionally, when an image forming job signal is received during discharge control, the discharge control is stopped and the operation proceeds to an image forming operation. In the fixing
そこで本実施形態では、吐き出し制御中に画像形成ジョブ信号を受信した場合、フィルム22のニップ内外温度差が所定以下となるまで画像形成動作の開始を待つ構成とした。以下、図17に示すフローチャートを用いて本実施形態の制御を説明する。
Therefore, in this embodiment, when an image forming job signal is received during the discharge control, the start of the image forming operation is waited until the temperature difference between the inside and outside of the nip of the
図17に示す様に、まず定着動作後に後回転制御が終了すると、フィルム22が非回転状態でヒータ23の通電がオンされ、吐き出し制御が開始される(S71)。次に、吐き出し制御中に画像形成ジョブ信号を受信しない場合、通常通りヒータ23が所定の設定温度に到達後に5秒経過してからヒータ23の通電がオフされ(S72〜S74)、吐き出し制御が終了する。
As shown in FIG. 17, first, after the post-rotation control is completed after the fixing operation, the energization of the
一方、吐き出し制御中に画像形成ジョブ信号を受信すると、まずメインサーミスタ25aと非接触温度計89によりフィルム22のニップ内温度とニップ外温度を検出し、ニップ内外温度差を算出する(S72、S75、S76、S77)。次に、フィルム22のニップ内外温度差が所定以上か否かを判定する(S78)。本実施形態では、フィルム22のニップ内外温度差が90℃以上か否かを判定する。
On the other hand, when an image forming job signal is received during discharge control, first, the
ここで、フィルム22のニップ内外温度差が90℃未満のとき、定着モータ86の駆動をオンし(S79)、画像形成動作を実行する(S87)。
Here, when the temperature difference between the inside and outside of the nip of the
一方、フィルム22のニップ内外温度差が90℃以上のとき、直ぐに画像形成動作に移らずにヒータ23の通電をオフして冷却を行う(S80)。その後、上記同様にフィルム22のニップ内外温度差を再度検出し(S82〜S84)、90℃以内になったときにヒータ23の通電をオンし(S85)、定着モータの駆動をオンして(S86)、画像形成動作を実行する(S87)。
On the other hand, when the temperature difference between the inside and outside of the nip of the
このように吐き出し制御中のフィルム22のニップ内外温度差が所定以上の状態でCPU80が定着モータ86を駆動させる信号を受信したとき、ニップ内外温度差が所定未満となるまで待機して冷却してから定着モータ86を駆動させる。つまりCPU80は、停止状態のフィルム22をヒータ23で加熱中にフィルム22を回転動作をさせる信号を受信したとき、ニップ内外温度差が所定の値以下と判定する場合には回転動作を開始させ、所定の値より大きいと判定する場合には回転動作を規制する。これによりフィルム22回転時におけるニップ内外温度差を小さくすることができ、フィルム22の凹の跡の発生を抑制することができる。
As described above, when the
(第5実施形態)
次に、本発明に係る画像形成装置Aの第5実施形態について図を用いて説明する。上記第1〜4実施形態と説明の重複する部分については、同一の図面、同一の符号を付して説明を省略する。
(Fifth embodiment)
Next, a fifth embodiment of the image forming apparatus A according to the present invention will be described with reference to the drawings. About the part which overlaps with the said 1st-4th embodiment, the same drawing and the same code | symbol are attached | subjected and description is abbreviate | omitted.
本実施形態では、第4実施形態の吐き出し制御において、フィルム22のニップ外温度を不図示の非接触温度計で計測するのではなく、ニップ内温度の単位時間当たりの変化量をもとに算出する。つまり、第4実施形態で説明したステップS76とステップS83のフィルム22のニップ外温度の検出を後述する制御で行い、その他の制御は第4実施形態の制御と同様の制御を行う。以下、本実施形態のフィルム22のニップ外温度の算出手順を、図18に示すフローチャートと、図19に示すフィルム22のニップ内温度とニップ外温度の推移を示すグラフを用いて説明する。
In the present embodiment, in the discharge control of the fourth embodiment, the temperature outside the nip of the
図18に示す様に、まず画像形成動作の終了後にヒータ23の通電をオフして後回転制御を開始するとき、後回転制御の開始時間をROM82に記録し、またフィルム22のニップ内温度をメインサーミスタ25aにより検出してROM82に記憶する(S91)。次に、定着モータ86の駆動をオフして後回転制御を終了するとき、後回転制御の終了時間をROM82に記録し、またフィルム22のニップ内温度をメインサーミスタ25aにより検出してROM82に記憶する(S92)。
As shown in FIG. 18, when the post-rotation control is started by turning off the
次に、後回転制御中のフィルム22のニップ内温度の変化量と、後回転制御の時間に基づいて、後回転制御における単位時間当たりのニップ内温度の変化量を温度低下率η(図19参照)として算出する(S93)。本実施形態では、後回転制御を2秒間実行し、フィルム22のニップ内温度は190℃から120℃に変化したため、温度変化率η=35となる。
Next, based on the amount of change in the nip temperature of the
ここで、温度低下率ηと、吐き出し制御における単位時間当たりのフィルム22のニップ外温度の変化量である温度低下率α(図19参照)は、実験で予め温度低下率α=0.286ηの関係があることがわかっている。このため、この式に温度低下率η(=35)を代入し、吐き出し制御におけるニップ外温度の温度低下率α=0.286×35=10を算出する(S94)。
Here, the temperature decrease rate η and the temperature decrease rate α (see FIG. 19), which is the amount of change in the temperature outside the nip of the
また前述した通り、後回転制御においては、一定時間経過するとフィルム22のニップ内とニップ外温度がほぼ同等になる。本実施形態では、図19に示す様に、後回転制御開始から2秒後(後回転制御終了時)には、フィルム22のニップ内温度とニップ外温度がほぼ同等になった。つまり、ステップS2において検出した後回転制御終了時のフィルム22のニップ内温度は、吐き出し制御開始時のフィルム22のニップ外温度とほぼ同じになる。
Further, as described above, in the post-rotation control, the temperature inside the nip of the
このため、吐き出し制御開始時(=後回転制御終了時)からの経過時間に基づいて、フィルム22のニップ外温度を判定する事が出来る。つまり、吐き出し制御開始時からの経過時間をT、吐き出し制御開始時のフィルム22のニップ内温度βとしたとき、次の式1によりフィルム22のニップ外温度θを算出する(S95)。
For this reason, the temperature outside the nip of the
θ=β−(αT)・・・(式1) θ = β− (αT) (Formula 1)
例えば図19に示す様に、吐き出し制御開始時のフィルム22のニップ内温度βが120℃、吐き出し制御開始後4秒後に画像形成ジョブ信号を受信した場合、温度低下率α=10のため、フィルムのニップ内温度θ=120−(4×10)=80℃となる。
For example, as shown in FIG. 19, when the
このようにフィルム22のニップ外温度を、非接触温度計等の温度センサにより計測するのではなく、フィルム22のニップ内温度を検出する温度センサの検出温度等に基づいて算出することで、部品点数を減らしてコストを削減することができる。
In this way, the temperature outside the nip of the
(第6実施形態)
次に、本発明に係る定着装置を備える画像形成装置の第6実施形態について図を用いて説明する。上記第1〜5実施形態と説明の重複する部分については、同一の図面、同一の符号を付して説明を省略する。
(Sixth embodiment)
Next, a sixth embodiment of an image forming apparatus including the fixing device according to the present invention will be described with reference to the drawings. About the part which overlaps with the said 1st-5th embodiment, the same drawing and the same code | symbol are attached | subjected and description is abbreviate | omitted.
本実施形態では、第4実施形態の吐き出し制御において、フィルム22のニップ外温度を不図示の非接触温度計で計測するのではなく、ニップ内温度の単位時間当たりの変化量をもとに算出する。つまり、第4実施形態で説明したステップS76とステップS83のフィルム22のニップ外温度の検出を後述する制御で行い、その他の制御は第4実施形態の制御と同様の制御を行う。以下、本実施形態のフィルム22のニップ外温度の算出手順を、図20に示すフローチャートと、図21に示すフィルム22のニップ内温度とニップ外温度の推移を示すグラフを用いて説明する。
In the present embodiment, in the discharge control of the fourth embodiment, the temperature outside the nip of the
図20に示す様に、まず後回転制御の終了後、すぐに立ち上げ制御を開始せずに、ヒータ23の通電と定着モータ86の駆動をオフの状態にする冷却期間を設ける。このとき、冷却期間の開始時(ヒータの通電とモータの駆動が両方オフになった時)の時間と、冷却期間開始時のフィルム22のニップ内温度をROM82に記憶する(S101)。なお、ニップ内温度はメインサーミスタ25aにより検出する。
As shown in FIG. 20, first, after completion of the post-rotation control, a cooling period is provided in which the energization of the
次に、所定時間経過後、ヒータ23の通電をオンし、吐き出し制御を開始する。つまり、吐き出し制御の開始時は、冷却期間終了時と同じ時である。このとき、吐き出し制御の開始時(冷却期間の終了時)における時間とメインサーミスタ25aにより検出したフィルム22のニップ内温度をROM82に記憶する(S102)。
Next, after elapse of a predetermined time, the
次に、冷却期間におけるフィルム22のニップ内温度の単位時間当たりの変化量を温度変化率εとして算出する(S103)。図21に示す様に、本実施形態では、冷却期間開始時のフィルム22のニップ内温度は120℃であり、冷却期間終了時のニップ内温度は110℃であった。また冷却期間は1秒である。従って、温度変化率εは、(120−110)/1=10である。
Next, the amount of change per unit time of the nip temperature of the
ここで前述した通り、後回転制御においては、一定時間経過するとフィルム22のニップ内とニップ外温度がほぼ同等になる。本実施形態では、後回転制御終了時にはフィルム22のニップ内温度とニップ外温度はほぼ同等となっている(図21)。また冷却期間中はヒータ23の通電と定着モータ86の駆動がオフのため、ニップ内温度とニップ外温度はほぼ同じ温度のまま推移する。つまり、ステップS102で検出した吐き出し制御開始時(冷却期間終了時)のフィルム22のニップ内温度は、ニップ外温度とほぼ同等となる。
As described above, in the post-rotation control, the temperature inside the nip of the
また吐き出し制御開始時にヒータ23の通電がオンされて停止加熱が行われると、フィルム22のニップ内温度は上昇するものの、ニップ外温度は冷却期間と同様の温度変化率で低下していく。つまり吐き出し制御における単位時間当たりのフィルム22のニップ外温度の変化量である温度低下率Ψと、冷却期間におけるフィルム22のニップ内温度の温度変化率εは同じである(図21)。つまり、温度低下率Ψ=温度低下率εが成立するため、CPU80は温度低下率Ψの値を温度低下率εの値とする(S104)。なお、この結果は実験結果からも判明している。
When the
このため、吐き出し制御開始時(=冷却期間終了時)からの経過時間が決まれば、フィルム22のニップ外温度が決まる。つまり、吐き出し制御開始時からの経過時間をT、吐き出し制御開始時のフィルム22のニップ内温度βとし、次の式2によりフィルム22のニップ外温度γを算出する(S105)。
For this reason, if the elapsed time from the start of the discharge control (= the end of the cooling period) is determined, the temperature outside the nip of the
γ=β−(ΨT)・・・(式2) γ = β− (ΨT) (Expression 2)
例えば図21に示す様に、吐き出し制御開始時のフィルム22のニップ内温度βが110℃、吐き出し制御開始後3秒後に画像形成ジョブ信号を受信した場合、温度低下率Ψ=10のため、フィルムのニップ内温度θ=110−(3×10)=80℃となる。
For example, as shown in FIG. 21, when the in-nip temperature β of the
このようにフィルム22のニップ外温度を、非接触温度計等の温度センサにより計測するのではなく、フィルム22のニップ内温度を検出する温度センサの検出温度等に基づいて算出することで、部品点数を減らしてコストを削減することができる。
In this way, the temperature outside the nip of the
(第7実施形態)
次に、本発明に係る定着装置を備える画像形成装置の第7実施形態について図を用いて説明する。上記第1〜6実施形態と説明の重複する部分については、同一の図面、同一の符号を付して説明を省略する。
(Seventh embodiment)
Next, a seventh embodiment of an image forming apparatus including the fixing device according to the present invention will be described with reference to the drawings. About the part which overlaps with the said 1st-6th embodiment, the same drawing and the same code | symbol are attached | subjected and description is abbreviate | omitted.
図22は、定着ニップ部の幅が狭い場合(図22(a))と広い場合(図22(b))のフィルム22の熱膨張による変形を模式的に示した模式図である。図22に示す様に、定着ニップ部の幅が広い場合、狭い場合よりも熱膨張によるフィルム22の伸び量は大きくなり、フィルム22の温度境界面におけるひずみ量も大きくなる。なお、定着ニップ部は定着装置11におけるシート搬送方向だけでなく、加圧ローラ24の回転軸方向にも幅を持つため、フィルム22の変形は両方向に発生する。このようにひずみ量が大きくなるとフィルム22が永久変形しやすくなって凹み跡が発生しやすくなる。このため、フィルム22の凹み跡の発生を抑制するためには、定着ニップ部の幅が広い場合、狭い場合よりも加圧ローラ24駆動時のフィルム22のニップ内外温度差を小さくする必要がある。
FIG. 22 is a schematic diagram schematically showing deformation due to thermal expansion of the
そこで本実施形態では、定着ニップ部の幅に応じて、加圧ローラ24駆動時のフィルム22のニップ内外温度差を設定する。これによりフィルム22の凹み跡の発生を抑制することができる。以下、図23に示すフローチャートを用いて本実施形態の制御を説明する。
Therefore, in this embodiment, the temperature difference between the inside and outside of the nip of the
図23に示す様に、まず定着動作後に後回転制御が終了すると、フィルム22が非回転状態でヒータ23の通電がオンされ、吐き出し制御が開始される(S111)。次に、吐き出し制御中に画像形成ジョブ信号を受信しない場合、通常通りヒータ23が所定の設定温度に到達後に5秒経過してからヒータ23の通電がオフされ(S112〜S114)、吐き出し制御が終了する。
As shown in FIG. 23, when the post-rotation control is finished after the fixing operation, the
一方、吐き出し制御中に画像形成ジョブ信号を受信すると、まずメインサーミスタ25aと非接触温度計89によりフィルム22のニップ内温度とニップ外温度を検出し、ニップ内外温度差を算出する(S112、S115〜S117)。
On the other hand, when an image forming job signal is received during discharge control, first, the
次にCPU80は、定着ニップ部の幅情報をROM82から取得する(S118)。定着ニップ部の幅は部材のバラつきにより1台1台異なるため、幅情報は出荷時に予めROM82に記憶させておく。本実施形態では、出荷時のシート搬送方向(フィルム22の回転方向)における定着ニップ部の幅は9.0mmである。
Next, the
次にCPU80は、シート搬送方向における定着ニップ部の幅Nと加圧ローラ24駆動時のフィルム22のニップ内外温度差に関する閾値ν(所定の温度)とが関連付けされたテーブルμ(図24)を参照して閾値νを設定する(S119)。なお、テーブルμはROM82に予め記憶されている。また図24に示す様に、テーブルμにおいて、閾値νは定着ニップ部の幅が大きい場合、小さい場合よりも小さくなるように設定される。本実施形態ではシート搬送方向における定着ニップ部の幅Nは9.0mmであるため、閾値νは80℃に設定される。
Next, the
次に、CPU80は、フィルム22のニップ内外温度差が閾値ν以上か否かを判定する(S120)。つまり本実施形態では、フィルム22のニップ内μ外温度差が80℃以上か否かを判定する。
Next, the
ここで、フィルム22のニップ内外温度差が80℃未満のとき、定着モータ86の駆動をオンし(S127)、画像形成動作を実行する(S129)。
Here, when the temperature difference between the inside and outside of the nip of the
一方、フィルム22のニップ内外温度差が80℃以上のとき、直ぐに画像形成動作に移らずにヒータ23の通電をオフして冷却を行う(S123)。その後、上記同様にフィルム22のニップ内外温度差を再度検出し(S124〜S126)、80℃以内になったときにヒータ23の通電をオンし(S127)、定着モータの駆動をオンして(S128)、画像形成動作を実行する(S129)。
On the other hand, when the temperature difference between the inside and outside of the nip of the
このように加圧ローラ24の駆動時におけるフィルム22のニップ内外温度差を定着ニップ部の幅に応じて設定することで、定着ニップ部の幅が広い定着装置においても、フィルム22の凹み跡の発生を抑制することができる。
In this way, by setting the temperature difference between the inside and outside of the nip of the
なお、本実施形態では定着ニップ部におけるシート搬送方向の幅に基づいて閾値νを設定したものの、本発明はこれに限られず、加圧ローラ24の回転軸方向の幅に基づいて閾値νを設定してもよい。
In this embodiment, the threshold value ν is set based on the width of the fixing nip in the sheet conveyance direction. However, the present invention is not limited to this, and the threshold value ν is set based on the width of the
(第8実施形態)
次に、本発明に係る定着装置を備える画像形成装置の第8実施形態について図を用いて説明する。上記第1〜7実施形態と説明の重複する部分については、同一の図面、同一の符号を付して説明を省略する。
(Eighth embodiment)
Next, an eighth embodiment of an image forming apparatus including the fixing device according to the present invention will be described with reference to the drawings. About the part which overlaps with the said 1st-7th embodiment, the same drawing and the same code | symbol are attached | subjected and description is abbreviate | omitted.
図25は、定着装置11の定着枚数と定着ニップ部の幅との関係を示すグラフである。図25に示す様に、定着ニップ部の幅は、定着枚数が増加するにつれて加圧ローラ24のゴムの軟化劣化等が発生して徐々に広がっていく。なお、線A、線B、線Cは、異なる定着装置11の定着ニップ部の幅の変化を示すものであり、前述した通り定着ニップ部の幅は部材のバラつきにより1台1台異なる。
FIG. 25 is a graph showing the relationship between the number of fixed sheets of the fixing
そこで本実施形態では、定着ニップ部の幅を判定し、判定された定着ニップ部の幅に応じて加圧ローラ24駆動時のフィルム22のニップ内外温度差を設定する。以下、図26に示すフローチャートを用いて本実施形態の制御を説明する。
Therefore, in this embodiment, the width of the fixing nip portion is determined, and the temperature difference between the inside and outside of the
図26に示す様に、まず定着動作後に後回転制御が終了すると、フィルム22が非回転状態でヒータ23の通電がオンされ、吐き出し制御が開始される(S131)。次に、吐き出し制御中に画像形成ジョブ信号を受信しない場合、通常通りヒータ23が所定の設定温度に到達後に5秒経過してからヒータ23の通電がオフされ(S132〜S134)、吐き出し制御が終了する。
As shown in FIG. 26, after the post-rotation control is ended after the fixing operation, the
一方、吐き出し制御中に画像形成ジョブ信号を受信すると、まずメインサーミスタ25aと非接触温度計89によりフィルム22のニップ内温度とニップ外温度を検出し、ニップ内外温度差を算出する(S132、S135〜S137)。
On the other hand, when an image forming job signal is received during the discharge control, first, the
次にCPU80は、出荷時における定着ニップ部の幅情報と現在の画像形成枚数を取得する(S138)。なお、定着ニップ部の幅情報は出荷時に予めROM82に記憶させておく。また本実施形態では出荷時のシート搬送方向における定着ニップ部の幅Nは9.5mmである。そしてこれらの情報に基づいて、次に説明する通り、現在の定着ニップ部の幅を判定する(S139)。
Next, the
本実施形態では、画像形成枚数をnとするとき、定着ニップ部の幅の増加量Δは実験的にΔ=2×10−5×n(mm)であることが確認されている。このため、例えば現在の画像形成枚数が5万枚であることを想定する場合、現在のシート搬送方向における定着ニップ部の幅Nは10.5mmと判定される。つまりCPU80は、定着装置11により定着を行ったシートの累積枚数が多いほど、定着ニップ部の幅が大きいと判定する。
In this embodiment, when the number of formed images is n, the increase amount Δ of the fixing nip width is experimentally confirmed to be Δ = 2 × 10 −5 × n (mm). For this reason, for example, when it is assumed that the current number of formed images is 50,000, the width N of the fixing nip portion in the current sheet conveyance direction is determined to be 10.5 mm. That is, the
ここで本実施形態では、第7実施形態と同様に、シート搬送方向における定着ニップ部の幅Nと加圧ローラ24駆動時のフィルム22のニップ内外温度差に関する閾値ν(所定の温度)とが関連付けされたテーブルμ(図24)がROM82に予め記憶されている。従って、次にCPU80は、判定された定着ニップ部の幅に基づいて、テーブルμを参照して閾値νを設定する(S140)。本実施形態では、閾値νは70℃に設定される。
Here, in the present embodiment, as in the seventh embodiment, the width N of the fixing nip portion in the sheet conveyance direction and the threshold value ν (predetermined temperature) relating to the temperature difference between the inside and outside of the nip of the
次に、フィルム22のニップ内外温度差が閾値ν以上か否かを判定する(S141)。つまり本実施形態では、フィルム22のニップ内外温度差が70℃以上か否かを判定する。
Next, it is determined whether or not the temperature difference inside and outside the nip of the
ここで、フィルム22のニップ内外温度差が70℃未満のとき、定着モータ86の駆動をオンし(S142)、画像形成動作を実行する(S150)。
Here, when the temperature difference between the inside and outside of the nip of the
一方、フィルム22のニップ内外温度差が70℃以上のとき、直ぐに画像形成動作に移らずにヒータ23の通電をオフして冷却を行う(S143)。その後、上記同様にフィルム22のニップ内外温度差を再度検出し(S145〜S147)、70℃以内になったときにヒータ23の通電をオンし(S148)、定着モータの駆動をオンして(S149)、画像形成動作を実行する(S150)。
On the other hand, when the temperature difference between the inside and outside of the nip of the
このように加圧ローラ24駆動時におけるフィルム22のニップ内外温度差を、判定された定着ニップ部の幅に応じて設定することで、使用状況によって定着ニップ部の幅が変化した場合であってもフィルム22の凹み跡の発生を抑制することができる。
In this way, the temperature difference between the inside and outside of the nip of the
なお、本実施形態では定着ニップ部におけるシート搬送方向の幅に基づいて閾値νを設定したものの、本発明はこれに限られず、加圧ローラ24の回転軸方向の幅に基づいて閾値νを設定してもよい。
In this embodiment, the threshold value ν is set based on the width of the fixing nip in the sheet conveyance direction. However, the present invention is not limited to this, and the threshold value ν is set based on the width of the
なお、上記第1〜第8実施形態で述べたフィルム22のニップ外温度の検出方法の他には、例えばフィルム22のニップ外温度の温度推移テーブルをROM82に予め記憶させておく構成としても、上記同様の効果を得ることができる。
In addition to the method for detecting the temperature outside the nip of the
11…定着装置
22…フィルム(回転ユニット)
23…ヒータ
24…加圧ローラ(加圧部材)
25…サーミスタ(第1検出手段、ヒータ温度センサ)
80…CPU(制御手段、設定手段)
86…定着モータ(駆動手段)
88…環境センサ(環境検出手段)
89…非接触温度計(第2検出手段、非接触領域温度センサ)
A…画像形成装置
P…シート(記録材)
11: Fixing
23 ...
25 ... Thermistor (first detection means, heater temperature sensor)
80 ... CPU (control means, setting means)
86. Fixing motor (driving means)
88 ... Environmental sensor (environment detection means)
89 ... Non-contact thermometer (second detection means, non-contact region temperature sensor)
A: Image forming apparatus P: Sheet (recording material)
Claims (18)
前記回転ユニットを加熱する加熱ユニットと、
前記回転ユニットとの間で記録材を挟持搬送する加圧手段と、
前記加熱ユニットにより加熱される前記回転ユニットの回転状態での加熱温度に応じて、前記回転ユニットの停止後の前記加熱ユニットによる加熱を制御する制御手段と、
を有することを特徴とする定着装置。 A rotating unit;
A heating unit for heating the rotating unit;
Pressurizing means for nipping and conveying the recording material to and from the rotating unit;
Control means for controlling the heating by the heating unit after the rotation unit is stopped according to the heating temperature in the rotation state of the rotation unit heated by the heating unit;
A fixing device.
前記加熱ユニットの温度を検出する温度検出手段と、
をさらに有し、
前記制御手段は、定着装置の周囲の温度と、前回の画像形成動作からの経過時間と、前記加熱ユニットの温度と、に基づいて停止状態の前記回転ユニットの回転を開始することを特徴とする請求項1または請求項2に記載の定着装置。 Environment detection means for detecting the ambient temperature of the fixing device;
Temperature detecting means for detecting the temperature of the heating unit;
Further comprising
The control means starts rotation of the rotating unit in a stopped state based on the ambient temperature of the fixing device, the elapsed time from the previous image forming operation, and the temperature of the heating unit. The fixing device according to claim 1.
前記回転ユニットを加熱する加熱ユニットと、
前記回転ユニットとの間で記録材を挟持搬送する加圧手段と、
停止状態の前記回転ユニットを前記加熱ユニットで加熱中に前記回転ユニットの回転動作を開始するときに、前記回転ユニットの回転方向における温度差が所定の値以下と判定される場合には、所定の回転動作を行い、前記温度差が所定の値より大きいと判定される場合には、前記所定の回転動作を規制する制御手段と、
を有することを特徴とする定着装置。 A rotating unit;
A heating unit for heating the rotating unit;
Pressurizing means for nipping and conveying the recording material to and from the rotating unit;
When it is determined that a temperature difference in the rotation direction of the rotating unit is equal to or less than a predetermined value when starting the rotating operation of the rotating unit while the rotating unit is being heated by the heating unit, Performing a rotation operation, and when it is determined that the temperature difference is larger than a predetermined value, a control means for regulating the predetermined rotation operation;
A fixing device.
前記回転ユニットを加熱する加熱ユニットと、
前記回転ユニットとの間で記録材を挟持搬送する加圧手段と、
回転ユニットを回転状態から停止状態にするとき、回転状態における加熱ユニットによる加熱温度が第1温度である場合は、停止状態のおける加熱ユニットによる加熱温度を第2温度に設定し、回転状態における加熱ユニットによる加熱温度が前記第1温度よりも低い第3温度である場合は、停止状態のおける加熱ユニットによる加熱温度を前記第2温度よりも低い第4温度に設定する設定手段と、
を有することを特徴とする定着装置。 A rotating unit;
A heating unit for heating the rotating unit;
Pressurizing means for nipping and conveying the recording material to and from the rotating unit;
When changing the rotation unit from the rotation state to the stop state, if the heating temperature by the heating unit in the rotation state is the first temperature, the heating temperature by the heating unit in the stop state is set to the second temperature, and heating in the rotation state When the heating temperature by the unit is the third temperature lower than the first temperature, setting means for setting the heating temperature by the heating unit in the stopped state to a fourth temperature lower than the second temperature;
A fixing device.
前記画像形成部により形成された画像を記録材に定着させる請求項1乃至請求項15のいずれか1項に記載の定着装置と、
を備えることを特徴とする画像形成装置。 An image forming unit for forming an image;
The fixing device according to claim 1, wherein an image formed by the image forming unit is fixed on a recording material.
An image forming apparatus comprising:
前記回転ユニットを加熱する加熱ユニットと、
前記回転ユニットとの間で記録材を挟持搬送する加圧手段と、
を有し、前記回転ユニットと前記加圧手段により記録材を挟持搬送しながら前記記録材上の現像剤像を加熱して前記記録材に定着させる定着装置の制御方法であって、
前記加熱ユニットによって、回転状態の前記回転ユニットを加熱する工程と、
前記回転状態における加熱温度に応じた温度で停止状態の前記回転ユニットを加熱する工程と、
を含むことを特徴とする定着装置の制御方法。 A rotating unit;
A heating unit for heating the rotating unit;
Pressurizing means for nipping and conveying the recording material to and from the rotating unit;
And a fixing device control method for heating and fixing the developer image on the recording material to the recording material while sandwiching and conveying the recording material by the rotating unit and the pressurizing unit,
Heating the rotating unit in a rotating state by the heating unit;
Heating the rotating unit in a stopped state at a temperature corresponding to the heating temperature in the rotating state;
A control method for a fixing device.
前記回転ユニットを加熱する加熱ユニットと、
前記回転ユニットとの間で記録材を挟持搬送する加圧手段と、
を有し、前記回転ユニットと前記加圧手段により記録材を挟持搬送しながら前記記録材上の現像剤像を加熱して前記記録材に定着させる定着装置の制御方法であって、
停止状態の前記回転ユニットを前記加熱ユニットで加熱中に、前記回転ユニットの回転動作を開始する場合に、前記回転ユニットの回転方向における温度差を判定する判定工程と、
前記温度差が所定の値以下と判定される場合には、所定の回転動作を行い、前記温度差が所定の値が所定の値より大きいと判定される場合には、前記所定の回転動作を規制するように制御する制御工程と、
を含むことを特徴とする定着装置の制御方法。 A rotating unit;
A heating unit for heating the rotating unit;
Pressurizing means for nipping and conveying the recording material to and from the rotating unit;
And a fixing device control method for heating and fixing the developer image on the recording material to the recording material while sandwiching and conveying the recording material by the rotating unit and the pressurizing unit,
A determination step of determining a temperature difference in the rotation direction of the rotating unit when starting the rotating operation of the rotating unit while the rotating unit is being heated by the heating unit.
When the temperature difference is determined to be less than or equal to a predetermined value, a predetermined rotation operation is performed. When the temperature difference is determined to be greater than the predetermined value, the predetermined rotation operation is performed. A control process for controlling to regulate,
A control method for a fixing device.
Priority Applications (5)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
US15/709,676 US10274877B2 (en) | 2016-09-29 | 2017-09-20 | Fixing device having a control portion that controls a heating temperature of a heating unit in a halt state according to a heating temperature of the heating unit in a rotating state |
KR1020170124228A KR102193082B1 (en) | 2016-09-29 | 2017-09-26 | Fixing device |
EP17193386.4A EP3301518A3 (en) | 2016-09-29 | 2017-09-27 | Fixing device |
CN201710902191.4A CN107885061B (en) | 2016-09-29 | 2017-09-29 | Fixing device |
US16/352,302 US10564578B2 (en) | 2016-09-29 | 2019-03-13 | Fixing device having a setting portion that sets a temperature of a heating unit based on a basis weight of a recording material |
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2016191158 | 2016-09-29 | ||
JP2016191158 | 2016-09-29 |
Publications (3)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2018060167A true JP2018060167A (en) | 2018-04-12 |
JP2018060167A5 JP2018060167A5 (en) | 2018-06-07 |
JP6634048B2 JP6634048B2 (en) | 2020-01-22 |
Family
ID=61907676
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2017117027A Expired - Fee Related JP6634048B2 (en) | 2016-09-29 | 2017-06-14 | Fixing device, fixing device control method, and image forming apparatus |
Country Status (2)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP6634048B2 (en) |
KR (1) | KR102193082B1 (en) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2020067476A (en) * | 2018-10-22 | 2020-04-30 | キヤノン株式会社 | Image forming apparatus |
JP7481675B2 (en) | 2020-07-28 | 2024-05-13 | 株式会社リコー | Heater member, heating device, fixing device and image forming apparatus |
Citations (9)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH11249489A (en) * | 1998-02-27 | 1999-09-17 | Canon Inc | Image forming device |
JP2000122463A (en) * | 1998-10-20 | 2000-04-28 | Canon Inc | Fixing device |
JP2004157242A (en) * | 2002-11-05 | 2004-06-03 | Canon Inc | Fixing device |
US20040223777A1 (en) * | 2003-05-06 | 2004-11-11 | Jichang Cao | Backup roller temperature prediction and control for fuser |
JP2004354416A (en) * | 2003-05-26 | 2004-12-16 | Fuji Xerox Co Ltd | Image forming apparatus |
JP2006221115A (en) * | 2005-02-14 | 2006-08-24 | Sharp Corp | Fixing device, image forming apparatus using the same, and heating method of fixing device, and heating control program of fixing device and recording medium |
JP2006276618A (en) * | 2005-03-30 | 2006-10-12 | Canon Finetech Inc | Image forming apparatus, and method for controlling fixing apparatus |
JP2010002536A (en) * | 2008-06-19 | 2010-01-07 | Konica Minolta Business Technologies Inc | Image forming apparatus and image forming method |
JP2013117577A (en) * | 2011-12-01 | 2013-06-13 | Canon Inc | Image formation device |
-
2017
- 2017-06-14 JP JP2017117027A patent/JP6634048B2/en not_active Expired - Fee Related
- 2017-09-26 KR KR1020170124228A patent/KR102193082B1/en active IP Right Grant
Patent Citations (9)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH11249489A (en) * | 1998-02-27 | 1999-09-17 | Canon Inc | Image forming device |
JP2000122463A (en) * | 1998-10-20 | 2000-04-28 | Canon Inc | Fixing device |
JP2004157242A (en) * | 2002-11-05 | 2004-06-03 | Canon Inc | Fixing device |
US20040223777A1 (en) * | 2003-05-06 | 2004-11-11 | Jichang Cao | Backup roller temperature prediction and control for fuser |
JP2004354416A (en) * | 2003-05-26 | 2004-12-16 | Fuji Xerox Co Ltd | Image forming apparatus |
JP2006221115A (en) * | 2005-02-14 | 2006-08-24 | Sharp Corp | Fixing device, image forming apparatus using the same, and heating method of fixing device, and heating control program of fixing device and recording medium |
JP2006276618A (en) * | 2005-03-30 | 2006-10-12 | Canon Finetech Inc | Image forming apparatus, and method for controlling fixing apparatus |
JP2010002536A (en) * | 2008-06-19 | 2010-01-07 | Konica Minolta Business Technologies Inc | Image forming apparatus and image forming method |
JP2013117577A (en) * | 2011-12-01 | 2013-06-13 | Canon Inc | Image formation device |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2020067476A (en) * | 2018-10-22 | 2020-04-30 | キヤノン株式会社 | Image forming apparatus |
JP7187254B2 (en) | 2018-10-22 | 2022-12-12 | キヤノン株式会社 | image forming device |
JP7481675B2 (en) | 2020-07-28 | 2024-05-13 | 株式会社リコー | Heater member, heating device, fixing device and image forming apparatus |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
KR20180035694A (en) | 2018-04-06 |
JP6634048B2 (en) | 2020-01-22 |
KR102193082B1 (en) | 2020-12-18 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US10564578B2 (en) | Fixing device having a setting portion that sets a temperature of a heating unit based on a basis weight of a recording material | |
US6535701B2 (en) | Fixing device having shortened standby period | |
JP2012252128A (en) | Fixing device | |
JP2007241143A (en) | Fixing device, image forming apparatus, method for controlling fixing device, control program for fixing device and control program storing medium | |
JP2005275409A (en) | Fixing device and heating device control method | |
US8472826B2 (en) | Image forming apparatus | |
JP2007248656A (en) | Fixing device and image forming apparatus equipped therewith | |
JP2010002857A (en) | Fixing device | |
JPH11143291A (en) | Image forming device | |
JP6634048B2 (en) | Fixing device, fixing device control method, and image forming apparatus | |
JP2008015344A (en) | Fixing device and image forming apparatus | |
JP2018173536A (en) | Image forming device | |
JP2014010318A (en) | Fixing device | |
JP2018141959A (en) | Image forming apparatus | |
US10642201B2 (en) | Image forming apparatus that controls rotation of a rotating unit and a heating process of a heating portion | |
JP2014164149A (en) | Fixing device | |
JP2002214961A (en) | Heat fixing device and image forming device having the same | |
JP3984737B2 (en) | Fixing device | |
JP2013238847A (en) | Image forming device | |
JP2012032502A (en) | Image forming apparatus | |
JP5230316B2 (en) | Image heating device | |
JP2007058083A (en) | Control method in image forming apparatus | |
JP2020016731A (en) | Image formation apparatus | |
JP2013003503A (en) | Image heating device | |
JP2011033998A (en) | Image heating device |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20180416 |
|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20180416 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20190205 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20190402 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20190603 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20190910 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20191108 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20191126 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20191213 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 6634048 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |