JP2018063385A - 画像加熱装置、画像加熱装置の制御装置および画像形成装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】画像加熱装置40において、温調用サーミスタ55の浮きを確実に検知し、エラー表示でジョブを禁止する前にアラーム表示で温調用サーミスタの交換を促す。【解決手段】記録材上の画像を加熱する回転体47と、回転体加熱器41と、加熱器への電力供給部105と、回転体表面の記録材通過部に接触配置された第1の温度センサ55と記録材非通過部に接触配置された第2の温度センサ56と、温度センサ55の検出温度T1に応じて電力供給部から加熱器への供給電力を制御する温度制御部と、報知部103と、温度センサ56の検出温度T2と第1の閾値温度T3及び それよりも高い第2の閾値温度T4と比較して、検出温度T2が閾値温度T3以上で閾値温度T4よりも低い場合は報知部にアラームメッセージを表示させ、検出温度T2が閾値温度T4よりも高い場合は報知部にエラーメッセージを表示すると共に装置動作を禁止する制御部100を有する。【選択図】図1
Description
本発明は、画像加熱装置、画像加熱装置の制御装置および画像形成装置に関する。
従来、いわゆる電子写真方式・転写方式の画像形成装置は、感光ドラムにトナー像を形成し、記録媒体(記録材:以下、用紙または紙と記す)に該トナー像を転写して用紙の表面に画像を形成する画像形成部を有する。また、用紙に形成されたトナー像を加熱することでトナーを用紙表面に溶着させて固定させる画像加熱装置としての定着装置が備えられている。そして、定着装置に関しては用紙に一定の熱量が伝達されるように、トナー像を担持している用紙を加熱する加熱回転体の温度管理が行われている。
この加熱回転体の温度管理は、加熱回転体の通紙部に配設された温度調整制御用の接触式のサーミスタと、これとは別にさらなる保安性を追求して配設された異常監視用のサーミスタとで行われている。ところが、温度調整制御用のサーミスタの表面の汚れ等により当該サーミスタが加熱回転体から浮いてしまうと、過剰な熱量を定着装置に与えてしまい過昇温させてしまう恐れがある。
そこで、加熱回転体の温度を検出するサーミスタを複数用意し、検出温度の差に基づいてサーミスタの温度検出に異常が発生したことを検出する技術が、たとえば特許文献1に記載されている。この定着装置は、加熱回転体の内側に、複数のサーミスタを配置している。
そして、この定着装置は、まず、トナー像の用紙への溶融定着が可能な温度まで加熱回転体の温度を上昇させるウォームアップ動作中に、それぞれのサーミスタの温度情報を記憶する。そして、いずれかのサーミスタが所定の温度に到達した時点で、サーミスタの温度情報を比較する。比較の結果、検出温度差が所定の閾値よりも大きい場合にはいずれかのサーミスタに異常が発生したと判断して加熱を中止する。
しかしながら、従来技術においては、加熱回転体の外側に、かつ通紙部に複数のサーミスタを配置した場合、用紙の紙粉やトナーから放出されるワックスにより、配置した全てのサーミスタが一様に汚れて浮いてしまう。そのため、サーミスタの温度情報を比較しても検出温度に差が出ない為、サーミスタの汚れは蓄積し、浮き量が大きくなる事で過昇温させてしまう。更に、過昇温によるエラー表示でジョブを禁止する前にサーミスタの浮き量を検知し、アラーム表示でサーミスタの交換を促す事が難しい。
本発明は上記の従来技術に鑑みて提案されたものである。その目的とするところは、温調用の温度検出手段を加熱回転体の外側にかつ記録材通過部に配設した場合でも、エラー表示で装置動作を禁止する前にアラーム表示で当該温度検出手段の交換を促す事を可能にした画像加熱装置を提供することにある。また、同上の事項を可能とする画像加熱装置の制御装置および画像形成装置を提供することにある。
上記の目的を達成するための本発明に係る画像加熱装置の代表的な構成は、記録材に形成された画像を加熱する加熱回転体と、前記加熱回転体を加熱する加熱手段と、前記加熱手段に電力を供給する電力供給手段と、前記加熱回転体の表面の記録材通過部に配置された接触式の第1の温度検出手段と、前記加熱回転体の表面の記録材非通過部に配置された接触式の第2の温度検出手段と、前記第1の温度検出手段の検出温度T1に応じて前記電力供給手段から前記加熱手段への供給電力を制御する温度制御部と、操作者に情報を報知する報知部と、前記第2の温度検出手段の検出温度T2と第1の閾値温度T3およびそれよりも高い第2の閾値温度T4と比較して、前記検出温度T2が前記第1の閾値温度T3以上で前記第2の閾値温度T4よりも低い場合には前記報知部にアラームメッセージを表示させ、前記検出温度T2が前記第2の閾値温度T4よりも高い場合には前記報知部にエラーメッセージを表示すると共に装置動作を禁止する制御部と、を有することを特徴とする。
本発明によれば、温調用の第1の温度検出手段を加熱回転体の外側にかつ記録材通過部に配設した場合でも、エラー表示で装置動作を禁止する前にアラーム表示で当該温度検出手段の交換を促す事を可能にした画像加熱装置を提供することができる。また、同上の事項を可能とした画像加熱装置の制御装置および画像形成装置を提供することができる。
≪実施形態≫
図面を参照しながら、本発明の実施の形態の具体例(実施例)を説明するが、本発明はこの実施例に限定されるものではない。
図面を参照しながら、本発明の実施の形態の具体例(実施例)を説明するが、本発明はこの実施例に限定されるものではない。
(画像形成装置)
図2は本実施例における画像形成装置の概略断面模式図、図3は当該装置の制御系統の大まかなブロック図である。この画像形成装置1は電子写真プロセスを用いたタンデム式−中間転写方式の4色フルカラーのレーザープリンタである。即ち、このプリンタ1はパソコン・イメージリーダ・ファクシミリ・ネットワーク等のホスト装置200から制御部(制御回路部)100に入力される画像情報(電気的画像信号)に基づいて記録材Pにトナー画像形成を行う。記録材はトナー像を形成することができるシート状の記録媒体(以下、用紙または紙と記す)である。
図2は本実施例における画像形成装置の概略断面模式図、図3は当該装置の制御系統の大まかなブロック図である。この画像形成装置1は電子写真プロセスを用いたタンデム式−中間転写方式の4色フルカラーのレーザープリンタである。即ち、このプリンタ1はパソコン・イメージリーダ・ファクシミリ・ネットワーク等のホスト装置200から制御部(制御回路部)100に入力される画像情報(電気的画像信号)に基づいて記録材Pにトナー画像形成を行う。記録材はトナー像を形成することができるシート状の記録媒体(以下、用紙または紙と記す)である。
このプリンタ1は、大別して、画像形成部2、給紙部3、定着部(定着装置)40を有している。制御部100は、CPU、メモリなどを含めた演算処理ユニット、入出力部(I/Oポート)、通信インターフェース等の外部とデータのやり取りを行う回路等で構成されている。制御部100は、ホスト装置200や操作部101との間で各種の電気的情報の授受を行うと共に、プリンタ1の画像形成動作を所定の制御プログラムや参照テーブルに従って統括的に制御する。制御部100は入力された情報を記憶し、記憶した情報により、画像形成条件を決定し画像形成時に所定の条件で画像形成を行う。
操作部101は操作者(装置を操作するオペレータ、ユーザー)が表示部(液晶ディスプレイ等)102と操作キー部103を用いて、画像形成開始指令を出すだけでなく、画像の画質設定や給紙部3にセットする用紙Pの情報入力を行うことができる。表示部102はプリンタ1の状態やエラー、ジャムなどの情報など各種メッセージを表示することができる。即ち、表示部102は操作者に情報を報知する報知部である。
制御部100は、操作者が操作部101等より使用する用紙Pの情報を入力すると、画像形成される用紙Pの種類や坪量に応じて定着部40の運転条件を設定する。定着部40の立ち上がりを待って、画像形成部2の書き込み開始タイミングを指令する。これにより用紙Pの搬送制御がされる。
画像形成部2は、それぞれ、イエロ(Y)色・マゼンタ(M)色・シアン(C)色・ブラック(Bk)色のトナー画像(トナー像)を形成する4つの作像ユニットU(UY・UM・UC・UBk)と、中間転写ベルトユニット4を有する。各作像ユニットUは、それぞれ、感光ドラム5、帯電器6、レーザスキャナ7、現像器8、一次転写帯電器9、ドラムクリーナ10を有する。なお、図の煩雑を避けるため作像ユニットUY以外の作像ユニットUM・UC・UBkにおけるこれらの機器に対する符号の記入は省略した。また、画像形成部2の電子写真プロセスや作像動作は公知であるからその説明は割愛する。
各作像ユニットUのドラム2から回動するベルト11に対して各色のトナー像が所定に重畳されて一次転写される。これによりベルト11上に4色重畳のトナー像が形成される。一方、給紙部3の第1の給紙カセット12又は第2の給紙カセット13、或いはマルチ給紙トレイ(手差しトレイ)14から操作部101等より制御部100に入力された使用する用紙情報に対応する用紙Pが一枚宛給送される。
用紙Pは搬送路15を通って所定の制御タイミングでベルト11と二次転写ローラ16との圧接部である二次転写ニップ部に導入される。これにより、用紙Pに対してベルト11上の4色重畳のトナー像が一括して二次転写される。その用紙Pが定着部40に導入されてトナー像の定着処理を受ける。定着部40を出た用紙Pは片面画像形成モードの場合はフラッパ17の制御により搬送路18の側に誘導されて排出トレイ19上にフェイスダウンで排出される。或いは、搬送路20の側に誘導されて排出トレイ21上にフェイスアップで排出される。
両面画像形成モードの場合は、定着部40を出た用紙Pはフラッパ17の制御により搬送路18の側に一旦誘導された後にスイッチバック搬送されて両面搬送路22の側に導入される。そして、表裏反転された状態で再び搬送路15を通って二次転写ニップ部に導入されて他方の面にトナー像が形成される。以後は、片面画像形成モードの場合と同様に定着部40に導入され、排出トレイ19又は21に両面画像形成物として排出される。
(定着部)
本実施例における定着部(定着装置)40は内部加熱型の電磁誘導加熱方式の画像加熱装置である。
本実施例における定着部(定着装置)40は内部加熱型の電磁誘導加熱方式の画像加熱装置である。
ここで、定着部40について正面(前面)とは用紙入口側から見た面、背面(後面)とはその反対側の面、左右とは正面から見て左右である。上下とは重力方向において上下である。また、定着部40又はその構成部材に関して長手方向もしくは幅方向とは回転体の軸線方向(スラスト方向)もしくは母線方向または用紙搬送路面内において用紙搬送方向に直交する方向又はその方向に平行な方向である。短手方向とは回転体の軸線方向もしくは母線方向または用紙搬送路面内において用紙搬送方向又はその方向に平行な方向である。
図4は定着部40の要部の平面図、図5は図4の(5)−(5)線矢視の拡大断面模式図である。定着部40は、大別して、用紙Pに形成された画像tを加熱する加熱回転体としての定着ローラ47を有する。また、この定着ローラ47を加熱する加熱手段(加熱器)としてのコイルアセンブリ41を有する。また、定着ローラ47と協働してニップ部(加熱ニップ部、定着ニップ部)Nを形成する加圧回転体としての加圧ローラ48を有する。また、これらを収容している装置筐体50を有する。
(1)定着ローラ
定着ローラ47は、電磁誘導に応答して発熱する薄肉の円筒管であって、鉄、ニッケル、コバルトなどの金属を用いることができる。定着ローラ47の肉厚は、略0.3〜2mm程度にすることで、熱容量を低減している。ここでは、肉厚が0.6mmの定着ローラ47となっている。
定着ローラ47は、電磁誘導に応答して発熱する薄肉の円筒管であって、鉄、ニッケル、コバルトなどの金属を用いることができる。定着ローラ47の肉厚は、略0.3〜2mm程度にすることで、熱容量を低減している。ここでは、肉厚が0.6mmの定着ローラ47となっている。
また、定着ローラ47の材質として、強磁性体の(透磁率の大きい)金属材料を使うことで、後述するコイルアセンブリ41の励磁コイル45から発生して磁性体コア46a、46bに案内される磁束をより多く定着ローラ47に入射させている。そして、発熱に関与する磁束密度を高くすることで、効率的に定着ローラ47にうず電流を発生させて発熱させている。定着ローラ47の外側表面には、一般にはフッ素樹脂のPTFE(厚さ10〜50μm)やPFA(厚さ10〜50μm)で構成されるトナー離型層がある。また、トナー離型層の内側に、弾性層としてのゴム層を設ける構成にしても良い。
定着ローラ47は左右両端部がそれぞれ装置筐体50の左右の側板51L・51R間に耐熱ブッシュ(不図示)とベアリング52を介して回転可能に支持されると共に、ワッシャーと止め輪(何れも不図示)によりスラスト方向の保持(抜け止め)がされている。定着ローラ47にはその右側端部に定着ローラギアGが同心一体に外嵌されている。このギアGに制御部100で制御される駆動部(モータ)104の駆動力が駆動伝達機構(不図示)を介して伝達される。これにより、定着ローラ47が図5において矢印R47の時計方向に所定の周速度にて回転駆動される構成となっている。
(2)加圧ローラ
加圧ローラ48は、定着ローラ47の下側において定着ローラ47に平行に配列した弾性ローラである。加圧ローラ48は、鉄製の芯金48aの外周に弾性層としてのシリコーンゴム層48bを設け、弾性層の外側にトナー離型層48cを設けた構成である。加圧ローラ48は芯金48aの左右両端部がそれぞれ装置筐体50の左右の側板51L・51R間にベアリング(不図示)を介して回転可能に支持されている。
加圧ローラ48は、定着ローラ47の下側において定着ローラ47に平行に配列した弾性ローラである。加圧ローラ48は、鉄製の芯金48aの外周に弾性層としてのシリコーンゴム層48bを設け、弾性層の外側にトナー離型層48cを設けた構成である。加圧ローラ48は芯金48aの左右両端部がそれぞれ装置筐体50の左右の側板51L・51R間にベアリング(不図示)を介して回転可能に支持されている。
そして、加圧ローラ48は付勢機構(加圧バネ:不図示)により、定着ローラ47の下面に対して弾性層48bの弾性に抗して所定の押圧力にて圧接されている。これにより、定着ローラ47と加圧ローラ48との間に用紙Pの搬送方向aに関して所定幅のニップ部Nが形成される。この状態において、加圧ローラ48は定着ローラ47の回転駆動に伴い図5の矢印R48の反時計方向に従動して回転する。
(3)コイルアセンブリ
コイルアセンブリ41は定着ローラ47の中空部内に配設された、定着ローラ47を内側から加熱する電磁誘導加熱装置である。コイルアセンブリ41は定着ローラ47の中空部に内挿され、左右両端部がそれぞれ定着ローラ47の左側開口部と右側開口部から外部に突出している。そして、その左右両端部がそれぞれ装置筐体50の左右の側板51L・51Rの各外側に設けた支持板53L・53R間に非回転に支持されている。定着ローラ47はこのコイルアセンブリ41の外回りを回転する。
コイルアセンブリ41は定着ローラ47の中空部内に配設された、定着ローラ47を内側から加熱する電磁誘導加熱装置である。コイルアセンブリ41は定着ローラ47の中空部に内挿され、左右両端部がそれぞれ定着ローラ47の左側開口部と右側開口部から外部に突出している。そして、その左右両端部がそれぞれ装置筐体50の左右の側板51L・51Rの各外側に設けた支持板53L・53R間に非回転に支持されている。定着ローラ47はこのコイルアセンブリ41の外回りを回転する。
コイルアセンブリ41は、励磁コイル45、第1磁性体コア46a、第2磁性体コア46b等を円筒状のホルダー42の内部に所定に組み付けて(格納して)一体のアセンブリを形成している。励磁コイル45に制御部100で制御される電力供給部(電力制御装置、励磁回路)105から配線部(不図示)を介して高周波電流が供給されることにより、コイルアセンブリ41から発生する磁束の作用で定着ローラ47が誘導加熱される。
円等状のホルダー42は、定着ローラ内面に非接触に所定の間隔を確保して配設される。ホルダー42は、耐熱性と機械的強度を兼ね備えたPPS系樹脂にガラスを添加した非磁性材料の成型体である。ホルダー42には、PPS系樹脂、PEEK系樹脂、ポリイミド樹脂、ポリアミド系樹脂、ポリアミドイミド系樹脂、セラミック、液晶ポリマー、フッ素系樹脂などの非磁性材料が適している。
ホルダー42の中央部には、ホルダー長手に沿って第1磁性体コア46aを複数配設して保持させてある。第1磁性体コア46aを挟むように、2つの第2磁性体コア46bを複数配置して保持させてある。コア46a・46bは、磁気回路の効率を上げるためと磁気遮蔽のために配置される。コア46a・46bには、高透磁率かつ低損失のものを用いることが好ましく、フェライトやパーマロイ等といったトランスのコアの磁性材料を使用してもよい。
コイル45は、コア46aを巻き中心部にして配設される。コイル45は、加熱に十分な交番磁束を発生するため、抵抗成分を低く、インダクタンス成分を高くとる必要がある。ここでは、コイル45のコイル線材は、外径0.17mm、140本、総外径4mmのリッツ線である。コイル5が昇温した場合を考えて、リッツ線の絶縁被覆には耐熱性の材料を使用した。図6はホルダー42に組み込まれるコア46a、コア46b、励磁コイル45の斜視模式図である。
コア46a・46bを定着ローラ47の内周面の近傍に配置することで、コイル45から発生する磁束を定着ローラ7の発熱層内により多く通過させることができ、定着ローラ47の発熱効率が高まる。
(4)定着動作
制御部100は、所定の制御タイミングにおいて、駆動部104を起動させて定着ローラ47を回転駆動させる。加圧ローラ48はこの定着ローラ47の回転駆動に従動して回転する。また、制御部100は電力供給部105を起動させてコイル45に高周波電流を供給する。これにより、回転する定着ローラ47が誘導加熱されて昇温する。
制御部100は、所定の制御タイミングにおいて、駆動部104を起動させて定着ローラ47を回転駆動させる。加圧ローラ48はこの定着ローラ47の回転駆動に従動して回転する。また、制御部100は電力供給部105を起動させてコイル45に高周波電流を供給する。これにより、回転する定着ローラ47が誘導加熱されて昇温する。
この昇温する定着ローラ47の表面温度が第1の温度検出手段(第1の温度センサ)としての接触式の温調用サーミスタ(メインサーミスタ)55で検知される。温調用サーミスタ55は、装置に使用可能な大小各種幅サイズの用紙の共通の通紙部(記録材通過部)となる定着ローラ部分の温度を検出するように定着ローラ表面に対して弾性的に接触させて配設してある。
本実施例の装置においては大小各種幅サイズの用紙の搬送は用紙幅中心の所謂中央基準搬送でなされる。図4において、Sはその中央搬送基準線(仮想線)である。Wminは装置に使用可能な最小幅サイズの用紙の通紙領域幅、Wmaxは装置に使用可能な最大幅サイズの用紙の通紙領域幅(通過領域幅)である。なお、以下においては、装置に使用可能な最大幅サイズの用紙を大サイズ紙、それよりも幅狭の用紙を小サイズ紙と記す。
本実施例において温調用サーミスタ55は、中央搬送基準線Sの位置にほぼ対応する、定着ローラ47の長手方向のほぼ中央部位置のローラ表面(加熱回転体部分)に対して弾性的に接触させて配設してある。そして、温調用サーミスタ55の検出温度情報(温度に関する電気的情報)は制御部(温度制御部)100に入力する。
制御部100はこの温調用サーミスタ55から入力する検出温度情報に基づいて、定着ローラ47の表面温度を、未定着トナー像tを用紙Pに溶融定着させることが可能な温度(定着可能温度)などの所定の目標温度Tg(本実施例では180℃)に立ち上げる。そして、定着ローラ47の表面温度がその目標温度に維持されるように、メモリに記憶された温度制御プログラムに従い電力供給部105から励磁コイル45への供給電力を制御する。
このように、制御部100は、温度制御処理を実行する際に、定着ローラ47が定着可能温度(所定の目標温度)に到達したか否かの判別を温調用サーミスタ55の検出温度に基づいて行う。そして定着ローラ47の表面温度を所定の目標温度に温調する。
この温調状態において、画像形成部2の側から未定着トナー像tを担持した用紙Pが定着装置40に導入され、用紙Pの未定着トナー像担持面が定着ローラ47に対面してニップ部Nで挟持搬送されていく。この挟持搬送過程で未定着トナー像tが定着ローラ47の熱とニップ部圧で固着画像として用紙面に定着される。49は分離爪であり、ニップ部Nを出た用紙Pが定着ローラ47に巻き付くのを抑え、定着ローラ47から分離させる役目をする。
(5)温調用サーミスタの浮き検知
前述したように、定着ローラ表面の通紙部に接触させて配設された温調用サーミスタ55は定着ローラ表面との間にトナーや紙粉が挟まって(サーミスタの表面汚れ等)、定着ローラ表面からの浮きが発生しやすい。このようにサーミスタ55が定着ローラ表面から浮いてしまうと、サーミスタ55の検出温度に誤差を生じる。具体的には、サーミスタ55の検出温度は実際の定着ローラ表面温度よりも低い検知温度となる。そのため、この浮いた状態のサーミスタ55による定着ローラ47の温調制御においては、過剰な熱量を定着ローラ47に与えてしまい過昇温させてしまう恐れがある(過昇温エラー)。
前述したように、定着ローラ表面の通紙部に接触させて配設された温調用サーミスタ55は定着ローラ表面との間にトナーや紙粉が挟まって(サーミスタの表面汚れ等)、定着ローラ表面からの浮きが発生しやすい。このようにサーミスタ55が定着ローラ表面から浮いてしまうと、サーミスタ55の検出温度に誤差を生じる。具体的には、サーミスタ55の検出温度は実際の定着ローラ表面温度よりも低い検知温度となる。そのため、この浮いた状態のサーミスタ55による定着ローラ47の温調制御においては、過剰な熱量を定着ローラ47に与えてしまい過昇温させてしまう恐れがある(過昇温エラー)。
そこで、サーミスタ55の浮き発生を検知するために、図4のように、第2の温度検出手段としてのサブサーミスタ56を配設してある。サブサーミスタ56は、定着ローラ47において最大幅サイズ用紙の通紙領域幅(通過領域幅)Wmaxよりも外側の非通紙部(記録材非通過部)のローラ部分(加熱回転体部分)の表面の温度を検出するように当該ローラ表面に弾性的に接触させて配設してある。サブサーミスタ56を配設した定着ローラ47の非通紙部のローラ表面は通紙部に比べて用紙の紙粉やトナーから放出されるワックスの影響を受けにくい。
以下、このサブサーミスタ56を用いたサーミスタ55の浮き検知について説明する。制御部100は、プリンタ1の電源投入時や休止状態からの復帰時に、ウォームアップ動作として、定着装置40の温度制御処理を実行する。ここで、ウォームアップ動作とは、定着ローラ47を駆動させると共に励磁コイル45に給電して、定着ローラ47の温度を、未定着トナー像tを用紙Pに溶融定着させることが可能な温度(定着可能温度)などの所定の目標温度Tgまで上昇させる動作を指す。
図7の(a)は、温調用サーミスタ55に浮きがなく、正常な場合のウォームアップ(WU)開始からの経過時間と、温調用サーミスタ55の検出温度T1と、サブサーミスタ56の検出温度T2と、の関係の一例を示すグラフ図である。横軸はウォームアップ開始からの経過時間を示し、縦軸は検出温度を示す。
温調用サーミスタ55が正常な場合、温調用サーミスタ55の検出温度T1が所要時間S1で目標温度Tgに到達した時点で、サブサーミスタ56の検出温度T2は温調用サーミスタ55の検出温度T1(Tg)よりも低くなる。その理由としては、サブサーミスタ56がある定着ローラ端部は、定着ローラ47が薄肉のためにローラ長手方向での熱移動が少ない事や、ローラ長手方向の両端部においては、温調用サーミスタ55がある中央部よりも放熱量が大きいことが挙げられる。
しかしながら、温調用サーミスタ55が定着ローラ47の温度を正しく検出できない場合がある。たとえば、温調用サーミスタ55は通紙部に配置されているため、用紙の紙粉やトナーから放出されるワックスが付着して、定着ローラ47との接触状態が十分ではなくなってしまった場合などである。一方で、サブサーミスタ56は非通紙部に配置されているため、用紙の紙粉やトナーから放出されるワックスの影響を受けにくい。
図7の(b)は、温調用サーミスタ55に浮きが発生した場合の、ウォームアップ開始からの経過時間と、温調用サーミスタ55の検出温度T1と、サブサーミスタ56の検出温度T2と、の関係の一例を示すグラフ図である。横軸はウォームアップ開始からの経過時間を示し、縦軸は検出温度を示す。
温調用サーミスタ55に浮きが発生した場合、その検出温度T1は、実際の定着ローラ47の温度変化に追従できない。その場合には、温調用サーミスタ55の検出温度T1は徐々に上昇するものの、サブサーミスタ56の検出温度T2に比べてその上昇(上昇勾配)は緩やかとなる。すると、温調用サーミスタ55の検出温度T1は、温調用サーミスタ55が正常な場合の所要時間S1よりも長い所要時間S2で目標温度Tgに達する。その為、サブサーミスタ56の検出温度T2は時間S2の時点で、時間S1から時間S2に所要時間が増えた分だけ大きくなる。
したがって、サブサーミスタ56の検出温度T2に閾値を設け、たとえば温調用サーミスタ55の検出温度T1が目標温度の定着可能温度Tgに到達した時点で、サブサーミスタ56の検出温度T2が所定に設定した閾値温度の範囲内にあるか否かを判定する。これによって、温調用サーミスタ55に浮きが発生したか否かを判別することができる。
(フローチャート)
図1は、制御部100が実行する定着装置に関する温度制御処理の流れを示すフローチャートである。
図1は、制御部100が実行する定着装置に関する温度制御処理の流れを示すフローチャートである。
ステップ901では、定着ローラ47のウォームアップ開始前の温度検出を行う。すなわち、温調用サーミスタ55から入力される検出温度T1と、サブサーミスタ56から入力される検出温度T2を取得する。
ここで、図8は、サブサーミスタ56の検出温度T2の閾値テーブルの内容の一例を示す説明図である。この閾値テーブルは制御部100のメモリに記憶されている。閾値テーブルでは、サブサーミスタ56の検出温度T2の閾値温度として第1の閾値温度T3と第2の閾値温度T4の2つの閾値温度が設定されている。これらの閾値温度T3・T4は定着ローラ47の所定の目標温度である定着可能温度Tg(180℃)よりも所定に高い温度に設定されている。本実施例においては、第1の閾値温度T3は220℃、第2の閾値温度閾値T4はそれよりも高い230℃に設定されている。
小サイズ紙の連続通紙により、定着ローラ47の非通紙部の温度が高い状態でジョブが終了し、加熱履歴がある状態でウォームアップ動作を行う可能性がある。この場合、ウォームアップ動作中に温調用サーミスタ55が目標温度Tgに達する前に、図9に示すように、サブサーミスタ56の検出温度T2が第1の閾値温度T3に達する可能性がある。
そこで、ステップ902では、ウォームアップの開始前に、サブサーミスタ56の検出温度T2が温調用サーミスタ55の検出温度T1以上かを確認する。サブサーミスタ56の検出温度T2が温調用サーミスタ55の検出温度T1以上の場合は定着部40の冷却を実施する。定着部40の冷却をする場合にはステップ903へ進む。定着部40の冷却をしない場合にはステップ904へ進む。
ステップ903では定着部40の温度を一旦低下させる。具体的には、まず、コイル45への電力供給の一時停止を指示する。定着部40の冷却は自然冷却構成でもよいし、冷却ファン(不図示)等による強制冷却構成でもよい。次にステップ902でサブサーミスタ56の検出温度T2が温調用サーミスタ55の検出温度T1以下まで下がったことが確認された後、ステップ904のウォームアップ動作を開始する。
ウォームアップ動作は、定着ローラ47の回転駆動の開始と、コイル45への電力供給開始によって開始される。コイル45に電力が投入されると、磁束が発生し、定着ローラ47が発熱する。
ステップ905では、温調用サーミスタ55の検出温度T1が目標温度としての定着可能温度Tgに達したかを監視する。定着可能温度Tgに達した場合には、ステップ906へ進む。
ステップ906では、ステップ905で温調用サーミスタ55が定着可能温度Tgに達した時点で、サブサーミスタ56の検出温度T2が第1の閾値温度T3を上回っているか否かを判別する。サブサーミスタ56の検出温度が第1の閾値温度T3以下である場合には、ステップ907へ進みウォームアップ動作を終了する。サブサーミスタ56の検出温度T2が第1の閾値温度T3を超えて場合には、ステップ908へ進む。
サブサーミスタ56の検出温度が第1の閾値温度T3以上である場合は、温調用サーミスタ55の浮き量が大きい恐れがある。ステップ908では、サブサーミスタ56の検出温度T2が第1の閾値温度T3以上で、第2の閾値温度T4より低いことから、サーミスタ55に浮きが発生したと判定する。その場合は、ステップ909で操作部101の表示部102に所定のアラームメッセージを表示させる。
即ち、操作者に対して温調用サーミスタ55の交換を促す旨の通知を行い、ウォームアップ動作を終了する。本実施例においては、このステップ908、909のように、サーミスタ56の検出温度が第1の閾値温度T3以上で第2の閾値温度T4よりも低い時点では、装置の停止処理は行わない。
ステップ910では、サブサーミスタ56の検出温度T2が第2の閾値温度T4よりも高いであることから、温調用サーミスタ55の浮きが許容を越えて大きくなったと判定する。その場合は、ステップ911で操作部101の表示部102にエラーメッセージを表示すると共に装置動作を禁止する。即ち、操作者に対して過昇温により装置を停止させた旨と共に、サーミスタ55の交換を促す旨の通知を行う。そして、ステップS912でそれ以降のジョブも禁止する。
このような温度制御処理により、温調用サーミスタ55に浮きが発生した場合でも、ウォームアップ動作の開始後に、これを検出することができる。そして、アラーム表示で当該サーミスタ55の交換を促したり、エラー表示で装置動作やジョブを禁止したりすることで、定着ローラ47の過昇温を防ぐために必要な対策を講じることが可能となる。
即ち、定着ローラ47の通紙部に配置された温調用サーミスタ55の他に、温調用サーミスタ55の汚れ監視用のサブサーミスタ56を用紙の紙粉やトナーから放出されるワックスの影響を受けない、定着ローラ47の非通紙部に配置する。そうする事で、通紙部に温調用サーミスタ55を配置した場合でも、温調用サーミスタ55に浮きが発生したと判断することが可能になり、装置動作やジョブを禁止することが可能になる。
さらに、サブサーミスタ56の検出温度T2に、アラーム表示で温調用サーミスタ55の交換を促す第1の閾値温度T3と、エラー表示で装置動作やジョブを禁止する第2の閾値温度T4を設ける。そうする事で、エラー表示で装置動作やジョブを禁止する前にアラーム表示で温調用サーミスタ55の交換を促す事が可能になる。
(その他の事項)
(1)画像加熱装置は、未定着トナー像を用紙Pに定着する装置のみには限られない。例えば、半定着済みのトナー像を用紙Pに定着させる装置や、定着済みのトナー像に対して加熱処理を施す装置であってもよい。したがって、画像加熱装置としての定着装置40は、例えば、画像の光沢や表面性を調節する表面加熱装置であってもよい。
(1)画像加熱装置は、未定着トナー像を用紙Pに定着する装置のみには限られない。例えば、半定着済みのトナー像を用紙Pに定着させる装置や、定着済みのトナー像に対して加熱処理を施す装置であってもよい。したがって、画像加熱装置としての定着装置40は、例えば、画像の光沢や表面性を調節する表面加熱装置であってもよい。
(2)ニップ部Nを形成する加熱回転体(第1の回転体)47と加圧回転体(第2の回転体)48は実施例のように両者共にローラ部材の組み合わせ構成の他、ローラ部材とエンドレスベルト部材との組み合わせ構成とすることもできる。また、エンドレスベルト部材とエンドレスベルト部材との組み合わせ構成とすることもできる。
(3)加熱回転47を加熱する加熱手段は実施例の内部加熱型の電磁誘導加熱手段に限られない。外部加熱型の電磁誘導加熱手段にすることもできる。また、電磁誘導加熱手段に限られず、加熱器として、ハロゲンヒータ、セラミックヒータ、赤外線ランプ、ニクロム線ヒータ等を用いた内部加熱型または外部加熱型の加熱手段構成にすることもできる。
(4)加圧回転体48についても加熱回転47と同様に加熱手段で加熱して所定の目標温度に温調する構成においても本発明を適用して同様の効果を得ることができる。
(5)記録材の搬送基準は中央基準に限られない。所謂片側基準搬送の装置構成であっつてもよい。
(6)プリンタを例に説明した画像形成装置は、フルカラーの画像を形成する画像形成装置に限られず、モノクロの画像を形成する画像形成装置でもよい。また画像形成装置は、必要な機器、装備、筐体構造を加えて、複写機、FAX、及び、これらの機能を複数備えた複合機等、種々の用途で実施できる。
40・・画像加熱装置(定着装置、定着部)、47・・加熱回転体(定着ローラ)、48・・加圧回転体(加圧ローラ)、N・・ニップ部(加熱ニップ、定着ニップ)、41・・加熱器(コイルユニット)、105・・電力供給部(給電部、励磁回路)、55・・第1の温度検出手段(温調用サーミスタ)、56・・第2の温度検出手段(サブサーミスタ)、103・・報知部(表示部)、100・・制御部(温度制御部)
Claims (11)
- 記録材に形成された画像を加熱する加熱回転体と、
前記加熱回転体を加熱する加熱手段と、
前記加熱手段に電力を供給する電力供給手段と、
前記加熱回転体の表面の記録材通過部に配置された接触式の第1の温度検出手段と、
前記加熱回転体の表面の記録材非通過部に配置された接触式の第2の温度検出手段と、
前記第1の温度検出手段の検出温度T1に応じて前記電力供給手段から前記加熱手段への供給電力を制御する温度制御部と、
操作者に情報を報知する報知部と、
前記第2の温度検出手段の検出温度T2と第1の閾値温度T3およびそれよりも高い第2の閾値温度T4と比較して、前記検出温度T2が前記第1の閾値温度T3以上で前記第2の閾値温度T4よりも低い場合には前記報知部にアラームメッセージを表示させ、前記検出温度T2が前記第2の閾値温度T4よりも高い場合には前記報知部にエラーメッセージを表示すると共に装置動作を禁止する制御部と、
を有することを特徴とする画像加熱装置。 - 前記第2の温度検出手段は装置に使用可能な最大幅サイズの記録材の通過領域幅の外側の加熱回転体部分の表面に配置されていることを特徴とする請求項1に記載の画像加熱装置。
- 前記制御部は装置のウォームアップ動作中において前記第2の温度検出手段の検出温度T2を取得して前記比較を行うことを特徴とする請求項1または2に記載の画像加熱装置。
- 前記制御部は前記ウォームアップ動作中において第1の温度検出手段の検出温度T1が前記加熱回転体の所定の目標温度に達したか否かを判別することを特徴とする請求項3に記載の画像加熱装置。
- 記録材に形成された画像を加熱する加熱回転体と、前記加熱回転体を加熱する加熱手段と、前記加熱手段に電力を供給する電力供給手段と、を有する画像加熱装置の制御装置であって、
前記加熱回転体の表面の記録材通過部に配置された接触式の第1の温度検出手段と、
前記加熱回転体の表面の記録材非通過部に配置された接触式の第2の温度検出手段と、
前記第1の温度検出手段の検出温度T1に応じて前記電力供給手段から前記加熱手段への供給電力を制御する温度制御部と、
操作者に情報を報知する報知部と、
前記第2の温度検出手段の検出温度T2と第1の閾値温度T3およびそれよりも高い第2の閾値温度T4と比較して、前記検出温度T2が前記第1の閾値温度T3以上で前記第2の閾値温度T4よりも低い場合には前記報知部にアラームメッセージを表示させ、前記検出温度T2が前記第2の閾値温度T4よりも高い場合には前記報知部にエラーメッセージを表示すると共に装置動作を禁止する制御部と、
を有することを特徴とする制御装置。 - 前記第2の温度検出手段は画像加熱装置に使用可能な最大幅サイズの記録材の通過領域幅の外側の回転体部分の表面に配置されていることを特徴とする請求項5に記載の制御装置。
- 前記制御部は画像加熱装置のウォームアップ動作中において前記第2の温度センサの検出温度T2を取得して前記比較を行うことを特徴とする請求項5または6に記載の制御装置。
- 前記制御部は前記ウォームアップ動作中において第1の温度検出手段の検出温度T1が前記加熱回転体の所定の目標温度に達したか否かを判別することを特徴とする請求項7に記載の制御装置。
- 記録材に形成された画像を加熱する加熱回転体と、
前記加熱回転体を加熱する加熱手段と、
前記加熱手段に電力を供給する電力供給手段と、
請求項5乃至8の何れか一項に記載の制御装置と、
を有することを特徴とする画像加熱装置。 - 記録材に画像を形成する画像形成部と、
請求項1乃至4の何れか一項に記載の画像加熱装置と、
を有することを特徴とする画像形成装置。 - 記録材に画像を形成する画像形成部と、
記録材に形成された画像を加熱する加熱回転体と、
前記加熱回転体を加熱する加熱手段と、
前記加熱回転体に電力を供給する電力供給手段と、
請求項5乃至8の何れか一項に記載の制御装置と、
を有することを特徴とする画像形成装置。
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Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP2016202423A JP2018063385A (ja) | 2016-10-14 | 2016-10-14 | 画像加熱装置、画像加熱装置の制御装置および画像形成装置 |
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JP2016202423A JP2018063385A (ja) | 2016-10-14 | 2016-10-14 | 画像加熱装置、画像加熱装置の制御装置および画像形成装置 |
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JP2016202423A Pending JP2018063385A (ja) | 2016-10-14 | 2016-10-14 | 画像加熱装置、画像加熱装置の制御装置および画像形成装置 |
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- 2016-10-14 JP JP2016202423A patent/JP2018063385A/ja active Pending
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