JP2018120070A - Image formation device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、画像データに基づいて形成した画像を用紙に転写した後、用紙に画像を定着させる画像形成装置に関する。 The present invention relates to an image forming apparatus that transfers an image formed based on image data onto a sheet and then fixes the image on the sheet.
複写機、ファクシミリ、プリンタ、複合機などの画像形成装置では、原稿を読み取るなどして取得した画像データに基づいて感光体に潜像を形成し、現像剤で潜像を現像した後、用紙に転写し、その転写した用紙を加熱された定着ローラや定着ベルトに通紙して用紙上の画像を定着している。 In an image forming apparatus such as a copying machine, a facsimile machine, a printer, or a multifunction machine, a latent image is formed on a photoconductor based on image data obtained by reading a document, and the latent image is developed with a developer, and then formed on a sheet. The transferred paper is passed through a heated fixing roller or fixing belt to fix the image on the paper.
定着ローラや定着ベルトなどの定着部は、定着時に、常時ヒータなどによって一定温度になるように加熱されている。しかし、常温の用紙が通紙されると、熱が用紙に奪われて定着部の表面温度が低下して、定着部に温度ムラが生じる。この温度ムラは時間の経過に伴ってヒータで加熱されることで解消されるが、高速で印刷するなどして連続して通紙が実行される場合には、定着部の温度ムラが解消されないまま次頁の用紙が到達してしまう。この結果、定着部の低温部に接した用紙では定着が部分的に不十分になって低光沢になり、副走査方向で定着された画像に光沢段差が生じてしまい、印刷品質が低下する。 Fixing portions such as a fixing roller and a fixing belt are always heated at a constant temperature by a heater or the like during fixing. However, when a normal temperature sheet is passed, heat is taken away by the sheet, the surface temperature of the fixing unit is lowered, and temperature unevenness occurs in the fixing unit. This temperature unevenness is solved by heating with a heater as time passes. However, when the sheet is continuously passed by printing at a high speed or the like, the temperature unevenness of the fixing unit is not solved. The next page of paper arrives. As a result, the paper in contact with the low-temperature part of the fixing unit is partially insufficiently fixed and has a low gloss, resulting in a gloss level difference in the image fixed in the sub-scanning direction, and the print quality is deteriorated.
特許文献1には、紙の通過によって定着部のローラに生じる、紙の送り方向(副走査方向)の温度段差を解消するために、ローラを加熱又は冷却する部材を配置して、ローラの加熱動作や冷却動作を行う技術が記載されている。 In Patent Document 1, in order to eliminate a temperature step in the paper feeding direction (sub-scanning direction) that occurs in the roller of the fixing unit due to the passage of paper, a member for heating or cooling the roller is arranged to heat the roller. Techniques for performing operations and cooling operations are described.
特許文献1に記載されているように、定着部材であるローラを直接加熱や冷却することで、ローラに生じる副走査方向の温度段差を解消することができる。しかしながら、定着動作を行うローラの温度の温度段差を解消したとしても、実際には、定着部材(ローラ)に用紙を押し当てる加圧ローラなどの他の部材も定着部には配置され、連続して通紙が実行される場合には、これらの加圧ローラなどの部材についても温度が上昇して、印刷品質を低下させる要因になっている。 As described in Patent Document 1, the temperature step in the sub-scanning direction generated on the roller can be eliminated by directly heating or cooling the roller as the fixing member. However, even if the temperature difference of the temperature of the roller that performs the fixing operation is eliminated, in reality, other members such as a pressure roller that presses the sheet against the fixing member (roller) are also arranged in the fixing unit and are continuously provided. When the sheet is passed through, the temperature of these members such as the pressure roller also rises, which is a factor that deteriorates the print quality.
本発明は、定着部の温度上昇の防止と温度段差の発生を防止できる画像形成装置を提供することを目的とする。 SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide an image forming apparatus that can prevent a temperature rise of a fixing unit and a temperature step.
本発明の画像形成装置は、画像データに基づいて形成した画像が転写された用紙が搬送され、転写された画像を加熱で定着させる加熱回転体と、用紙を加熱回転体に押し当てる加圧回転体と、用紙が加圧回転体と加熱回転体との間を通過する期間に、加圧回転体を加熱回転体に押し当てる圧力を第1の圧力とし、用紙が加圧回転体と加熱回転体との間を通過しない期間に、加圧回転体を加熱回転体に押し当てる圧力を所定の圧力よりも弱い第2の圧力又は加圧回転体と加熱回転体とが離間した状態とする定着制御部とを備えるようにした。 The image forming apparatus of the present invention has a heating rotator that transports a sheet on which an image formed based on image data is transferred and fixes the transferred image by heating, and a pressure rotation that presses the sheet against the heating rotator. The pressure that presses the pressure rotator against the heating rotator during the period in which the body and the paper pass between the pressure rotator and the heating rotator is the first pressure, and the paper is heated and rotated with the pressure rotator. Fixing in a state in which the pressure for pressing the pressure rotator against the heating rotator is a second pressure that is weaker than a predetermined pressure or the pressure rotator and the heating rotator are separated from each other during a period of no passage between the body and the body. And a control unit.
本発明によると、定着部の急峻な温度変化箇所の発生を防止できると共に、加圧回転体などの部材が高温になることを防止でき、印刷品質を向上させることができる。 According to the present invention, it is possible to prevent the occurrence of a steep temperature change portion of the fixing unit, and it is possible to prevent a member such as a pressure rotator from becoming high temperature, thereby improving the print quality.
[1.画像形成装置の定着部の構成]
以下、本発明の一実施の形態例(以下、「本例」と称する)を、添付図面を参照して説明する。
図1は、本例の画像形成装置の定着部100の構成例を示す。
定着部100は、加熱ベルト101、加熱ローラ102、定着ローラ103、加圧ローラ104、及び除熱ローラ105を備える。
加熱ベルト101は、加熱ローラ102と定着ローラ103とに掛け渡されて、例えば定着ローラ103の駆動源(不図示)による定着ローラ103の回転に連動して走行(回転)する加熱回転体である。加熱ローラ102は、例えば内部にヒータが内蔵されて、加熱ローラ102の表面を通過する加熱ベルト101を加熱する。加熱ローラ102による加熱ベルト101の加熱は、加熱駆動部202により制御される。
[1. Configuration of fixing unit of image forming apparatus]
Hereinafter, an embodiment of the present invention (hereinafter referred to as “this example”) will be described with reference to the accompanying drawings.
FIG. 1 shows a configuration example of the
The
The
定着ローラ103と加圧ローラ104とが対向する箇所が用紙の定着動作を行う定着ニップ107であり、この定着ニップ107を用紙106が通過する際に、加熱ベルト101の熱で用紙106が加熱され、用紙106に形成された画像が定着処理される。用紙106が定着ニップ107を通過するタイミングは、給紙駆動部204により設定される。
加熱ベルト101は、定着ローラ103の回転に連動して走行する。定着ローラ103の回転は、回転駆動部201により回転速度(周期)などが制御される。
A portion where the
The
加圧ローラ104は、加熱ベルト101の走行に連動して回転する加圧回転体であり、定着ローラ103側に圧力を掛けて加熱ベルト101に接触させる押圧機構104aを備える。加圧ローラ104が定着ローラ103に掛けられた加熱ベルト101に接触する圧力P1は、可変に設定することができる。この圧力P1は、加圧駆動部205により制御される。なお、圧力P1が最も弱い状態では、加圧ローラ104と加熱ベルト101は離間した状態になっている。
The
除熱ローラ105は、加熱ベルト101と接触する位置に配置される。除熱ローラ105は、除熱駆動部203により、加熱ベルト101と接触する圧力P2が可変に設定される。この除熱ローラ105は、例えばゴムなどの素材で形成され、加熱ベルト101と接触した際に、その接触した箇所の加熱ベルト101の熱を除熱ローラ105が吸収して、加熱ベルト101を冷却するように作用する。この除熱ローラ105が接触する圧力P2についても、最も弱い状態では、除熱ローラ105と加熱ベルト101は、離間した状態になっている。この除熱ローラ105と加熱ベルト101とが離間した状態では、加熱ベルト101の冷却は行われない。
除熱ローラ105は、加熱ベルト101と接触する際に、加熱ベルト101の走行に連動して回転する。あるいは、除熱ローラ105そのものを回転させる駆動源を備えてもよい。
The
The
回転駆動部201による定着ローラ103の回転動作と、加熱駆動部202による加熱動作と、除熱駆動部203による除熱動作と、給紙駆動部204による給紙動作と、加圧駆動部205による加圧動作は、それぞれ定着制御部200による制御で実行される。
なお、定着部100の定着ニップ107に搬送される用紙106には、画像データに基づいて形成された画像が不図示の転写部により転写されていることは言うまでもない。
The rotation operation of the
Needless to say, an image formed based on the image data is transferred to the
[2.定着処理の流れ]
次に、定着制御部200での制御により、定着部100で実行される定着動作の流れを説明する。
図2は、本例の定着制御部200が行う制御処理の流れを示すフローチャートである。
まず、定着制御部200は、定着動作を開始する際に、加熱ベルト101が回転するベルト周期と、定着ニップ107に用紙106が供給される周期(給紙間隔)とが一致しないように非同期に制御する。この定着制御部200による非同期の制御としては、単純にベルトの回転周期と給紙間隔(給紙の周期)を一致させない制御を行うだけでもよいが、例えば、後述する加熱ベルト101の温度段差の発生箇所の近傍が、供給される用紙106の先端部分と接触しないように、定着制御部200がタイミング制御を行うようにしてもよい。
なお、初期状態では、定着制御部200は、圧力P1を最も弱い状態として、加圧ローラ104と加熱ベルト101を離間した状態とする。そして、圧力P2を強い状態にして、除熱ローラ105と加熱ベルト101を接触した状態とする。
[2. Flow of fixing process]
Next, the flow of the fixing operation executed by the
FIG. 2 is a flowchart showing the flow of control processing performed by the
First, when the
In the initial state, the fixing
このように非同期となるようにタイミングを制御した上で、定着制御部200は、搬送された用紙106の先端が、定着ニップ107に接近した状態か否かを判断する(ステップS11)。ここで、定着ニップ107に接近していないと判断したとき(ステップS11のNO)、定着制御部200は、用紙106の先端が接近するまで待機する。
そして、用紙106の先端が定着ニップ107に接近したと判断したとき(ステップS11のYES)、定着制御部200は、加圧駆動部205に指令を送り、加圧ローラ104による圧力P1を強くする加圧を開始して、圧力P1を設定された第1の圧力値(後述するニップ幅n1が最大の状態)とする(ステップS12)。このように、圧力P1を第1の圧力値とした状態で、用紙106は、加熱ベルト101と加圧ローラ104の間の定着ニップ107を通過することになる。
After controlling the timing to be asynchronous in this way, the fixing
When it is determined that the leading edge of the
次に、定着制御部200は、用紙106の後端が定着ニップ107から離れるタイミングであるか否かを判断する(ステップS13)。ここで、用紙106の後端が定着ニップ107から離れるタイミングでないと判断したとき(ステップS13のNO)、定着制御部200は、用紙106の後端が離れるタイミングまで待機する。
そして、用紙106の後端が定着ニップ107から離れるタイミングであると判断したとき(ステップS13のYES)、定着制御部200は、加圧駆動部205に指令を送り、加圧ローラ104による圧力P1を弱くする処理を開始する(ステップS14)。この圧力P1を弱くする処理で、圧力P1を第1の圧力値から第2の圧力値(後述するニップ幅n1が最小の状態)に弱くする。
その後、定着制御部200は、ステップS11の判断に戻る。
Next, the fixing
When it is determined that it is time to move the trailing edge of the
Thereafter, the fixing
さらに、ここまで説明した制御処理と並行して、定着制御部200は、ステップS12で加圧ローラ104による加圧を開始してから、一定時間だけ経過したタイミングで、除熱ローラ105の加熱ベルト101への接触を終了して、離間した状態とする(ステップS21)。
さらに、定着制御部200は、ステップS14で加圧ローラ104による加圧を終了してから、一定時間だけ経過したタイミングで、除熱ローラ105の加熱ベルト101への接触を開始して、除熱を行う状態とする(ステップS22)。
Further, in parallel with the control processing described so far, the fixing
Further, the fixing
ステップS21,S22での一定時間は、加熱ベルト101が、加圧ローラ104と接触した位置(後述する図3のx点)から除熱ローラ105と接触した位置(後述する図3のy点)まで走行(移動)する時間とする。
For a certain period of time in steps S21 and S22, the position at which the
[3.本例の処理が行われる状態の説明]
次に、図2のフローチャートに示す制御を行った場合の定着部100における各部の温度の変化について説明する。
まず、ニップ幅について、図3を参照して説明する。
図3に示すように、加圧ローラ104が加熱ベルト101に接触する際の圧力P1により、加圧ローラ104が加熱ベルト101に接触する幅であるニップ幅n1が変化する。すなわち、接触圧力P1が強いときにはニップ幅n1が大きくなり、加圧ローラ104が加熱ベルト101から離間したとき、ニップ幅n1が0になる。
[3. Explanation of state in which processing of this example is performed]
Next, a change in temperature of each part in the fixing
First, the nip width will be described with reference to FIG.
As shown in FIG. 3, the nip width n <b> 1, which is the width at which the
また、図3に示すように、除熱ローラ105が加熱ベルト101に接触する際の圧力P2により、除熱ローラ105が加熱ベルト101に接触する幅であるニップ幅n2が変化する。すなわち、接触圧力P2が強いときにはニップ幅n2が大きくなり、除熱ローラ105が加熱ベルト101から離間したとき、ニップ幅n2が0になる。
ここで本例においては、図2のフローチャートで説明したように定着制御部200が定着動作を制御することで、用紙106の給紙に連動して、ニップ幅n1,n2が変化し、加熱ベルト101の温度が適正な状態になる。
As shown in FIG. 3, the nip width n <b> 2, which is the width at which the
In this example, as described with reference to the flowchart of FIG. 2, the fixing
なお、加圧ローラ104のニップ幅n1を制御するタイミングと、除熱ローラ105のニップ幅n2を制御するタイミングは、加熱ベルト101が移動する時間を考慮してシフトしたタイミングに設定する。
具体的には、図3に示すように、加熱ベルト101が加圧ローラ104と接触する位置の中心(ニップ幅n1の中心)をx、加熱ベルト101が除熱ローラ105と接触する位置の中心(ニップ幅n2の中心)をyとしたとき、定着制御部200は、加熱ベルト101が位置xから位置yまで走行(移動)するのに要する時間だけ、制御タイミングをシフトさせる設定とする。
The timing for controlling the nip width n1 of the
Specifically, as shown in FIG. 3, the center of the position where the
図4は、定着制御部200の制御に基づいて、ニップ幅n1,n2が用紙106の定着部100への供給に連動して変化する状態を示す。
図4の縦軸はニップ幅n1,n2の値を示し、横軸は時間を示す。図4では、用紙106が給紙される1サイクルtaごとのニップ幅n1,n2の変化を示す。特性R1(実線)が加圧ローラ104と加熱ベルト101とのニップ幅n1であり、特性R2(破線)が除熱ローラ105と加熱ベルト101とのニップ幅n2である。なお、図2のフローチャートで説明したように、用紙106が給紙される1サイクルtaは、加熱ベルト101が回転する1周期とは一致しないように設定されている。
FIG. 4 shows a state in which the nip widths n1 and n2 change in conjunction with the supply of the
The vertical axis in FIG. 4 indicates the values of the nip widths n1 and n2, and the horizontal axis indicates time. FIG. 4 shows changes in the nip widths n1 and n2 for each cycle ta when the
縦軸のニップ幅n1,n2が最も小さい値のときには、加圧ローラ104又は除熱ローラ105が加熱ベルト101から離間した状態である。離間した状態となるのは一例であり、ニップ幅n1,n2が最も小さい値のとき(圧力P1又はP2が最も弱いとき)、加圧ローラ104又は除熱ローラ105が加熱ベルト101に接触した状態を維持するようにしてもよい。
When the nip widths n1 and n2 on the vertical axis are the smallest values, the
加圧ローラ104と加熱ベルト101とのニップ幅n1の変化を示す特性R1は、1サイクルtaの間に、それぞれ状態が異なる期間t1,t2,t3,t4が発生する。
期間t1は、ニップ幅n1が離間した状態(又は最小のニップ幅n1)から最大値までほぼ直線的に増加する。この期間t1は、用紙106が定着ニップ107を通過する直前に設定される。
期間t2は、ニップ幅n1が最大の状態で維持される。この期間t2は、用紙106が定着ニップ107を通過する間に設定される。
期間t3は、ニップ幅n1が最大値から離間した状態(又は最小のニップ幅n1)までほぼ直線的に減少する。この期間t3は、用紙106が定着ニップ107を通過した直後に設定される。
期間t4は、加圧ローラ104が加熱ベルト101から離間した状態(又はニップ幅n1が最も小さい状態)である。
A characteristic R1 indicating a change in the nip width n1 between the
During the period t1, the nip width n1 increases almost linearly from the separated state (or the minimum nip width n1) to the maximum value. This period t1 is set immediately before the
During the period t2, the nip width n1 is maintained in the maximum state. This period t2 is set while the
During the period t3, the nip width n1 decreases almost linearly until the nip width n1 is away from the maximum value (or the minimum nip width n1). This period t3 is set immediately after the
The period t4 is a state where the
この期間t1〜t4が、用紙106が供給される1サイクルごとに繰り返される。なお、ニップ幅n1が最大で維持される期間t2は、用紙106のサイズにより変化する。ニップ幅n1が増加する期間t1とニップ幅n1が減少する期間t3は、例えば同じ長さの時間とする。また、ニップ幅n1が離間した状態が継続する期間t4は、用紙106が給紙される1サイクルtaによって変化する。
This period t1 to t4 is repeated for each cycle in which the
除熱ローラ105と加熱ベルト101とのニップ幅n2の変化を示す特性R2は、1サイクルtaの間に、それぞれ状態が異なる期間t11,t12,t13,t14が発生する。
期間t11は、ニップ幅n2が離間した状態(又は最小のニップ幅n2)が維持される。
期間t12は、ニップ幅n2が離間した状態(又は最小のニップ幅n2)から最大値までほぼ直線的に増加する。
期間t13は、ニップ幅n2が最大の状態で維持される。この期間t2は、用紙106が定着ニップ107を通過する間に設定される。
期間t14は、ニップ幅n2が最大値から離間した状態(又は最小のニップ幅n2)までほぼ直線的に減少する。
The characteristic R2 indicating the change in the nip width n2 between the
In the period t11, the state where the nip width n2 is separated (or the minimum nip width n2) is maintained.
During the period t12, the nip width n2 increases almost linearly from the separated state (or the minimum nip width n2) to the maximum value.
During the period t13, the nip width n2 is maintained in the maximum state. This period t2 is set while the
During the period t14, the nip width n2 decreases almost linearly until the nip width n2 is away from the maximum value (or the minimum nip width n2).
この期間t11〜t14が、用紙106が供給される1サイクルごとに繰り返される。なお、ニップ幅n2が増加する期間t12と、ニップ幅n2が減少する期間t14は、例えば同じ長さの時間に設定する。さらに、加圧ローラ104側のニップ幅n1が増加又は減少する期間t1,t3と、除熱ローラ105側のニップ幅n2が増加又は減少する期間t12,t14を、同じ長さの時間に設定してもよい。
This period t11 to t14 is repeated for each cycle in which the
但し、ここまで説明したニップ幅n1の変化特性R1とニップ幅n2の変化特性R2とは、シフトしたタイミングに設定される。具体的には、定着制御部200は、ニップ幅n1が最小の期間t4にx点(図3)を通過した加熱ベルト101がy点(図3)を通過するように走行位置が変化したとき、このx点からy点までの移動に要する時間だけシフトしたタイミングで、ニップ幅n2が最大となる期間t13を設定する。
However, the change characteristic R1 of the nip width n1 and the change characteristic R2 of the nip width n2 described so far are set at a shifted timing. Specifically, when the running position changes so that the
図5は、加圧ローラ104を加熱ベルト101に接触させるニップ幅n1を、用紙106の搬送に連動して変化させた制御を行う場合の加圧ローラ104の温度特性T1(本例のケース)と、ニップ幅n1を常時一定とした場合の加圧ローラ104の温度特性T2(比較例)とを比較した図である。
FIG. 5 shows the temperature characteristic T1 of the
図5の縦軸は温度、横軸は時間を示す。図5は、ある程度の枚数の用紙106の定着動作を連続して行った場合の温度変化特性を示している。
図5に示すように、ニップ幅n1を常時一定とした場合の温度特性T2は、処理枚数の増加に伴って徐々に高温になってしまう。
これに対して、本例のようにニップ幅n1を給紙に連動して変化させた温度特性T1は、処理枚数が増加しても比較的低い温度を維持することが分かる。
したがって、本例の定着部100は、用紙106の定着動作を連続して実行した場合でも、加圧ローラ104が高温になることを防ぐことができるので、加圧ローラ104の温度上昇に伴って生じる印刷品質の低下を効果的に阻止できるようになる。
In FIG. 5, the vertical axis represents temperature, and the horizontal axis represents time. FIG. 5 shows the temperature change characteristic when the fixing operation of a certain number of
As shown in FIG. 5, the temperature characteristic T2 when the nip width n1 is always constant gradually increases as the number of processed sheets increases.
On the other hand, it can be seen that the temperature characteristic T1 in which the nip width n1 is changed in conjunction with the sheet feeding as in this example maintains a relatively low temperature even when the number of processed sheets increases.
Therefore, the fixing
次に、用紙106を定着処理する際の、1枚ごとの定着動作に連動した加熱ベルト101や加圧ローラ104の温度変化について説明する。
まず、図6を参照して、定着ニップ107の用紙出口で見た加熱ベルト101の表面温度の変化を説明する。図6において、縦軸は定着ニップ107の用紙出口での加熱ベルト101の表面温度を示し、横軸は時間を示す。
図6に示す期間t21は加熱ベルト101が用紙106と接触した期間(図4での期間t2に相当)であり、期間t22は加熱ベルト101が用紙106と接触していない期間(図4での期間t1,t3,t4に相当)である。後述する図7及び図8においても、期間t21,t22は同じ状態を示す。
Next, changes in the temperature of the
First, a change in the surface temperature of the
A period t21 shown in FIG. 6 is a period in which the
図6では、3つの異なる条件での温度特性V11,V12,V13を示している。
温度特性V11は、加熱ベルト101が比較的高温になった状態であり、加圧ローラ104を加熱ベルト101に接触させる圧力P1を一定(つまり定着ニップ107の幅を一定)に制御した例である。
温度特性V12は、加熱ベルト101が比較的低温の状態であり、加圧ローラ104を加熱ベルト101に接触させる圧力P1を一定(つまり定着ニップ107の幅を一定)に制御した例である。
温度特性V13は、加熱ベルト101が比較的低温の状態であり、かつ加圧ローラ104を加熱ベルト101に接触させる圧力P1を図2のフローチャートにしたがった制御で変化させた例である。この温度特性V13が、本例での処理を実行した例に相当する。温度特性V11及びV12は、この圧力P1を一定とした比較例である。
FIG. 6 shows temperature characteristics V11, V12, and V13 under three different conditions.
The temperature characteristic V11 is an example in which the
The temperature characteristic V12 is an example in which the
The temperature characteristic V13 is an example in which the
図6に示した温度特性V11,V12,V13を比較すると分かるように、用紙106と接触した期間t21では、いずれの例でも加熱ベルト101の熱が用紙106側に移るため、定着ニップ107の用紙出口温度は、比較的低いほぼ一定の温度になる。
これに対して、用紙106と接触していない期間t22では、温度特性V11,V12の場合、それぞれの時点での加圧ローラ104の温度に対応して定着ニップ107の用紙出口温度が一定値まで上昇する。
ここで、本例のように定着ニップ107での加圧ローラ104の接触圧力P1を可変設定した温度特性V13では、加圧ローラ104の接触圧力P1に相当する定着ニップ107の幅の変化に対応して、温度が一定値まで増加した後、一定時間経過後に再び低下するようになる。このときの上昇する温度の一定値は、その時点での加圧ローラ104自身の温度に依存する。
As can be seen by comparing the temperature characteristics V11, V12, and V13 shown in FIG. 6, in the period t21 in contact with the
On the other hand, in the period t22 when the
Here, the temperature characteristic V13 in which the contact pressure P1 of the
図7は、加圧ローラ104の表面温度の変化を示す。図7において、縦軸は定着ニップ107の用紙出口での加圧ローラ104の表面温度を示し、横軸は時間を示す。
この図7では、加圧ローラ104の接触圧力P1が一定の温度特性R11と、加圧ローラ104の接触圧力を変化させた温度特性R12との例を示す。
用紙106と接触した期間t21での加圧ローラ104の表面温度は、いずれの温度特性R11,R12でも、加圧ローラ104の温度にしたがって比較的低い温度に維持されるが、加圧ローラ104の接触圧力P1を変化させた温度特性R12の方がやや低い温度になっている。
FIG. 7 shows changes in the surface temperature of the
FIG. 7 shows an example of a temperature characteristic R11 in which the contact pressure P1 of the
The surface temperature of the
一方、用紙106と接触していない期間t22での加圧ローラ104の表面温度は、加圧ローラ104の接触圧力P1が一定の温度特性R11では高い温度に上昇するのに対して、加圧ローラ104の接触圧力P1を変化させた温度特性R12では、加熱ベルト101との接触圧力P1の変化に連動して温度上昇を抑えた状態になっている。
この図7から分かるように、加圧ローラ104の接触圧力P1を変化させることで、加圧ローラ104の温度上昇を抑えることができる。
On the other hand, the surface temperature of the
As can be seen from FIG. 7, the temperature rise of the
そして、本例の場合には、さらに除熱ローラ105が加熱ベルト101の除熱動作を行うことで、加熱ベルト101の温度上昇をより低く抑えることができる。
図8は、除熱ローラ105による除熱動作で、加熱ベルト101の表面温度が抑えられる状態を示す。この図8は、定着ニップ107の用紙入口で見た加熱ベルト101の表面温度の変化である。図8において、縦軸は定着ニップ107の用紙入口での加熱ベルト101の表面温度を示し、横軸は時間を示す。
In the case of this example, the
FIG. 8 shows a state where the surface temperature of the
図8に示す温度特性V21は、加圧ローラ104の接触圧力P1を変化させながら、除熱ローラ105の接触圧力P2を変化させた場合の加熱ベルト101の温度変化を示す。また、図8に示す温度特性V22は、加圧ローラ104の接触圧力P1を変化させながら、除熱ローラ105の接触圧力P2を一定とした場合の加熱ベルト101の温度変化を示す。温度特性V21が、図2のフローチャートの処理を実行した場合の特性に相当する。
A temperature characteristic V21 illustrated in FIG. 8 indicates a temperature change of the
図8に示す2つの温度特性V21,V22を比較すると分かるように、除熱ローラ105の接触圧力P2を変化させた場合の温度特性V21では、除熱ローラ105による除熱動作が行われて、加熱ベルト101の温度が上昇するのを防止した状態になっている。すなわち、図8の例の温度特性V21では、用紙106と接触していない期間t22での加熱ベルト101の温度がほぼ一定に保たれている。
一方、除熱ローラ105の接触圧力P2を変化させない場合の温度特性V22では、用紙106と接触していない期間t22に、加圧ローラ104の接触圧力P1を変化させたことによる温度変化が残った状態になっている。
なお、図8の例では、2つの温度特性V21,V22での期間t21と期間t22との間の温度差(いわゆる温度段差)は、ほぼ同じとしてあるが、例えば長時間連続して定着動作を行った場合には、除熱動作を行わない温度特性V22での温度差が、除熱動作を行った温度特性V21での温度差よりも高い温度差を持つようになる。本例の定着部100が長時間連続して定着動作を行った場合に温度上昇を防ぐことができる点は、既に図5で説明した通りである。
As can be seen by comparing the two temperature characteristics V21 and V22 shown in FIG. 8, in the temperature characteristic V21 when the contact pressure P2 of the
On the other hand, in the temperature characteristic V22 when the contact pressure P2 of the
In the example of FIG. 8, the temperature difference (so-called temperature step) between the period t21 and the period t22 in the two temperature characteristics V21 and V22 is substantially the same. For example, the fixing operation is continuously performed for a long time. When it is performed, the temperature difference in the temperature characteristic V22 where the heat removal operation is not performed has a temperature difference higher than the temperature difference in the temperature characteristic V21 where the heat removal operation is performed. As described above with reference to FIG. 5, the temperature rise can be prevented when the fixing
したがって、本例の定着部100は、用紙106の定着動作を長時間連続して実行した場合でも、用紙106と接触していない期間t22の温度上昇を防ぐことができ、図8に示すような温度段差が少ない状態に維持されるようになる。
なお、本例の場合、定着動作時には、加熱ベルト101が回転するベルト周期と、定着ニップ107に用紙106が供給される周期とが一致しないように制御されるため、加熱ベルト101の期間t22となる区間が用紙106を定着するごとに変化し、加熱ベルト101の同じ箇所が徐々に高温になることが適切に防止できる効果も有する。したがって、本例の定着部100は、用紙106の定着動作を繰り返し実行したとしても、加熱ベルト101に温度段差が発生するのを効果的に防止できると共に、加熱ベルト101の特定箇所が高温になることも防止でき、定着動作での印刷品質の低下要因を効果的に排除できるようになる。
Therefore, even when the fixing operation of the
In the case of this example, during the fixing operation, the belt cycle in which the
[4.変形例]
なお、ここまで説明した一実施の形態例では、加圧ローラ104を加熱ベルト101に接触させる圧力P1と、除熱ローラ105を加熱ベルト101に接触させる圧力P2の双方を、用紙106の供給に連動して変化させるようにしたが、いずれか一方のみを給紙に連動して変化させるようにしてもよい。
[4. Modified example]
In the embodiment described so far, both the pressure P1 for bringing the
例えば、加圧ローラ104を加熱ベルト101に接触させる圧力P1でニップ幅n1のみを変化させるようにして、除熱ローラ105を加熱ベルト101に接触する圧力P2でニップ幅n2については一定値としてもよい。ここでのニップ幅n2の一定値には、除熱ローラ105を加熱ベルト101に接触させない状態を維持する場合も含まれる。
あるいは逆に、除熱ローラ105を加熱ベルト101に接触する圧力P2でニップ幅n2を可変させる制御を行い、加圧ローラ104と加熱ベルト101とのニップ幅n1は一定としてもよい。
For example, only the nip width n1 is changed by the pressure P1 at which the
Or conversely, the nip width n2 may be controlled to vary with the pressure P2 at which the
また、ニップ幅n1,n2を可変設定する処理として、圧力P1,P2が最小のときには、加圧ローラ104又は除熱ローラ105を加熱ベルト101から離間させるようにしたが、圧力P1,P2が最小のときでも、加熱ベルト101側と接触してニップ幅n1,n2が0にならないようにしてもよい。
また、ニップ幅n1,n2が変化するのに要する時間(図4の期間t1,t3,t12,t14に相当)は、上述した実施の形態例では、全て同じ時間に設定する例を示したが、加圧ローラ104側と除熱ローラ105側とで、それぞれ個別に適切なニップ幅n1又はn2が変化するのに要する時間を設定してもよい。
Further, as a process for variably setting the nip widths n1 and n2, when the pressures P1 and P2 are minimum, the
Further, the time required for the nip widths n1 and n2 to change (corresponding to the periods t1, t3, t12, and t14 in FIG. 4) is set to the same time in the above-described embodiment. The time required for the appropriate nip width n1 or n2 to change individually on the
さらに、これらの加圧ローラ104のニップ幅n1を可変設定する処理と、除熱ローラ105のニップ幅n2を可変設定する処理は、そのときの定着部100の動作に応じて適宜行うようにしてもよい。例えば、定着動作を行う用紙106の枚数が少ないときには、定着制御部200がニップ幅n1,n2を可変させず、ある程度の時間連続して用紙106の定着動作が行われて、加熱ベルト101や加圧ローラ104の温度が高くなることが想定されるときに、定着制御部200が、ニップ幅n1,n2を可変設定する制御を行うようにしてもよい。あるいは、加熱ベルト101や加圧ローラ104の温度をセンサで計測して、計測したベルト等の温度が予め決めた閾値を超えたときや閾値以上の温度段差を検出したときに、ニップ幅n1,n2のいずれか一方又は双方を可変させるようにしてもよい。
Further, the process of variably setting the nip width n1 of the
また、本例では、加熱ベルト101の温度調整体として、加熱ローラ102と除熱ローラ105とを備える構成として加熱動作と除熱動作の双方を行うようにしたが、いずれか一方の温度調整体だけを備える構成としてもよい。例えば、除熱ローラ105は省略して、加熱ベルト101の温度が低下した箇所の加熱ローラ102による加熱動作による温度調整だけを行う構成としてもよい。
In this example, as the temperature adjustment body of the
また、本例の定着部100は、加熱ベルト101が回転するベルト周期と、定着ニップ107に用紙106が供給される周期とが一致しないようにしたが、加熱ベルト101を駆動する際の制御処理を簡易化するために、それぞれの周期が一致しないようにする制御は行わないようにしてもよい。
Further, in the fixing
また、図1に示す装置構成は一例を示すものであり、本発明が適用される装置は、図1に示す構成に限定されるものはない。
例えば、図1に示す構成では、定着部100は、定着ローラ103に掛け渡された加熱回転体である加熱ベルト101を備える構成としたが、定着ローラ103そのものが加熱回転体として機能する構成として、加熱ベルト101を省略した構成としてもよい。
The apparatus configuration shown in FIG. 1 shows an example, and the apparatus to which the present invention is applied is not limited to the configuration shown in FIG.
For example, in the configuration illustrated in FIG. 1, the fixing
100…定着部、101…加熱ベルト、102…加熱ローラ、103…定着ローラ、104…加圧ローラ、104a…押圧機構、105…除熱ローラ、106…用紙、107…定着ニップ、200…定着制御部、201…回転駆動部、202…加熱駆動部、203…除熱駆動部、204…給紙駆動部、205…加圧駆動部
DESCRIPTION OF
Claims (5)
前記用紙を前記加熱回転体に押し当てる加圧回転体と、
前記用紙が前記加圧回転体と前記加熱回転体との間を通過する期間に、前記加圧回転体を前記加熱回転体に押し当てる圧力を第1の圧力とし、前記用紙が前記加圧回転体と前記加熱回転体との間を通過しない期間に、前記加圧回転体を前記加熱回転体に押し当てる圧力を前記第1の圧力よりも弱い第2の圧力又は前記加圧回転体と前記加熱回転体とが離間した状態とする定着制御部とを備える
画像形成装置。 A sheet of paper on which an image formed based on image data is transferred, and a heating rotator for fixing the transferred image by heating;
A pressure rotator for pressing the paper against the heating rotator;
During the period in which the paper passes between the pressurizing rotator and the heating rotator, the pressure that presses the pressurizing rotator against the heating rotator is a first pressure, and the paper is the pressurizing rotation. A pressure that presses the pressure rotator against the heating rotator during a period that does not pass between the body and the heating rotator, or a second pressure that is weaker than the first pressure or the pressure rotator and the pressure rotator. An image forming apparatus comprising: a fixing control unit configured to separate the heating rotator.
請求項1に記載の画像形成装置。 2. The image forming apparatus according to claim 1, wherein the fixing control unit performs an asynchronous control so that a cycle in which the sheet is supplied and a rotation cycle of the heating rotator do not coincide with each other.
前記定着制御部は、前記第1の圧力と、前記第2の圧力又は前記離間した状態の変化に連動して、前記温度調整体による前記加熱回転体の加熱又は冷却動作を制御する
請求項1に記載の画像形成装置。 A temperature adjusting body for heating or cooling the heating rotating body;
The fixing control unit controls heating or cooling operation of the heating rotating body by the temperature adjusting body in conjunction with a change in the first pressure, the second pressure, or the separated state. The image forming apparatus described in 1.
請求項3に記載の画像形成装置。 The fixing controller is configured to press the pressure rotator against the heating rotator with the second pressure from a state where the pressure rotator is pressed against the heating rotator with the first pressure. The image forming apparatus according to claim 3, wherein the time required for the change between the pressure rotating body and the heating rotating body to be separated is controlled.
請求項3に記載の画像形成装置。 The temperature adjusting body is constituted by a roller that contacts a part of the heating rotator, and the rotation of the roller is driven by a drive source different from a drive source that drives the heating rotator. The image forming apparatus according to 3.
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