JP2019061012A - Image forming apparatus - Google Patents
Image forming apparatus Download PDFInfo
- Publication number
- JP2019061012A JP2019061012A JP2017184727A JP2017184727A JP2019061012A JP 2019061012 A JP2019061012 A JP 2019061012A JP 2017184727 A JP2017184727 A JP 2017184727A JP 2017184727 A JP2017184727 A JP 2017184727A JP 2019061012 A JP2019061012 A JP 2019061012A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- temperature
- heater
- image forming
- sheet
- forming apparatus
- 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.)
- Pending
Links
Images
Landscapes
- Fixing For Electrophotography (AREA)
- Control Or Security For Electrophotography (AREA)
Abstract
Description
本発明は、例えば電子写真複写機、電子写真プリンタ(例えばレーザビームプリンタ、LEDプリンタ)などの画像形成装置に関する。 The present invention relates to an image forming apparatus such as an electrophotographic copying machine and an electrophotographic printer (for example, a laser beam printer, an LED printer).
電子写真方式の画像形成装置には、トナー像を加熱してシートに定着させる定着装置が搭載されている。定着装置は、定着ニップ部においてシートを挟持搬送するとともに、シート上のトナー像に熱と圧力を付与してトナー像をシートに固着させる。このため、定着装置において定着を行うためには、シートが定着ニップ部に到達するまでに定着ニップ部を所定の目標温度まで加熱しておく必要がある。 In an electrophotographic image forming apparatus, a fixing device for heating a toner image and fixing it on a sheet is mounted. The fixing device nips and conveys the sheet at the fixing nip portion and applies heat and pressure to the toner image on the sheet to fix the toner image to the sheet. Therefore, in order to perform fixing in the fixing device, it is necessary to heat the fixing nip portion to a predetermined target temperature before the sheet reaches the fixing nip portion.
ここで近年、画像形成装置において画像形成動作開始から画像形成されたシートが完全に出力されるまでの時間であるファースト・プリント・アウト・タイム(以下、「FPOT」とする)の短縮化が求められている。FPOTを短縮するためには、定着ニップ部の加熱開始から目標温度到達までの時間を予測し、その予測値に応じてできるだけ早いタイミングで定着ニップ部に向けてシートの搬送を開始する必要がある。 Here, in recent years, shortening of first print out time (hereinafter referred to as “FPOT”), which is a time from the start of an image forming operation to the complete output of an image formed sheet in an image forming apparatus, is required. It is done. In order to shorten the FPOT, it is necessary to predict the time from the start of heating of the fixing nip to reaching the target temperature, and to start conveying the sheet toward the fixing nip at the earliest possible timing according to the predicted value. .
そこで特許文献1では、定着ニップ部の加熱開始から目標温度到達までの任意の二つの検出時刻におけるサーミスタの検出温度に基づいて目標温度到達までの時間を予測し、その予測時間からシートの搬送開始時刻を決定する構成が記載されている。
Therefore, in
定着ニップ部の加熱源であるヒータの温度を検出するサーミスタなどの温度検出部は、加えられた熱に応じた温度変化に起因して抵抗値が変化するものの、加えられた熱に対する抵抗値変化の応答速度には素子毎にばらつきがある。また、定着ニップ部(特に、定着ニップ部を構成する加圧部材)は、個々の定着装置により温度上昇にばらつきがある。 The temperature detection unit such as a thermistor that detects the temperature of the heater that is the heating source of the fixing nip portion changes in resistance value against the applied heat although the resistance value changes due to the temperature change according to the applied heat The response speed of the device varies from element to element. Further, the temperature rise of the fixing nip portion (particularly, a pressure member constituting the fixing nip portion) varies depending on the individual fixing device.
しかしながら特許文献1に記載の構成では、上述したような温度検出部の応答性を考慮してヒータによる加熱開始から目標温度到達までの時間を予測することは難しい。このため、応答性が悪い温度検出部に目標温度到達までの時間をあわせる必要があり、余分な待機時間が生じてFPOTが遅延してしまう。また特許文献1に記載の構成では、定着ニップ部(特に、定着ニップ部を構成する加圧部材)の温度予測に際して、個々の定着装置によりばらつきがある定着ニップ部の温度上昇を正確に予測することは難しい。
However, in the configuration described in
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、定着装置の加熱開始から目標温度到達までの時間の予測精度を向上させて、FPOTの高速化を図ることができる画像形成装置を提供することを目的とする。 Therefore, the present invention has been made in view of such a current situation, and an image forming apparatus capable of speeding up FPOT by improving the prediction accuracy of the time from the start of heating of the fixing device to the arrival of the target temperature. Intended to be provided.
上記目的を達成するための本発明に係る画像形成装置の代表的な構成は、回転部材と、前記回転部材の内面に接触し、通電することで発熱し前記回転部材を加熱するヒータと、前記ヒータの温度を検出する温度検出部と、前記回転部材を加圧して前記回転部材を介して前記ヒータとともにニップ部を形成し、前記ニップ部においてシートを挟持搬送しながらシート上の現像剤像を前記ヒータの熱により加熱してシートに定着させる加圧部材と、を有する定着装置と、前記ヒータに電圧の印加が開始された開始時から経過した経過時間と、前記経過時間における前記温度検出部により検出された前記ヒータの温度と、に基づいた前記加圧部材の温度に関連する関連情報が予め記憶された記憶部と、前記定着装置の前記ニップ部に向けてシートを搬送する搬送部と、前記搬送部によるシートの搬送を制御する制御部と、を有し、前記制御部は、前記温度検出部により検出された前記ヒータの温度と、前記経過時間と、前記記憶部に記憶された前記関連情報と、に基づいて前記加圧部材の温度を予測し、予測された温度が閾値以上になったときに前記搬送部によるシートの搬送を開始させることを特徴とする。 A representative configuration of an image forming apparatus according to the present invention for achieving the above object is a rotating member, a heater which generates heat by contacting an inner surface of the rotating member and is energized, and heating the rotating member. A temperature detection unit for detecting the temperature of the heater, the rotation member is pressurized to form a nip portion with the heater via the rotation member, and the developer image on the sheet is nipped and conveyed in the nip portion A fixing device having a pressing member that heats and fixes the sheet by the heat of the heater; an elapsed time elapsed from the start of the start of application of a voltage to the heater; and the temperature detection unit at the elapsed time Storage unit in which related information related to the temperature of the pressure member based on the temperature of the heater detected by the control unit is stored in advance, and the sheet toward the nip portion of the fixing device And a control unit configured to control conveyance of a sheet by the conveyance unit. The control unit controls the temperature of the heater detected by the temperature detection unit, the elapsed time, and the storage time. The temperature of the pressing member is predicted based on the related information stored in the unit, and the conveyance of the sheet by the conveyance unit is started when the predicted temperature becomes equal to or higher than a threshold. .
本発明によれば、画像形成装置において、定着装置の加熱開始から目標温度到達までの時間の予測精度を向上させてFPOTの高速化を図ることができる。 According to the present invention, in the image forming apparatus, it is possible to improve the prediction accuracy of the time from the start of heating of the fixing device to the arrival of the target temperature, and to speed up FPOT.
(第1実施形態)
<画像形成装置>
以下、本発明の第1実施形態に係る画像形成装置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。
First Embodiment
<Image forming apparatus>
Hereinafter, the entire configuration of the image forming apparatus according to the first embodiment of the present invention will be described together with the operation at the time of image formation with reference to the drawings.
図1の画像形成装置Aは、モノクロレーザプリンタである電子写真方式の画像形成装置である。画像形成装置Aは、紙などの記録材であるシートにトナー像を転写する画像形成部と、画像形成部に向けて紙などの記録材であるシートを供給するシート給送部と、紙などの記録材であるシートにトナー像を定着させる定着部と、を備える。 The image forming apparatus A of FIG. 1 is an electrophotographic image forming apparatus which is a monochrome laser printer. The image forming apparatus A includes: an image forming unit that transfers a toner image to a sheet that is a recording material such as paper; a sheet feeding unit that supplies a sheet that is a recording material such as paper toward the image forming unit; And a fixing unit configured to fix the toner image to a sheet as the recording material.
画像形成部は、感光ドラム101(像担持体)、帯電ローラ102、現像装置104、レーザスキャナユニット103、転写ローラ106などを備える。
The image forming unit includes a photosensitive drum 101 (image carrier), a
画像形成に際しては、図3に示す制御部205が画像形成ジョブ信号を受信すると、給送ローラ110(搬送部)、搬送ローラ112、113によってシート積載部111に積載収納されたシートSが画像形成部に送り出される。
At the time of image formation, when the
一方、画像形成部においては、帯電ローラ102にバイアスが印加されることで、帯電ローラ102と接触する感光ドラム101の表面が帯電させられる。その後、レーザスキャナユニット103は、不図示の光源からレーザ光束を出射し、画像情報に応じてレーザ光束を感光ドラム101に照射する。これにより感光ドラム101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ドラム101の表面上に形成される。
On the other hand, in the image forming unit, a bias is applied to the
その後、現像装置104が備える現像スリーブ120にバイアスが印加されることで現像スリーブ120から感光ドラム101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。
Thereafter, a bias is applied to the developing
次に、感光ドラム101表面に形成されたトナー像は、感光ドラム101と転写ローラ106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106にトナーの帯電極性と逆極性のバイアスが印加されてトナー像がシートSに転写される。なお、転写後に感光ドラム101表面に残留したトナーは、クリーニングブレード105に掻き取られて除去される。
Next, the toner image formed on the surface of the
その後、トナー像が転写されたシートSは定着装置107に送られ、定着装置107の定着フィルム108と加圧ローラ109との間に形成された定着ニップ部において加熱・加圧され、トナー像がシートSに定着される。その後、シートSは排出ローラ116によって排出トレイ117に排出される。
Thereafter, the sheet S to which the toner image has been transferred is sent to the
<定着装置>
次に、定着装置107(定着装置)の構成について説明する。
<Fixing device>
Next, the configuration of the fixing device 107 (fixing device) will be described.
図2は、定着装置107の断面概略図である。図2に示す様に、定着装置107は、シートSに担持されたトナー像を加熱し、トナーを溶融させてシートSにトナー像を固着させて定着させる加熱ユニットを有する。また加熱ユニットが備える回転部材である定着フィルム108に圧接して加圧し、定着フィルム108とともに定着ニップ部を形成してシートSを挟持搬送する加圧部材である加圧ローラ109を有する。本実施形態では、加圧ローラを加圧部材として説明しているが、構成によってはフィルム状やベルト状のものでもよい。
FIG. 2 is a schematic cross-sectional view of the
加熱ユニットは、回転部材である定着フィルム108、定着フィルム108を加熱するヒータ201、ヒータ201の温度を検出するサーミスタ202、定着フィルム108やヒータ201を保持するホルダ部材210などを備える。
The heating unit includes a
加圧部材としての加圧ローラ109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)が駆動源(不図示)から駆動力を受けて回転する。
The
回転部材としての定着フィルム108は、ホルダ部材210に外嵌されて回転可能に支持されている。回転部材としての定着フィルム108は、回転する加圧部材としての加圧ローラ109の摩擦力により従動回転する。
The
ヒータ201は、定着ニップ部内において定着フィルム108の内面に接触して配置され、通電により発熱し、定着フィルム108を内面側から加熱する。またヒータ201は、ヒータ基板211の溝部に嵌め入れて断熱保持されている。ヒータ基板211は、ホルダ部材210に嵌められて保持され、これによりヒータ201をヒータ基板211を介してホルダ部材210に固定している。
The
またヒータ基板211のホルダ部材210との対向面側には、ヒータ201の温度を検出する温度検出部としてのサーミスタ202が設けられている。
Further, a
また定着装置107には、記憶部としてのメモリ203が搭載されている。メモリ203には、個々の定着装置107の特性情報ΔTが予め格納されている。ここで本実施形態における特性情報ΔTとは、ヒータ201への最大電力供給開始からの経過時間に対する、サーミスタ202が検出するヒータ201の温度Tthと加圧ローラ109の温度Tprとの差分温度情報である。具体的には、ヒータ201への最大電力供給開始から所定時間経過毎の、サーミスタ202が検出するヒータ201の温度と加圧ローラ109の測定温度との差分温度情報である。この差分温度情報は、加圧ローラの温度に関連する関連情報でもある。この加圧ローラに関連する関連情報である差分温度情報は、後述する特性情報測定装置301により測定される。つまり特性情報ΔTは、ヒータ201に電圧が印加された開始時から経過した経過時間におけるサーミスタ202により検出されたヒータ201の温度に基づいた加圧ローラ109の温度に関する関連情報であり、個々の定着装置107がそれぞれ持つ情報である。
Further, the
<制御系>
次に、画像形成装置Aの制御系の構成について説明する。
<Control system>
Next, the configuration of the control system of the image forming apparatus A will be described.
図3は、画像形成装置Aの制御系の一部の構成を示すブロック図である。図3に示す様に、画像形成装置Aには、CPUを含む制御部205が搭載されている。また制御部205には、トライアック206、環境温度センサ802、及び、定着装置107が備えるヒータ201、サーミスタ202、メモリ203が直接的又は通信回線を介して接続されている。
FIG. 3 is a block diagram showing a part of the control system of the image forming apparatus A. As shown in FIG. As shown in FIG. 3, the image forming apparatus A is equipped with a
制御部205は、トライアック206の導通と非導通を切り替えて、商用交流電源207から定着装置107が備えるヒータ201に供給する電力を制御する。ヒータ201には、商用交流電源207の実効値電圧とヒータ201の抵抗値に依存して決まる最大電力が供給される。
The
またヒータ201の発熱によりサーミスタ202へ熱が加えられることで、サーミスタ202の温度が上昇して抵抗値が変化する。制御部205は、このサーミスタ202の抵抗値を電圧値に変換する。このように温度検出部としてのサーミスタ202は、ヒータ201の温度を検出する。
Further, when heat is applied to the
またヒータ201の温度(サーミスタ202の検出温度)がトナー像を定着可能な目標温度に近づくまでは、トライアック206が常に導通状態で最大電力を供給し続ける。そして目標温度に近づくと、制御部205がトライアック206の半波毎に導通、非導通の切り替えを行ってヒータ201への供給電力を制御することで目標温度を維持する。
Further, until the temperature of the heater 201 (the temperature detected by the thermistor 202) approaches a target temperature at which the toner image can be fixed, the
また環境検出部としての環境温度センサ802は、画像形成装置A本体が設置されている環境の室温Tiを検出して制御部205に出力する。
An
また記憶部としてのメモリ203には、上述した特性情報ΔTなどの情報が記憶されている。なお、定着装置107が画像形成装置A本体に装着されているとき、制御部205と記憶部としてのメモリ203は通信可能な状態となる。
Further, the
<特性情報測定装置>
次に、定着装置107に搭載されたメモリ203に対して、特性情報ΔTを測定して記憶させるための特性情報測定装置301について説明する。なお、特性情報ΔTの測定は、画像形成装置Aから定着装置107を取り外した上で、定着装置107を特性情報測定装置301に接続して実施する。
<Characteristic information measurement device>
Next, a characteristic
図4は、特性情報測定装置301の構成を示すブロック図である。図4に示す様に、特性情報測定装置301は、温度測定装置303、通電制御装置304、演算装置305、通信装置306、環境温度測定装置902から構成される。
FIG. 4 is a block diagram showing the configuration of the characteristic
温度測定装置303は、加圧ローラ109に接続され、加圧ローラ109の温度を測定する。
The
通電制御装置304は、商用交流電源207とヒータ201に接続されている。通電制御装置304は、商用交流電源207からヒータ201への電流経路の導通と非導通を切り替えることで、商用交流電源207からヒータ201に供給される電力を制御する。
The
通信装置306は、定着装置107に搭載されたメモリ203と接続され、メモリ203に情報を書き込む。
The
環境温度測定装置902は、特性情報測定装置301による特性情報ΔTの測定動作の開始直前において特性情報ΔTの測定環境の室温Tmを検出する。検出された室温Tmは、通信装置306を介して、定着装置107のメモリ203に記憶される。
The environmental
<特性情報測定シーケンス>
次に、特性情報測定装置301を用いて定着装置107の特性情報ΔTを測定する特性情報測定シーケンスについて、図5に示すフローチャートを用いて説明する。
<Characteristic information measurement sequence>
Next, a characteristic information measurement sequence for measuring the characteristic information ΔT of the fixing
図5に示す様に、まず通電制御装置304により電流経路を導通させ、商用交流電源207の実効値電圧とヒータ201の抵抗値に依存して決まる最大電力を供給開始した時に、特性情報ΔTの測定を開始する(S101)。
As shown in FIG. 5, when the current path is first made conductive by the
次に、電力供給によるヒータ201の温度変化に伴って変化する温度検出部としてのサーミスタ202の抵抗値を演算装置305により電圧値に変換して、ヒータ201の温度Tthを検出する(S102)。このとき、演算装置305は、温度検出部としてのサーミスタ202により最大電力供給開始から温調制御開始まで0.1sec毎にヒータ201の温度Tthを検出する。
Next, the resistance value of the
またヒータ201の温度検出と同時に、温度測定装置303は、加圧ローラ109の温度Tprを測定する(S103)。このとき、温度測定装置303は、最大電力供給開始から温調制御開始まで0.1sec毎に加圧ローラ109の温度Tprを測定する。
At the same time as the temperature detection of the
次に、0.1秒毎に検出(測定)されたヒータ201の温度Tthと加圧ローラ109の測定温度Tprとの差分情報である特性情報ΔTを算出する(S104)。算出された特性情報ΔTは、通信装置306によりメモリ203に書き込まれて格納される(S105)。即ち特性情報ΔTは、画像形成装置Aに定着装置107を取り付ける前に事前にヒータ201への最大電力供給開始からの経過時間におけるサーミスタ202により検出されたヒータ201の温度と、加圧ローラ109の測定温度と、を基に作成された情報である。また特性情報ΔTは、画像形成装置Aに定着装置107を取り付ける前に、事前に、サーミスタ202の温度に対する応答速度を基に作成された情報ともいえる。なお、図6は商用交流電源207の入力実効値電圧220V、周波数50Hz、周囲環境温度23.5℃の条件における特性情報ΔTの測定結果である。
Next, characteristic information ΔT which is difference information between the temperature Tth of the
このようにメモリ203に特性情報ΔTが記憶された定着装置107は、画像形成装置Aに装着される。そして画像形成装置Aが画像形成ジョブ信号を受信した時、画像形成装置Aに搭載された制御部205は、メモリ203に記憶された特性情報ΔTを用いて、次に説明するシートSの給紙許可判定を行う給紙許可判定シーケンスを実施する。
The fixing
<給紙許可判定シーケンス>
次に、給紙許可判定シーケンスについて、図7に示すフローチャートを用いて説明する。
<Feeding permission determination sequence>
Next, the sheet feeding permission determination sequence will be described using the flowchart shown in FIG.
図7に示す様に、まず画像形成装置Aの電源がONされると、制御部205は定着装置107に搭載されたメモリ203と通信を行って(S201)、メモリ203に記憶された特性情報ΔTと特性情報ΔT測定時の室温Tmを読み込む(S202)。
As shown in FIG. 7, when the power of the image forming apparatus A is first turned on, the
次に制御部205は、画像形成ジョブを受信したとき(S203)、環境検出部としての環境温度センサ802により画像形成装置A本体が設置されている環境の室温Tiを検出する(S204)。そして環境検出部としての環境温度センサ802により検出された画像形成装置Aが設置された環境の室温Tiが、特性情報ΔT測定時の室温Tm以上であるか否かを判定する(S205)。
Next, when receiving the image forming job (S203), the
ここで環境検出部としての環境温度センサ802により検出された画像形成装置Aが設置された環境の室温Tiが、特性情報ΔT測定時の室温Tm以上の場合、ヒータ201に最大電力の供給を開始する(S206)。その後、制御部205は、最大電力供給開始からの経過時間(t)と、サーミスタ202が検出するヒータ201の温度Tthと、取得された特性情報ΔTに基づいて、次の式1より0.1秒経過毎の加圧ローラ109の温度Tprを算出する(S207)。
Here, when the room temperature Ti of the environment in which the image forming apparatus A is detected detected by the
Tpr(t)=Tth(t)−ΔT(t)・・・(1) Tpr (t) = Tth (t) -ΔT (t) (1)
次に、制御部205は、算出された加圧ローラ109の温度Tprが閾値ω以上(閾値以上)となったときに給紙許可判定をする(S208、S211)。なお、閾値ωの設定方法は後述する。これにより給紙許可判定シーケンスが終了する。その後、制御部205は、給紙許可判定の信号に基づいて給送ローラ110によるシートSの給紙を開始させる。つまり制御部205は、ヒータ201への最大電力供給開始からの経過時間、ヒータ201の温度、メモリ203に格納された個々の定着装置107の特性情報ΔTに基づいて加圧ローラ109の温度Tprを算出して予測する。そして予測された温度が閾値以上になったときに給送ローラ110によるシートSの給紙を開始させる。シートSの給紙開始から定着ニップ部にシートSが到達するまでに必要な時間の経過後、定着ニップ部はトナー像をシートSに定着可能な目標温度に到達する。
Next, when the calculated temperature Tpr of the
このように本実施形態では、加圧ローラ109の温度Tprを基準に定着ニップ部の温度を判定してシートSの給紙タイミングを制御する。ここでいう加圧ローラ109の温度Tprは、メモリ203に格納された個々の定着装置107がそれぞれ有する特性情報ΔTに基づいて算出された予測温度である。従って、個々の定着装置107によりばらつきがあるサーミスタ202の温度変化に対する応答性や加圧ローラ109の温度上昇のし易さなどを考慮して、定着ニップ部の目標温度到達までの時間を予測することができる。このため、従来の構成よりも定着ニップ部の目標温度到達までの時間の予測精度を向上させることができ、FPOTの高速化を図ることができる。
As described above, in the present embodiment, the temperature of the fixing nip portion is determined based on the temperature Tpr of the
一方、画像形成装置Aが設置された環境の室温Tiが、特性情報ΔT測定時の室温Tm未満の場合、ヒータ201に最大電力の供給を開始する(S209)。その後、サーミスタ202が検出するヒータ201の温度Tthが予め設定された目標温度Tg以上(所定値以上)になったとき、制御部205は給紙許可判定を行う(S210、S211)。ここでサーミスタ202が検出するヒータ201の温度Tthが目標温度Tgに達したときの定着ニップ部の温度は、式1を用いて算出された加圧ローラ109の温度Tprが閾値ωに達したときの定着ニップ部の温度よりも高くなるように設定されている。
On the other hand, when the room temperature Ti of the environment where the image forming apparatus A is installed is less than the room temperature Tm at the time of measuring the characteristic information ΔT, supply of maximum power to the
このように制御部205は、画像形成装置Aが設置された環境の室温Tiが、特性情報ΔT測定時の室温Tm未満の場合、室温Tiが室温Tm以上の場合よりも定着ニップ部の温度が高い状態で給紙許可判定を行う。これにより特性情報ΔT測定時よりも加圧ローラ109の温度が上がりにくい環境でも、定着装置107の定着性を良好に保つことができる。
As described above, when the room temperature Ti of the environment in which the image forming apparatus A is installed is less than the room temperature Tm at the time of measuring the characteristic information ΔT, the
<比較例の構成との比較>
次に、比較例の構成と本実施形態の構成との比較を行う。
<Comparison with the configuration of the comparative example>
Next, the configuration of the comparative example is compared with the configuration of the present embodiment.
図8は、応答性の異なる2種類のサーミスタ202を搭載した定着装置107(107a、b)において、ヒータ201への最大電力供給開始からの経過時間に対するヒータ201の温度と加圧ローラ109の温度を測定した結果を示すグラフである。ここでヒータ201の温度と加圧ローラ109の温度は、特性情報測定装置301に接続して測定された温度である。
FIG. 8 shows the temperature of the
また図8において、実線は定着装置107aの測定結果を示し、破線は定着装置107aが備えるサーミスタ202よりも応答性が良好なサーミスタ202を備える定着装置107bの測定結果を示す。なお、加圧ローラ109の温度Tprは、ヒータ201から離れた箇所の温度のため、ヒータ201の温度Tthより低くなる。また測定条件は、入力実効値電圧220V、周波数50Hz、周囲環境温度23.5℃で(図6に示す特性情報ΔTの測定時と同一条件)である。
Further, in FIG. 8, a solid line indicates the measurement result of the fixing device 107a, and a broken line indicates the measurement result of the fixing device 107b including the
図8に示す様に、加圧ローラ109の温度Tprが同一であっても、サーミスタ202の素子の応答性の違いにより、サーミスタ202により検出されるヒータ201の温度Tthが異なることが分かる。つまりヒータ201の温度を検出する温度検出部としてのサーミスタ202は、加えられた熱に応じた温度変化に起因して抵抗値が変化するものの、加えられた熱に対する抵抗値変化の応答速度には素子毎にばらつきがある。つまり個々の定着装置107によって、サーミスタ202により検出されるヒータ201の温度Tthと加圧ローラ109の温度Tprとの相関関係が異なることがわかる。
As shown in FIG. 8, even if the temperature Tpr of the
ここで、例えば加圧ローラ109の温度が150℃以上のときに、定着ニップ部がトナー像を定着可能な状態となる場合について考える。また定着装置107において、制御部205の給紙許可判定に基づいてシートSの給紙が開始されてから定着ニップ部にシートSが搬送されるまでに要する時間(時間t2)は1.8秒とする。
Here, for example, when the temperature of the
この場合、制御部205による給紙許可判定は、加圧ローラ109の温度が150℃に到達する時間の1.8秒前に行えばよい。つまり図8に示す様に、ヒータ201への最大電力供給開始から加圧ローラ109の温度が150℃に達する時間(時間t1)は3.3秒である。このため、本来であれば、制御部205による給紙許可判定の時間(t3)は、ヒータ201への最大電力供給開始から1.5秒後(t1−t2)に行えばよい。
In this case, the sheet feeding permission determination by the
比較例の構成では、サーミスタ202の検出温度を基準に定着ニップ部の温度を判定して給紙許可判定を行う。ここでは、サーミスタ202の検出温度が閾値を超えたときに制御部205が給紙許可判定を行う構成について考える。図7に示す様に、応答性が良い素子のサーミスタ202を搭載した定着装置107bでは、ヒータ201への最大電力供給開始から1.5秒後のサーミスタ202の検出温度は122℃である。このため、閾値を122℃に設定したとする。このとき、応答性が悪い素子のサーミスタ202を搭載する定着装置107aでは、本来はサーミスタ202の検出温度が107℃の時にシートSの給送が開始できるにも関わらず122℃を検出するまで待機する。このため、約0.3秒の余分な待機時間が生じてFPOTが遅延する。
In the configuration of the comparative example, the temperature of the fixing nip portion is determined based on the temperature detected by the
これに対して本実施形態の構成では、最大電力供給開始から1.5秒後(t3経過後)の加圧ローラ109の温度である75℃を閾値ωに設定する。そしてメモリ203に格納された個々の定着装置107の特性情報ΔTに基づいて加圧ローラ109の温度Tprを算出する。このため、定着装置107a、107bのサーミスタ202の温度変化に対する応答性にばらつきがある場合でも、画像形成装置Aは最大電力供給開始から1.5秒後に加圧ローラ109が75℃であることを算出して給紙許可判定を行うことができる。このように本実施形態の構成によれば、サーミスタ202の検出温度を基準に定着ニップ部の温度を判定する比較例の構成よりも、定着ニップ部の目標温度到達までの時間の予測精度を向上させることができ、FPOTの高速化を図ることができる。
On the other hand, in the configuration of the present embodiment, 75 ° C., which is the temperature of the
(第2実施形態)
次に、本発明の第2実施形態に係る画像形成装置の構成について説明する。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, the configuration of the image forming apparatus according to the second embodiment of the present invention will be described. 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.
本実施形態では、給紙許可判定シーケンスにおいて、特性情報ΔT測定時の室温Tmと画像形成装置A本体が設置されている環境の室温Tiに基づいて、特性情報ΔTを用いて算出される加圧ローラ109の温度Tprを補正する。以下、本実施形態に係る給紙許可判定シーケンスについて、図9に示すフローチャートを用いて説明する。なお、図9において、第1実施形態で図7を用いて説明した工程と同じ処理を行う工程については、同じ符号を付して説明を省略又は簡略化する。
In the present embodiment, in the sheet feeding permission determination sequence, the pressure calculated using the characteristic information ΔT based on the room temperature Tm at the time of measuring the characteristic information ΔT and the room temperature Ti of the environment where the image forming apparatus A main body is installed. The temperature Tpr of the
本実施形態の給紙許可判定シーケンスと第1実施形態の給紙許可判定シーケンスとの違いは、加圧ローラ109Tprの算出方法のみである。すなわち図9に示す様に、本実施形態の給紙許可判定シーケンスでは、まず画像形成装置Aが設置された環境の室温Tiが、特性情報ΔT測定時の室温Tm以上の場合、ヒータ201に最大電力の供給を開始する(S206)。そして制御部205は、最大電力供給開始からの経過時間(t)に対する、サーミスタ202が検出するヒータ201の温度Tthと、取得された特性情報ΔTと、室温Tm、Tiに基づいて、次の式2より加圧ローラ109の温度Tprを算出する(S303)。このとき、制御部205は、0.1秒経過毎の加圧ローラ109の温度Tprを算出する。
The difference between the sheet feeding permission determination sequence of this embodiment and the sheet feeding permission determination sequence of the first embodiment is only the method of calculating the pressure roller 109Tpr. That is, as shown in FIG. 9, in the sheet feeding permission determination sequence of the present embodiment, first, when the room temperature Ti of the environment in which the image forming apparatus A is installed is equal to or more than the room temperature Tm at the time of measuring the characteristic information ΔT Power supply is started (S206). Then, the
Tpr(t)=Tth(t)−ΔT(t)−ΔTen(t)・・・(2) Tpr (t) = Tth (t) -ΔT (t) -ΔTen (t) (2)
ここでΔTenは、ΔTen=補正係数×環境温度差×環境温度の時間補正項=α×(Ti−Tm)×(a×t+b)
(α= 0.155、a=−3.3992、b=12.971)
で表される値である。
Here, ΔTen is ΔTen = correction coefficient × environmental temperature difference × temporal correction term of environmental temperature = α × (Ti−Tm) × (a × t + b)
(Α = 0.155, a = -3.3992, b = 12.971)
Is a value represented by
なお、環境温度の時間補正項とは、入力実効電圧と周波数が同一で周囲環境温度のみ異なる条件下で測定した、異なる特性情報ΔTの差分から算出可能な値である。補正係数とは、環境温度差の時間依存性情報を含んだΔTenを用いて加圧ローラ109の温度Tprを補正するために実験的に算出した値である。
The time correction term of the environmental temperature is a value that can be calculated from the difference between the different characteristic information ΔT measured under the condition that the input effective voltage and the frequency are the same and only the ambient temperature differs. The correction coefficient is a value calculated experimentally to correct the temperature Tpr of the
その後、制御部205は、予測された加圧ローラ109の温度Tprが閾値ω以上(閾値以上)となったときに給紙許可判定をする(S208、S211)。これにより給紙許可判定シーケンスが終了する。その後、制御部205は、給紙許可判定の信号に基づいて給送ローラ110によるシートSの給紙を開始させる。つまり制御部205は、ヒータ201への最大電力供給開始からの経過時間、ヒータ201の温度、メモリ203に格納された個々の定着装置107の特性情報ΔT、環境温度に基づいて加圧ローラ109の温度Tprを算出して予測する。そして予測された温度が閾値以上になったときに給送ローラ110によるシートSの給紙を開始させる。
Thereafter, when the predicted temperature Tpr of the
このように本実施形態では、メモリ203に格納された個々の定着装置107の特性情報ΔTに基づいて算出された加圧ローラ109の温度Tprに対して、特性情報ΔT測定時の室温Tmと、画像形成装置Aの設置環境の室温Tiに基づいて補正を行う。つまりヒータ201への最大電力供給開始からの経過時間、ヒータ201の温度、メモリ203に格納された個々の定着装置107の特性情報ΔTに基づいて加圧ローラ109の温度Tprを算出して予測し、予測された温度を環境温度情報に基づいて補正する。従って、個々の定着装置107によりばらつきがあるサーミスタ202の温度変化に対する応答性や、加圧ローラ109の温度上昇のし易さに加えて、周囲の環境温度も考慮して、定着ニップ部の目標温度到達までの時間を予測することができる。このため、定着ニップ部の目標温度到達までの時間の予測精度をさらに向上させることができ、FPOTの高速化を図ることができる。
As described above, in the present embodiment, with respect to the temperature Tpr of the
図10は、定着装置107において、ヒータ201への最大電力供給開始からの経過時間に対する、サーミスタ202が検出するヒータ201の温度Tthと加圧ローラ109の温度Tprの測定結果又は算出結果を示すグラフである。ここで図10において、線L1は上記式1を用いて算出された加圧ローラ109の温度である。また線L2は上記式2を用いて算出された加圧ローラ109の温度である。また線L3は実測された加圧ローラ109の温度である。
FIG. 10 is a graph showing measurement results or calculation results of the temperature Tth of the
なお、測定条件は、商用交流電源207の入力実効値電圧220V、周波数50Hz、画像形成装置A本体が設置されている環境の室温Tiが17.2℃である。また特性情報ΔTの測定時の室温Tmは23.5℃である。つまり特性情報ΔTの測定時よりも画像形成装置A本体が設置された環境の室温Tiが6.3℃低い条件下で測定を行っている。
As the measurement conditions, the input effective voltage 220 V of the commercial
図10に示す様に、室温Ti<室温Tmの場合、室温環境温度の補正を行わずに式1を用いて算出した加圧ローラ109の温度Tprは、実測した加圧ローラ109の温度Tprより高くなることが分かる。これに対して、本実施形態のように式2を用いて環境補正を行って算出した加圧ローラ109の温度Tprは、実測した加圧ローラ109の温度Tprとほぼ一致している。従って、本実施形態のように環境補正を行うことで加圧ローラ109の温度Tprの算出精度が向上したことが分かる。
As shown in FIG. 10, in the case of room temperature Ti <room temperature Tm, the temperature Tpr of the
ここで、例えば加圧ローラ109の温度Tprが150℃を超えたときに、定着ニップ部がトナー像を定着可能な状態となる場合について考える。また定着装置107において、制御部205の給紙許可判定に基づいてシートSの給紙が開始されてから定着ニップ部にシートSが搬送されるまでに要する時間(時間t2)は1.8秒とする。
Here, for example, when the temperature Tpr of the
この場合、制御部205による給紙許可判定は、加圧ローラ109の温度Tprが150℃に到達する時間の1.8秒前に行えばよい。つまり図10に示す様に、ヒータ201への最大電力供給開始から加圧ローラ109の温度Tprが150℃に達する時間(時間t1)は3.4秒である。このため、制御部205による給紙許可判定の時間(t3)は、ヒータ201への最大電力供給開始から1.6秒後(t1−t2)に行えばよい。そこで最大電力供給開始から1.6秒後の加圧ローラ109の温度である73℃を閾値ωに設定する。
In this case, the sheet feeding permission determination by the
ここで特性情報ΔTの測定環境より温度が低い環境下において、環境補正項を用いずに式1により加圧ローラ109の温度Tprを算出して給紙許可判定を行う場合、加圧ローラ109が73℃を超えていないにも関わらず給紙許可判定をするおそれがある。この場合、定着不良などの画像不良が発生するおそれがある。
Here, under the environment where the temperature is lower than the measurement environment of the characteristic information ΔT, in the case where the temperature Tpr of the
反対に、特性情報ΔTの測定環境より温度が高い環境下において、環境補正項を用いずに式1により加圧ローラ109の温度Tprを算出して給紙許可判定を行う場合、加圧ローラ109が73℃を超えているにも関わらず給紙許可判定されないおそれがある。この場合、FPOTが遅延する。
Conversely, when the temperature Tpr of the
これに対して本実施形態のように、式2により環境補正項を用いて加圧ローラ109の温度を算出することで、加圧ローラ109の温度の予測精度を向上させて、従来の構成よりも定着ニップ部の目標温度到達までの時間の予測精度を向上させることができる。従って、定着不良の抑制やFPOTの高速化を図ることができる。
On the other hand, as in the present embodiment, by calculating the temperature of the
なお、上記第1、2実施形態では、メモリ203を定着装置107に設ける構成について説明したものの、本発明はこれに限られるものではない。すなわち、画像形成装置A本体にメモリ203を配置し、特性情報測定装置301による測定結果を通信等の方法でメモリ203に記憶する構成としても上記同様の効果を得ることができる。
Although the configuration in which the
また上記第1、2実施形態では、定着フィルム108によってシートS上のトナー像を加熱するフィルム加熱方式を採用したものの、本発明はこれに限られるものではない。すなわち、ハロゲンランプ等のヒータを内包する回転部材としての加熱ローラと加圧部材としての加圧ローラ109により定着ニップ部を形成する構成にも本発明を適用することができる。つまり特性情報ΔTとして、ヒータへの電力供給開始からの経過時間に対する回転部材としての加熱ローラの温度と加圧部材としての加圧ローラ109の測定温度との差分情報を記憶部であるメモリ203に予め記憶させておく。そしてヒータへの電力供給開始からの経過時間と加熱ローラの温度に基づいて、上記同様に加圧ローラ109の温度を算出して予測し、予測された温度が閾値以上になったときに給紙許可判定をする構成としても、上記同様の効果を得ることができる。
In the first and second embodiments, although the film heating method of heating the toner image on the sheet S by the fixing
107…定着装置
108…定着フィルム(回転部材)
109…加圧ローラ(加圧部材)
110…給送ローラ(搬送部)
201…ヒータ
202…サーミスタ(温度検出部)
203…メモリ(記憶部)
205…制御部
802…環境温度センサ(環境検出部)
A…画像形成装置
S…シート
107 ... fixing
109: Pressure roller (pressure member)
110: Feeding roller (conveying unit)
201 ...
203: Memory (storage unit)
205: Control unit 802: Environmental temperature sensor (environment detection unit)
A: Image forming apparatus S: Sheet
Claims (10)
前記回転部材の内面に接触し、通電することで発熱し前記回転部材を加熱するヒータと、
前記ヒータの温度を検出する温度検出部と、
前記回転部材を加圧して前記回転部材を介して前記ヒータとともにニップ部を形成し、前記ニップ部においてシートを挟持搬送しながらシート上の現像剤像を前記ヒータの熱により加熱してシートに定着させる加圧部材と、を有する定着装置と、
前記ヒータに電圧の印加が開始された開始時から経過した経過時間と、前記経過時間における前記温度検出部により検出された前記ヒータの温度と、に基づいた前記加圧部材の温度に関連する関連情報が予め記憶された記憶部と、
前記定着装置の前記ニップ部に向けてシートを搬送する搬送部と、
前記搬送部によるシートの搬送を制御する制御部と、を有し、
前記制御部は、前記温度検出部により検出された前記ヒータの温度と、前記経過時間と、前記記憶部に記憶された前記関連情報と、に基づいて前記加圧部材の温度を予測し、予測された温度が閾値以上になったときに前記搬送部によるシートの搬送を開始させることを特徴とする画像形成装置。 A rotating member,
A heater which generates heat by heating the rotating member by being in contact with the inner surface of the rotating member;
A temperature detection unit that detects the temperature of the heater;
The rotary member is pressed to form a nip portion with the heater via the rotary member, and while the sheet is nipped and conveyed in the nip portion, the developer image on the sheet is heated by the heat of the heater and fixed on the sheet A fixing member having a pressing member,
A relation related to the temperature of the pressure member based on an elapsed time elapsed from the start of application of voltage to the heater and a temperature of the heater detected by the temperature detection unit at the elapsed time A storage unit in which information is stored in advance;
A conveyance unit configured to convey a sheet toward the nip portion of the fixing device;
A control unit that controls the conveyance of the sheet by the conveyance unit;
The control unit predicts the temperature of the pressure member based on the temperature of the heater detected by the temperature detection unit, the elapsed time, and the related information stored in the storage unit. The image forming apparatus, wherein the conveyance of the sheet by the conveyance unit is started when the temperature reaches a threshold.
前記記憶部には、前記関連情報を測定したときの前記定着装置の周囲の温度がさらに記憶され、
前記制御部は、前記環境検出部により検出された温度と、前記記憶部に記憶された前記定着装置の周囲の温度に基づいて、前記制御部により予測される前記加圧部材の温度を補正することを特徴とする請求項1に記載の画像形成装置。 The image forming apparatus further includes an environment detection unit that detects a temperature around the image forming apparatus.
The storage unit further stores a temperature around the fixing device when the related information is measured,
The control unit corrects the temperature of the pressure member predicted by the control unit based on the temperature detected by the environment detection unit and the temperature around the fixing device stored in the storage unit. The image forming apparatus according to claim 1,
前記ヒータの温度が前記所定値に達したときの前記ニップ部の温度は、前記加圧部材の温度が前記閾値に達したと予測されるときの前記ニップ部の温度よりも高いことを特徴とする請求項2に記載の画像形成装置。 When the temperature detected by the environment detection unit is lower than the temperature around the fixing device stored in the storage unit, the control unit causes the temperature of the heater detected by the temperature detection unit to be a predetermined value or more. Control to start conveyance of the sheet by the conveyance unit when the
The temperature of the nip when the temperature of the heater reaches the predetermined value is higher than the temperature of the nip when the temperature of the pressure member is predicted to reach the threshold. The image forming apparatus according to claim 2.
前記閾値は、前記ヒータに電圧の印加が開始された開始時からt3経過後における、前記関連情報を用いて前記制御部により予測される前記加圧部材の温度であることを特徴とする請求項1乃至7のいずれか1項に記載の画像形成装置。 The time from when the application of voltage to the heater is started to when the pressing member reaches the target temperature is t1, and the sheet starts to be conveyed to the nip portion of the fixing device after the conveying portion starts conveying the sheet. When the time to reach is t2, let the time calculated from t1-t2 be t3.
The threshold value is a temperature of the pressing member predicted by the control unit using the related information after t3 has elapsed from the start of the application of a voltage to the heater. An image forming apparatus according to any one of 1 to 7.
前記回転部材の温度を検出する温度検出部と、
前記回転部材を加圧して前記回転部材とともにニップ部を形成し、前記ニップ部においてシートを挟持搬送しながらシート上の現像剤像を前記ヒータの熱により加熱してシートに定着させる加圧部材と、を有する定着装置と、
前記ヒータに電圧の印加が開始された開始時から経過した経過時間と、前記経過時間における前記温度検出部により検出された前記回転部材の温度と、に基づいた前記加圧部材の温度に関連する関連情報が予め記憶された記憶部と、
前記定着装置の前記ニップ部に向けてシートを搬送する搬送部と、
前記搬送部によるシートの搬送を制御する制御部と、を有し、
前記制御部は、前記温度検出部により検出された前記ヒータの温度と、前記経過時間と、前記記憶部に記憶された前記関連情報と、に基づいて前記加圧部材の温度を予測し、予測された温度が閾値以上になったときに前記搬送部によるシートの搬送を開始させることを特徴とする画像形成装置。 A rotating member containing a heater that generates heat when energized;
A temperature detection unit that detects the temperature of the rotating member;
A pressure member that pressurizes the rotating member to form a nip portion with the rotating member, heats a developer image on the sheet by the heat of the heater while nipping and conveying the sheet at the nip portion, and fixes the sheet on the sheet; A fixing device having
It relates to the temperature of the pressing member based on the elapsed time elapsed from the start of the start of the application of the voltage to the heater and the temperature of the rotating member detected by the temperature detecting unit during the elapsed time A storage unit in which related information is stored in advance;
A conveyance unit configured to convey a sheet toward the nip portion of the fixing device;
A control unit that controls the conveyance of the sheet by the conveyance unit;
The control unit predicts the temperature of the pressure member based on the temperature of the heater detected by the temperature detection unit, the elapsed time, and the related information stored in the storage unit. The image forming apparatus, wherein the conveyance of the sheet by the conveyance unit is started when the temperature reaches a threshold.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2017184727A JP2019061012A (en) | 2017-09-26 | 2017-09-26 | Image forming apparatus |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2017184727A JP2019061012A (en) | 2017-09-26 | 2017-09-26 | Image forming apparatus |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2019061012A true JP2019061012A (en) | 2019-04-18 |
Family
ID=66178493
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2017184727A Pending JP2019061012A (en) | 2017-09-26 | 2017-09-26 | Image forming apparatus |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2019061012A (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2021113838A (en) * | 2020-01-16 | 2021-08-05 | 京セラドキュメントソリューションズ株式会社 | Fixing device and image forming apparatus |
-
2017
- 2017-09-26 JP JP2017184727A patent/JP2019061012A/en active Pending
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2021113838A (en) * | 2020-01-16 | 2021-08-05 | 京セラドキュメントソリューションズ株式会社 | Fixing device and image forming apparatus |
JP7413787B2 (en) | 2020-01-16 | 2024-01-16 | 京セラドキュメントソリューションズ株式会社 | Fixing device, image forming device |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN107885061B (en) | Fixing device | |
JPH11143291A (en) | Image forming device | |
JP6380316B2 (en) | Fixing apparatus and image forming apparatus | |
JP4316625B2 (en) | Image forming apparatus | |
US9639039B2 (en) | Image forming apparatus | |
WO2005013014A1 (en) | Image forming apparatus | |
JP2019061012A (en) | Image forming apparatus | |
JP2006163017A (en) | Fixing device and image forming apparatus | |
US20090074441A1 (en) | Image forming apparatus | |
JP6634048B2 (en) | Fixing device, fixing device control method, and image forming apparatus | |
JP7059018B2 (en) | Image forming device | |
JP4617345B2 (en) | Image forming apparatus | |
JP2017223862A (en) | Image forming device, control method of image forming device, and program | |
JP5873815B2 (en) | Image forming apparatus | |
KR20190091212A (en) | Image heating apparatus and image forming apparatus | |
JP2009265387A (en) | Fuser | |
JP3318114B2 (en) | Fixing device | |
US20090245825A1 (en) | Image Forming Apparatus | |
US10684579B2 (en) | Image forming apparatus and sheet feeding method | |
JP6083213B2 (en) | Image forming apparatus | |
JP2011033998A (en) | Image heating device | |
JP2009180955A (en) | Heating device and image forming apparatus | |
JP3740258B2 (en) | Image forming apparatus | |
JP2004219503A (en) | Image forming apparatus and fixing temperature control method | |
JP2020016731A (en) | Image formation apparatus |