JP2020129075A - 画像形成装置及び画像形成方法 - Google Patents
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Abstract
Description
図1は、第1の実施形態の画像形成装置の概略構成図である。
第1の実施形態の画像形成装置100は、例えば複合機である。
画像形成装置100は、ハウジング10と、ディスプレイ1と、スキャナ部2と、画像形成ユニット3と、シート供給部4と、搬送部5と、排紙トレイ7と、反転ユニット9と、コントロールパネル8と、制御部6と、を備える。なお、画像形成ユニット3は、トナー像を定着させる装置であってもよいし、インクジェット式の装置であってもよい。
画像形成装置100は、トナー等の現像剤を用いてシート(用紙)S上に画像を形成する。シートは、例えば紙やラベル用紙である。シートは、その表面に画像形成装置100が画像を形成できる物であればどのような物であってもよい。
ディスプレイ1は、液晶ディスプレイ、有機EL(Electro Luminescence)ディスプレイ等の画像表示装置である。ディスプレイ1は、画像形成装置100に関する種々の情報を表示する。
スキャナ部2は、読み取り対象の画像情報を光の明暗として読み取る。スキャナ部2は、読み取られた画像情報を記録する。スキャナ部2は、生成した画像情報を画像形成ユニット3に出力する。なお、記録された画像情報は、ネットワークを介して他の情報処理装置に送信されてもよい。
シート収容部20は、所定のサイズ及び種類のシートSを収納する。
ピックアップローラ21は、シート収容部20からシートSを1枚ずつ取り出す。ピックアップローラ21は、取り出したシートSを搬送部5へ供給する。
搬送ローラ23は、ピックアップローラ21から供給されるシートSをレジストローラ24へ搬送する。搬送ローラ23は、シートSの搬送方向の先端をレジストローラ24のニップNに突き当てる。
レジストローラ24は、ニップNにおいてシートSを撓ませることにより、搬送方向でのシートSの先端の位置を整える。レジストローラ24は、画像形成ユニット3がトナー像をシートSに転写するタイミングに応じてシートSを搬送する。
画像形成ユニット3は、複数の画像形成部25と、レーザ走査ユニット26と、中間転写ベルト27と、転写部28と、定着装置30と、を備える。
画像形成部25は、感光体ドラム25dを備える。画像形成部25は、スキャナ部2または外部からの画像情報に応じたトナー像を感光体ドラム25dに形成する。複数の画像形成部25Y,25M,25C,25Kは、それぞれイエロー、マゼンタ、シアン、ブラックのトナーによるトナー像を形成する。
転写部28は、中間転写ベルト27上に1次転写されたトナー像を2次転写位置においてシートSの表面上に転写する。
定着装置30は、シートSに転写されたトナー像を加熱及び加圧して、トナー像をシートSに定着させる。定着装置30の詳細は後述される。
排紙トレイ7は、画像が形成されて排出されたシートSを載置する。
コントロールパネル8は、複数のボタンを備える。コントロールパネル8は、ユーザの操作を受け付ける。コントロールパネル8は、ユーザによって行われた操作に応じた信号を、画像形成装置100の制御部6に出力する。なお、ディスプレイ1とコントロールパネル8とは一体のタッチパネルとして構成されてもよい。
制御部6は、画像形成装置100の各部の制御を行う。制御部6の詳細は後述される。
補助記憶装置93は、磁気ハードディスク装置や半導体記憶装置などの記憶装置を用いて構成される。補助記憶装置93は、画像形成装置100に関する各種情報を記憶する。
通信部90は、自装置を外部装置に接続するための通信インタフェースを含んで構成される。通信部90は、通信インタフェースを介して外部装置と通信する。
図3は、第1の実施形態の加熱装置の正面断面図である。第1の実施形態の加熱装置は、定着装置30である。定着装置30は、加圧ローラ30pと、フィルムユニット30hと、を備える。
このように、加圧ローラ30pは、筒状フィルム35に表面を押圧可能であって回転駆動可能である。
離型層(不図示)は、PFA(テトラフルオロエチレン・パーフルオロアルキルビニルエーテル共重合体)などの樹脂材料で形成される。離型層は、弾性層33の外周面上に形成される。
加圧ローラ30pの外周面の硬度は、ASKER−C硬度計で9.8Nの荷重において、40°〜70°であることが望ましい。これにより、ニップNの面積と加圧ローラ30pの耐久性が確保される。
図5に示されるように、発熱体セット45は、y方向に並んで配置された、第1端部発熱体45b1と、中央部発熱体45aと、第2端部発熱体45b2と、を備える。中央部発熱体45aは、発熱体セット45のy方向の中央部に配置される。中央部発熱体45aは、y方向に並んで配置される複数の小発熱体を組み合わせて構成されてもよい。第1端部発熱体45b1は、中央部発熱体45aの+y方向であって、発熱体セット45の+y方向の端部に配置される。第2端部発熱体45b2は、中央部発熱体45aの−y方向であって、発熱体セット45の−y方向の端部に配置される。中央部発熱体45aと第1端部発熱体45b1との境界線は、x方向と平行に配置されてもよく、x方向と交差して配置されてもよい。中央部発熱体45aと第2端部発熱体45b2との境界線についても同様である。
y方向の幅が小さいシートSは、定着装置30のy方向の中央部を通過する。この場合に制御部6は、中央部発熱体45aのみを発熱させる。一方で制御部6は、y方向の幅が大きいシートSの場合に、発熱体セット45の全体を発熱させる。そのため、中央部発熱体45aと、第1端部発熱体45b1及び第2端部発熱体45b2とは、相互に独立して発熱を制御される。また第1端部発熱体45b1及び第2端部発熱体45b2は、同様に発熱を制御される。
発熱体セット45のx方向の中心45cは、直線CL上に配置される。発熱体セット45は、全体がニップNの領域内に含まれて、ニップNの中心に配置される。これにより、ニップNの熱分布が均等になり、ニップNを通過するシートSが均等に加熱される。
図3に示されるように、ヒータユニット40は、筒状フィルム35の内側に配置される。筒状フィルム35の内周面には潤滑剤(不図示)が塗布されている。ヒータユニット40は、潤滑剤を介して筒状フィルム35の内周面に接触する。ヒータユニット40が発熱すると、潤滑剤の粘度が低下する。これにより、ヒータユニット40と筒状フィルム35との摺動性が確保される。
このように、筒状フィルム35は、一方の面でヒータユニット40に接触しながらヒータユニット40の表面を摺動する帯状の薄膜である。
サーモスタット68は、ヒータ温度計62と同様に配置される。サーモスタット68は、後述される電気回路に組み込まれる。サーモスタット68は、伝熱部材49を介して検知したヒータユニット40の温度が所定温度を超えた場合に、発熱体セット45への通電を遮断する。
複数のサーモスタット68(68a,68b)についても、上述した複数のヒータ温度計62と同様に配置される。
中央部発熱体45aの温度が異常に上昇すると、中央部サーモスタット68aの検知温度が所定温度を超える。このとき中央部サーモスタット68aは、電源95から発熱体セット45の全体への通電を遮断する。
第1ヒータ温度は、例えば40℃であってもよい。フィルム温度は、例えば40℃であってもよい。
以下、後処理通電方式によって発熱体セット45が通電されるように、制御部6が中央部トライアック96a及び端部トライアック96bを制御することを後処理という。
以下、前処理期間が終了してから後処理の実行が終了するまで期間を後処理期間という。
制御部6は、後処理において、フィルム温度計64が測定した温度に基づいて、中央部トライアック96a及び端部トライアック96bを制御する。制御部6は、例えば、フィルム温度計64が測定した温度が予め定められた所定の温度を維持するように、中央部トライアック96a及び端部トライアック96bを制御する。
制御部6は、前処理期間が開始されたか否かを判定する(ACT101)。具体的には、制御部6は、前処理開始条件が満たされたか否かを判定する。前処理期間が開始された場合(ACT101:YES)、制御部6は、前処理期間に発熱体セット45に通電するか否かを判定する(ACT102)。具体的には、制御部6は、前処理実行条件が満たされるか否かを判定する。
ACT102において、前処理実行条件が満たされる場合(ACT102:YES)、制御部6は、ヒータ温度計62及びフィルム温度計64が測定した温度に基づき前処理通電方式を決定する(ACT103)。
ACT103の次に、制御部6は、ACT103において決定した前処理通電方式によって発熱体セット45が通電されるように中央部トライアック96a及び端部トライアック96bを制御する(ACT104)。
制御部6は、前処理期間が終了したか否かを判定する(ACT105)。具体的には、制御部6は、前処理終了条件が満たされたか否かを判定する。前処理終了条件が満たされた場合(ACT105:YES)、制御部6は、後処理の実行を開始する(ACT106)。
一方、ACT105の処理において、前処理終了条件が満たされない場合(ACT105:NO)、ACT105の処理に戻る。
一方、ACT102において、前処理実行条件が満たされない場合(ACT102:NO)、制御部6は、ACT106の処理を実行する。
一方、ACT101の処理において、前処理期間が開始されない場合(ACT101:NO)、ACT101の処理に戻る。
第1通電方式は、デューティ比が第1のデューティ比であって、電流が印加される期間が第1の期間である通電方式である。
第1通電方式は、例えば、第1のデューティ比が70%であって、電流が印加される第1の期間が0.5msの通電方式である。
ヒータ温度計62が測定した温度の全てが第1ヒータ温度範囲内にある場合(ACT204:YES)、制御部6は、前処理通電方式を第2通電方式に決定する(ACT205)。
第2通電方式は、デューティ比が第2のデューティ比であって、電流が印加される期間が第2の期間である通電方式である。前処理期間中に第2通電方式によって発熱体セット45に供給される電力は、前処理期間中に第1通電方式によって発熱体セット45に供給される電力よりも少ない電力である。
例えば、前処理期間中に第2通電方式によって発熱体セット45に供給される電力は、前処理期間中に第1通電方式によって発熱体セット45に供給される電力の5/7であってもよい。
第1のデューティ比が70%であって第1の期間が0.5msである場合、例えば、第2のデューティ比は50%であって第2の期間は0.5msであってもよい。
第3通電方式は、デューティ比が第3のデューティ比であって、電流が印加される期間が第3の期間である通電方式である。前処理期間中に第3通電方式によって発熱体セット45に供給される電力は、前処理期間中に第2通電方式によって発熱体セット45に供給される電力よりも少ない電力である。
例えば、前処理期間中に第3通電方式によって発熱体セット45に供給される電力は、前処理期間中に第2通電方式によって発熱体セット45に供給される電力の3/5であってもよい。
第1のデューティ比が70%であって第1の期間が0.5msである場合、例えば、第3のデューティ比は30%であって第3の期間は0.5msであってもよい。
図10の横軸は、発熱体セット45の温度を表す。図10の縦軸は、トルクを表す。
図10は、発熱体セット45の温度が高いほどトルクが下がることを示す。
図11は、第2の実施形態の画像形成装置100aのハードウェア構成の一例を示す図である。
画像形成装置100aは、制御部6に代えて制御部6aを備える点で、画像形成装置100と異なる。
以下、説明の簡単のため、画像形成装置100と同様の機能を有するものについては、図1〜図7と同じ符号を付すことで説明を省略する。
以下、説明の簡単のため、制御部6が実行する処理と同様の処理については、図8及び図9と同様の符号を付すことで説明を省略する。
ヒータ温度計62が測定した温度の全てが第1ヒータ温度範囲内にある場合(ACT204:YES)、制御部6aは、ACT205の処理を実行する(ACT205)。
以下、前処理期間中に第1通電方式によって発熱体セット45に供給される電力を第1電力という。以下、前処理期間中に第1通電方式によって発熱体セット45に供給される電力を第2電力という。以下、前処理期間中に第3通電方式によって発熱体セット45に供給される電力を第3電力という。
第1の期間、第2の期間及び第3の期間は、必ずしも、同じでなくてもよい。第1の期間に対する第2の期間の比は、第1の比に対する第2の比に等しければどのような値であってもよい。第1の比は、第1のデューティ比に対する第1電力の比である。第2の比は、第2のデューティ比に対する第2電力の比である。
第3の期間に対する第3の期間の比は、第1の比に対する第3の比に等しければどのような値であってもよい。第3の比は、第3のデューティ比に対する第3電力の比である。
環境温度計65は、定着装置30の近傍であればどのような位置に取り付けられてもよい。定着装置30の近傍とは、定着装置30が位置する空間の温度を環境温度計65が測定可能な位置である。環境温度計65は、例えば、図13に示すように、フィルムユニット30hの外側に位置するハウジング10に取り付けられてもよい。
図14は、変形例におけるなす角θを示す図である。図14は、接触先の筒状フィルム35の内面に垂直な直線Lfと直線CLとのなす角θが45deg以上であることを示す。
図15は、横軸が時間を表す。図15は縦軸が温度を表す。図15は、なす角θが大きくなるほどフィルム温度計64が測定する温度の時間変化が緩やかになることを示す。図15は、なす角θが45deg以上であるフィルム温度計64が測定する温度の時間変化が、発熱体セット45の温度の時間変化と同程度であることを示す。そのため、図15は、なす角θが45deg以上の画像形成装置100は、なす角θが45deg未満の画像形成装置100よりも効率よくトルクアップの発生を抑制することができる、ことを示す。
複数のヒータ温度計62は、2個のヒータ温度計(中央部ヒータ温度計62a、端部ヒータ温度計62b)を備える。これに対して、複数のヒータ温度計62の個数は、3個以上でもよい。
複数のサーモスタット68は、2個のサーモスタット(中央部サーモスタット68a、端部サーモスタット68b)を備える。これに対して、複数のサーモスタット68の個数は、3個以上でもよい。
Claims (5)
- 熱を発する発熱体を備える発熱部と、一方の面で前記発熱部に潤滑剤を介して接触しながら前記発熱部の表面を摺動する帯状の薄膜である定着ベルトと、前記定着ベルトの他方の面に表面を押圧可能であって回転駆動可能である加圧ローラと、を備える定着装置と、
前記発熱体に電力を供給する電力供給装置と、
前記発熱体の温度を測定する第1温度計と、
前記電力供給装置が前記発熱体に供給する電力と前記加圧ローラの動作とを制御する制御部と、
を備え、
前記制御部は、前記加圧ローラの回転を開始させる前の所定のタイミングに、前記第1温度計が測定した温度に応じた電力量が前記発熱体に供給されるように、電力供給装置を制御する、
画像形成装置。 - 前記定着ベルトの温度を測定する第2温度計、
をさらに備え、
前記制御部は、前記第1温度計が測定した温度にくわえて、さらに、前記第2温度計が測定した温度に基づいて、前記第1温度計及び前記第2温度計が測定した温度に応じた電力量が前記発熱体に供給されるように前記電力供給装置を制御する、
請求項1に記載の画像形成装置。 - 取り付け先の温度を測定する第3温度計、
をさらに備え、
前記制御部は、前記第3温度計が測定した温度に基づいて、前記発熱体に供給される前記電力量を補正する、
請求項2に記載の画像形成装置。 - 前記制御部は、前記加圧ローラが回転を開始した後は、前記第2温度計が測定した温度に基づいて、前記電力供給装置が前記発熱体に供給する電力を制御する、
請求項2から3のいずれか一項に記載の画像形成装置。 - 熱を発する発熱体を備える発熱部と、一方の面で前記発熱部に潤滑剤を介して接触しながら前記発熱部の表面を摺動する帯状の薄膜である定着ベルトと、前記定着ベルトの他方の面に表面を押圧可能であって回転駆動可能である加圧ローラと、を備える定着装置と、前記発熱体に電力を供給する電力供給装置と、前記発熱体の温度を測定する第1温度計と、前記電力供給装置が前記発熱体に供給する電力と前記加圧ローラの動作を制御する制御部と、を備える画像形成装置が行う画像形成方法であって、
前記発熱体に電力を供給する電力供給ステップと、
前記電力供給装置が前記発熱体に供給する電力と前記加圧ローラの動作とを制御する制御ステップと
前記発熱体の温度を測定する第1温度測定ステップと、
を有し、
前記制御ステップにおいて、前記制御部は、前記加圧ローラの回転を開始させる前の所定のタイミングに、前記第1温度計が測定した温度に応じた電力が前記発熱体に供給されるように、電力供給装置が供給する前記電力を制御する、
画像形成方法。
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