JP2021047466A - 定着装置および画像形成装置 - Google Patents
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Abstract
Description
記録媒体に形成された現像剤像を加熱領域ごとにそれぞれ加熱する複数の発熱体を有し、記録媒体に形成された現像剤像を、前記発熱体を用いて加熱することで記録媒体に定着させる定着装置であって、
前記加熱領域における現像剤像の単位面積当たりの現像剤量に基づいて、現像剤像を加熱するための前記発熱体の第1目標温度が設定され、前記発熱体の温度が前記第1目標温度に制御される定着装置において、
隣り合う2つの前記加熱領域に亘って、単位面積当たりの現像剤量が略同一である現像剤像が形成される場合であって、隣り合う2つの前記加熱領域に対する前記第1目標温度
の差が所定の範囲外である場合に、隣り合う2つの前記加熱領域に対する前記第1目標温度の差が所定の範囲内となるように、隣り合う2つの前記加熱領域のうち一方の加熱領域に対する前記第1目標温度が、前記第1目標温度よりも高い第2目標温度に補正されることを特徴とする。
記録媒体に現像剤像を形成する画像形成部と、
請求項1から13のいずれか1項に記載の定着装置と、
前記発熱体の温度を制御する制御部と、
を有することを特徴とする。
以下、図を用いて、本実施例に係るヒータ300(加熱体に対応する)および像加熱装置200(定着装置に対応する)について説明する。
<1.画像形成装置100の構成>
図1は、実施例1に係る画像形成装置100の概略図である。ビデオコントローラ120は、パーソナルコンピュータ等の外部装置から送信される画像情報及びプリント指示を受信して処理するものである。制御部113は、ビデオコントローラ120と接続されており、ビデオコントローラ120からの指示に応じて画像形成装置100を構成する各部
を制御するものである。
図2は、実施例1に係る像加熱装置200の概略図である。像加熱装置200は、エンドレスベルトとしての定着フィルム202と、定着フィルム202の内面に接触するヒータ300とを有する。また、像加熱装置200は、定着フィルム202を介してヒータ300と共に定着ニップ部Nを形成する加圧ローラ208(加圧部材に対応する)と、金属ステー204とを有する。
基層として厚み60μmのポリイミドと、弾性層として厚み300μmで熱伝導率1.6W/m・Kのシリコーンゴムと、離型層として厚み30μmのPFAとが用いられている。
図3は、実施例1に係るヒータ300の分解図である。具体的には、図3(A)は、図3(B)に示す搬送基準位置X付近におけるヒータ300の断面図である。ここで、搬送基準位置Xは、記録材Pを搬送する際の基準位置として定義する。また、本実施例では、記録材Pの中央部が、搬送基準位置Xを通過するように記録材Pが搬送される。
より、非通紙部における発熱抵抗体302の抵抗値が、通紙部における発熱抵抗体302の抵抗値よりも高くなり、非通紙部における発熱抵抗体302に電流が流れにくくなる。つまり、発熱抵抗体302にPTC特性を有した材料を用いることで、非通紙部において発熱抵抗体302が昇温することを抑えることができる。本実施例では、特開2014−59508号公報に開示される技術と同様に、発熱抵抗体302にPTC特性を有した材料を用いている。しかし、発熱抵抗体302に用いられる材料はPTC特性を有したものに限定されるものではない。発熱抵抗体302の温度上昇に伴い発熱抵抗体302の抵抗値が低下する特性(以下、NTC特性と呼ぶ)を有した材料や、発熱抵抗体302の温度変化に応じて発熱抵抗体302抵抗値が変化しない特性を有した材料を用いることも可能である。
図4は、実施例1に係るヒータ300を制御するための制御回路400の回路図を示す。交流電源401は画像形成装置100に接続される商用の交流電源である。ヒータ300に供給される電力の制御は、トライアック411〜トライアック417の通電/遮断により行われる。トライアック411〜417は、それぞれ、CPU420からのFUSER1〜FUSER7信号に従って動作される。なお、トライアック411〜417の駆動回路は省略して示してある。
ー430の1次側接点はOFF状態になる。同様に、RLON信号がHigh状態になると、トランジスタ443がON状態になり、電源電圧Vccからリレー440の2次側コイルに通電されることで、リレー440の1次側接点はON状態になる。RLON信号がLow状態になると、トランジスタ443がOFF状態になり、電源電圧Vccからリレー440の2次側コイルに流れる電流が遮断されることで、リレー440の1次側接点はOFF状態になる。
本実施例に係る画像形成装置100では、ホストコンピュータ等の外部装置(不図示)から送られる画像データ(画像情報)に応じて、ヒータ300における7つの発熱ブロックHB1〜HB7への電力供給が制御される。ここで、図5は、本実施例に係る記録材Pについて、記録材Pの長手方向に分割された7つの加熱領域A1〜A7を示す図である。なお、本実施例では、記録材Pは、LETTERサイズの用紙となっている。
00において、記録材Pに形成される画像の画素数は600dpiであり、ビデオコントローラ120は、その画素数に応じたビットマップデータ(CMYK各色の画像濃度データ)を作成する。
熱温度PTを設定して終了となる。以上のフローが加熱領域A1〜A7について行われ、それぞれの加熱領域A1〜A7に対して、画像加熱部PRiについてはそれぞれのトナー量換算最大値DMAX(i)に対応する予定加熱温度FTiが設定される。また、非画像加熱部PPについては予定加熱温度PTが設定される。
加熱量を制御温度TGT(PRi)とし、非画像加熱部PPにおける補正加熱量を制御温度TGT(PP)とする。なお、全ての例において、全ての非画像加熱部PPに対する制御温度TGT(PP)は120℃(=前述の予定加熱温度PT)であるものとする。
・従来例1−1 : 図9に示した予定加熱温度FTiを、そのまま、各加熱領域A1〜A7の画像加熱部PRiにおける制御温度TGT(PRi)とする構成。
・従来例1−2 : 図9に示した予定加熱温度FTiの中で最も高温な値を最高予定加熱温度FTmaxとし、全ての加熱領域A1〜A7の画像加熱部PRiにおける制御温度TGT(PRi)を最高予定加熱温度FTmaxとする構成。
・実施例1 : 図9に示した予定加熱温度FTiにおいて、隣り合う2つの画像加熱部PRiおよび画像加熱部PRi+1に対する予定加熱温度FTiと予定加熱温度FTi+1とを比較する。予定加熱温度FTiと予定加熱温度FTi+1との差が規定値以内となるように、低い値の方の予定加熱温度FTを、高い方の予定加熱温度FT値に近づけるように補正し、各画像加熱部PRiの加熱に用いられる制御温度TGT(PRi)を決定する構成。
における画像加熱部PRiが認識される。図8の画像がプリントされる場合には、画像加熱部PR1、PR2、PR3、PR4、PR5、PR6が認識される。
GTと、画像加熱部PR5における制御温度TGTとの差が12℃となっている。また、画像加熱部PR5における制御温度TGTと、画像加熱部PR6における制御温度TGTとの差が−12℃となっている。つまり、従来例1−1では、隣り合う画像加熱部PRiおける制御温度TGTの差が±5℃の範囲から大きく外れている。この結果、上記2か所の画像加熱部PRの境界(画像加熱部PR4と画像加熱部PR5との境界と、画像加熱部PR5と画像加熱部PR6との境界)では、図8の画像P4の光沢度に顕著な段差が生じてしまう。
次に、実施例2について説明する。ここで、実施例2に係る画像形成装置100と、像加熱装置200と、ヒータ300と、ヒータ300を制御する回路の構成についての説明は、実施例1の構成と同様であるため省略する。また、実施例1では、加熱領域A毎に、ヒータ300を加熱する制御方法が異なっている。従って、実施例1では、プリント動作を続けていくと、加熱領域A毎に像加熱装置200の暖まり具合に差が生じてくる(例えば、加熱領域A毎に加圧ローラ208の温度が変わってくる)。
熱カウンタが設けられている。各加熱領域Aに対する蓄熱カウンタは、その加熱領域Aに対する加熱動作や記録材Pの通紙状況に応じて、規定の方法に従い各加熱領域Aの蓄熱量をカウントする。ここで、蓄熱カウンタのカウント値をCTとすると、実施例2ではCTは下記の(式1)で表わされる。
CT=(TC×LC)+(WUC+INC+PC)−(RMC+DC)・・・(式1)
蓄熱カウント値CTの推移を示す図である。図15において、LM1〜LM5は、図14に示した蓄熱カウント値CTと、制御温度TGT(PRi)に対する補正値との関係についての補正値の区切りを示している。
次に、実施例3について説明する。ここで、実施例3において、画像形成装置100と、像加熱装置200と、ヒータ300と、ヒータ300を制御する回路の構成についての
説明は、実施例1及び実施例2と同様であるため省略する。本実施例では、記録材Pの短手方向(記録材Pの搬送方向と直交する方向)に加熱領域Aが複数設けられており、画像情報に応じて、それぞれの加熱領域Aにおける画像加熱部PRが加熱される。実施例1及び実施例2において扱った画像パターンは、記録材Pの搬送方向において、複数の画像がひと固まりになっており(図8における画像P1とP3、P2とP3、及びP4とP5)、各加熱領域Aにおける画像加熱部PRは1つであった。一方、実施例3では、記録材Pの搬送方向において、複数の画像がひと固まりになっていない画像パターンの加熱方法について述べる。
、画像1と画像2とを1つの画像加熱部PRに含めることにしている。
扱うかが切り替わる。これにより、従来に比べて画像形成装置において高い省電力効果を得ることが可能となった。
定着ニップ部でトナー画像が形成された記録材を加熱するヒータであって、前記定着ニップ部の第1領域を加熱する第1発熱体と、記録材の搬送方向に対して直交する前記ヒータの長手方向において前記第1領域の隣の第2領域を加熱する第2発熱体と、を有するヒータと、
前記第1発熱体と前記第2発熱体が夫々目標温度を維持するように前記第1発熱体に供給する電力と前記第2発熱体に供給する電力を夫々独立に制御する制御部と、
を有し、
前記制御部は、前記第1領域を通過するトナー画像の濃度に応じて前記第1発熱体の目標温度を、前記第2領域を通過するトナー画像の濃度に応じて前記第2発熱体の目標温度を、夫々設定し、
前記ヒータの熱でトナー画像を記録材に定着する定着装置において、
前記第1領域を通過する第1画像部分と前記第2領域を通過する第2画像部分を有する前記濃度が一定の第1トナー画像、及び前記第1領域を通過する第3画像部分の濃度が前記第1トナー画像よりも高い第2トナー画像、が形成されている一枚の記録材が前記定着ニップ部を通過する時、前記第1発熱体の目標温度と前記第2発熱体の目標温度の差が所定の範囲に収まるように、前記第1発熱体の目標温度と前記第2発熱体の目標温度の少なくとも一方が補正されることを特徴とする。
Claims (1)
- 記録媒体に形成された現像剤像を加熱領域ごとにそれぞれ加熱する複数の発熱体を有し、記録媒体に形成された現像剤像を、前記発熱体を用いて加熱することで記録媒体に定着させる定着装置であって、
前記加熱領域における現像剤像の単位面積当たりの現像剤量に基づいて、現像剤像を加熱するための前記発熱体の第1目標温度が設定され、前記発熱体の温度が前記第1目標温度に制御される定着装置において、
隣り合う2つの前記加熱領域に亘って、単位面積当たりの現像剤量が略同一である現像剤像が形成される場合であって、隣り合う2つの前記加熱領域に対する前記第1目標温度の差が所定の範囲外である場合に、隣り合う2つの前記加熱領域に対する前記第1目標温度の差が所定の範囲内となるように、隣り合う2つの前記加熱領域のうち一方の加熱領域に対する前記第1目標温度が、前記第1目標温度よりも高い第2目標温度に補正されることを特徴とする定着装置。
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