JP2022127454A - 画像形成装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】第2ヒータの加熱による定着器の蓄熱量に応じた制御を行うことができる画像形成装置を提供する。【解決手段】画像形成装置の定着器8は、加熱ローラ81と、加熱ローラ81の中央領域811を強く加熱する第1ヒータ83と、加熱ローラ81の端部領域812を強く加熱する第2ヒータ84と、中央領域811の温度を検出するための第1温度センサ85と、端部領域812の温度を検出するための第2温度センサ86とを備える。画像形成装置の制御部は、第1温度センサ85が検出した第1検出温度が中央領域811の目標温度となるように第1ヒータ83の出力を制御するとともに、第2温度センサ86が検出した第2検出温度が端部領域812の目標温度となるように第2ヒータ84の出力を制御する。制御部は、第2ヒータ84の加熱による定着器8の蓄熱量に応じて、シートSの供給を開始するタイミング、または、端部領域812の目標温度を変更する。【選択図】図3
Description
本発明は、シートにトナー像を定着する定着器を有する画像形成装置に関する。
従来、画像形成装置として、加熱ローラと、シートの幅方向における加熱ローラの中央領域を強く加熱する第1ヒータと、シートの幅方向における加熱ローラの端部領域を強く加熱する第2ヒータと、加熱ローラの中央領域の温度を検出するための第1温度センサと、加熱ローラの端部領域の温度を検出するための第2温度センサと、制御部とを備えるものが知られている(特許文献1)。この技術では、制御部は、第1温度センサでの検出温度が中央領域の目標温度になるように第1ヒータを制御するとともに、第2温度センサでの検出温度が端部領域の目標温度になるように第2ヒータを制御する。
ところで、画像形成装置においては、シートが定着器に供給されたときに必要以上に加熱されないことが望ましい。例えば、画像形成装置で使用可能なシートの種類によっては、定着器に供給されたときに必要以上に加熱されることで問題が発生する可能性がある。一例として、シートが表面に樹脂のコート層を有する紙の場合、定着器に供給されたときに必要以上に加熱されると、紙から発生する水蒸気によってコート層が変形してしまう可能性がある。このような問題を解決するため、本願発明者等は、第2ヒータの加熱による定着器の蓄熱量に応じた制御を行うことが有効であることを見出した。
本発明は、以上の背景に鑑みてなされたものであり、第2ヒータの加熱による定着器の蓄熱量に応じた制御を行う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。
前記した目的を達成するための画像形成装置は、シートに画像を形成する画像形成部であって、シートにトナー像を定着する定着器を有する画像形成部と、画像形成部にシートを供給するシート供給部と、制御部と、を備える。
定着器は、シートを加熱する加熱ローラと、シートの搬送方向に直交する幅方向における、加熱ローラの中央部を含む中央領域を、加熱ローラの、中央領域よりも幅方向の外側に位置する端部領域よりも強く加熱する第1ヒータと、端部領域を中央領域よりも強く加熱する第2ヒータと、中央領域の温度を検出するための第1温度センサと、端部領域の温度を検出するための第2温度センサと、を備える。
制御部は、第1温度センサが検出した第1検出温度が中央領域の目標温度となるように第1ヒータの出力を制御するとともに、第2温度センサが検出した第2検出温度が端部領域の目標温度となるように第2ヒータの出力を制御する。
制御部は、第2ヒータの加熱による定着器の蓄熱量に応じて、シートの供給を開始するタイミング、または、端部領域の目標温度、を変更する。
定着器は、シートを加熱する加熱ローラと、シートの搬送方向に直交する幅方向における、加熱ローラの中央部を含む中央領域を、加熱ローラの、中央領域よりも幅方向の外側に位置する端部領域よりも強く加熱する第1ヒータと、端部領域を中央領域よりも強く加熱する第2ヒータと、中央領域の温度を検出するための第1温度センサと、端部領域の温度を検出するための第2温度センサと、を備える。
制御部は、第1温度センサが検出した第1検出温度が中央領域の目標温度となるように第1ヒータの出力を制御するとともに、第2温度センサが検出した第2検出温度が端部領域の目標温度となるように第2ヒータの出力を制御する。
制御部は、第2ヒータの加熱による定着器の蓄熱量に応じて、シートの供給を開始するタイミング、または、端部領域の目標温度、を変更する。
このような構成によれば、第2ヒータの加熱による定着器の蓄熱量に応じて、シートの供給を開始するタイミング、または、端部領域の目標温度、を変更するので、第2ヒータの加熱による定着器の蓄熱量に応じた制御を行うことができる。
前記した画像形成装置において、制御部は、第1の種類のシートへの画像の形成を開始する場合において、蓄熱量が所定量未満である場合、第1検出温度が、第1の種類のシートにトナー像を定着するときの中央領域の目標温度である第1目標温度よりも低い第1閾値温度以上になったことを条件としてシートの供給を開始し、蓄熱量が所定量以上である場合、第2検出温度が、第1の種類のシートにトナー像を定着するときの端部領域の目標温度である第2目標温度以下の第2閾値温度以下になったことを条件としてシートの供給を開始する構成とすることができる。
これによれば、第1の種類のシートへの画像の形成を開始する場合において、定着器の蓄熱量が所定量以上である場合、第2検出温度を第2閾値温度になるまで下げてからシートの供給を開始することができる。これにより、シートが定着器に供給されたときに必要以上に加熱されるのを抑制することができる。
前記した画像形成装置において、制御部は、シートの供給を開始する前に端部領域の目標温度を第2目標温度よりも低い第3目標温度に設定する構成とすることができる。
これによれば、シートの供給を開始する前の加熱ローラの端部領域の温度の上昇を抑制することができる。これにより、定着器の蓄熱量が所定量以上である場合には、第2検出温度を第2閾値温度になるまで早く下げることができる。また、定着器の蓄熱量が所定量未満である場合には、端部領域の温度が急激に上がるのを抑制して、端部領域の温度が上がりすぎるのを抑制することができる。
前記した画像形成装置において、制御部は、蓄熱量が所定量以上である場合において、加熱ローラの回転を開始してから第2検出温度が第2閾値温度以下になったという条件が成立した場合、第2検出温度が第2閾値温度になってから第1時間が経過したときにシートの供給を開始する構成とすることができる。
前記した画像形成装置において、制御部は、蓄熱量が所定量未満である場合において、加熱ローラの回転を開始してから第2時間が経過するまでの間に第1検出温度が第1閾値温度以上になったという条件が成立した場合、第2時間が経過したときにシートの供給を開始する構成とすることができる。
前記した画像形成装置において、第1の種類のシートは、一例として、表面にコート層を有する紙である。
これによれば、第1の種類のシートが定着器に供給されたときに必要以上に加熱されるのを抑制できることで、紙から水蒸気が発生するのを抑制することができる。これにより、発生した水蒸気でコート層が変形するのを抑制することができる。
前記した画像形成装置において、制御部は、第1の種類のシートとは異なる第2の種類のシートへの画像の形成を開始する場合、第1検出温度が、第2の種類のシートにトナー像を定着するときの中央領域の目標温度である第4目標温度よりも低い第3閾値温度以上になったことを条件としてシートの供給を開始する構成とすることができる。
前記した画像形成装置において、制御部は、第2の種類のシートへの画像の形成を開始する場合において、加熱ローラの回転を開始してから第3時間が経過するまでの間に第1検出温度が第3閾値温度以上になったという条件が成立した場合、第3時間が経過したときにシートの供給を開始する構成とすることができる。
前記した画像形成装置において、第1目標温度は、第4目標温度よりも低く、第2目標温度は、第2の種類のシートにトナー像を定着するときの端部領域の目標温度よりも低いことが望ましい。
これによれば、第1の種類のシートへの画像の形成を開始する場合において、定着器の蓄熱量が所定量未満である場合も、シートにトナー像を定着するときの目標温度が低いことで、シートが定着器に供給されたときに必要以上に加熱されるのを抑制することができる。
前記した画像形成装置において、第2の種類のシートは、一例として、表面にコート層を有しない紙である。
前記した画像形成装置において、第2温度センサは、幅方向において、第2ヒータの幅方向における出力のピーク位置とは異なる位置に位置し、制御部は、シートへの画像の形成を開始する場合において、蓄熱量が所定量未満である場合、端部領域の目標温度を、蓄熱量が所定量以上である場合よりも低い温度に設定する構成とすることができる。
これによれば、シートへの画像の形成を開始する場合において、第2ヒータの加熱による定着器の蓄熱量が所定量未満である場合、端部領域の目標温度を低くするので、端部領域のうち、第2ヒータの出力のピーク位置付近の温度が高くなるのを抑制することができる。これにより、シートが定着器に供給されたときに必要以上に加熱されるのを抑制することができる。
前記した画像形成装置において、制御部は、シートへの画像の形成を開始する場合において、蓄熱量が所定量未満である場合、端部領域の目標温度を、シートにトナー像を定着するときの温度である第1端部目標温度よりも低い第2端部目標温度に設定し、その後、所定の条件が満たされたときに、端部領域の目標温度を、第1端部目標温度に設定する構成とすることができる。
これによれば、シートへの画像の形成を開始する場合において、第2ヒータによる定着器の蓄熱量が所定量未満である場合、端部領域の目標温度を、シートにトナー像を定着するときの目標温度よりも低くするので、端部領域のうち、幅方向において、第2ヒータの出力のピーク位置付近の温度が高くなるのをより抑制することができる。
前記した画像形成装置において、制御部は、加熱ローラの回転を開始してから第4時間が経過したときにシートの供給を開始する構成とすることができる。
前記した画像形成装置において、制御部は、加熱ローラの回転を開始してから第4時間よりも短い第5時間が経過したときに所定の条件が満たされたと判定する構成とすることができる。
前記した画像形成装置において、加熱ローラは、幅方向のサイズが画像形成部で搬送可能な最大のサイズのシートが搬送されたときに当該最大のサイズのシートと接触する最大接触領域を有し、第2ヒータの幅方向における出力のピーク位置は、幅方向において、最大接触領域内に位置する構成とすることができる。
前記した画像形成装置において、加熱ローラは、幅方向のサイズが画像形成部で搬送可能な最小のサイズのシートが搬送されたときに当該最小のサイズのシートと接触する最小接触領域を有し、第2ヒータの幅方向における出力のピーク位置は、最小接触領域よりも幅方向の外側に位置する構成とすることができる。
前記した画像形成装置において、制御部は、第2ヒータの出力に比例するパラメータを単位時間ごとに累積し、パラメータの累積値が所定の閾値未満の場合に蓄熱量が所定量未満であると判定し、パラメータの累積値が閾値以上の場合に蓄熱量が所定量以上であると判定する構成とすることができる。
これによれば、第2ヒータの出力に比例するパラメータに基づいて第2ヒータの加熱による定着器の蓄熱量を判定するので、定着器の蓄熱量が所定量以上であるか否かを精度良く判定することができる。
前記した画像形成装置において、制御部は、第2検出温度が所定温度以上となった場合にパラメータの累積を開始する構成とすることができる。
前記した画像形成装置において、制御部は、第2検出温度が所定温度未満となった場合にパラメータの累積値をリセットする構成とすることができる。
前記した画像形成装置において、加熱ローラは、幅方向のサイズが画像形成部で搬送可能な最大のサイズのシートが搬送されたときに当該最大のサイズのシートと接触しない非接触領域を有し、第2温度センサは、非接触領域の温度を検出する構成とすることができる。
前記した画像形成装置において、第2温度センサは、加熱ローラに接触した状態で第2検出温度を検出する構成とすることができる。
これによれば、第2検出温度を精度良く検出することができる。
前記した画像形成装置において、加熱ローラは、幅方向のサイズが画像形成部で搬送可能な最小のサイズのシートが搬送されたときに当該最小のサイズのシートと接触する最小接触領域を有し、第1温度センサは、最小接触領域の温度を検出する構成とすることができる。
前記した画像形成装置において、第1温度センサは、加熱ローラに接触しない状態で第1検出温度を検出する構成とすることができる。
これによれば、加熱ローラの接触領域と第1温度センサとが互いに擦れ合うことなく、第1検出温度を検出することができる。
本発明によれば、第2ヒータの加熱による定着器の蓄熱量に応じた制御を行うことができる。
次に、第1実施形態について、適宜図面を参照しながら詳細に説明する。
図1に示すように、画像形成装置1は、シートSを搬送しながらシートSに画像を形成する装置である。画像形成装置1は、カラー画像を形成可能なカラープリンタであり、筐体2内に、シート供給部3と、画像形成部4と、レジ後センサ22と、制御部100とを備えている。筐体2は、上面に排出トレイ21を有している。
図1に示すように、画像形成装置1は、シートSを搬送しながらシートSに画像を形成する装置である。画像形成装置1は、カラー画像を形成可能なカラープリンタであり、筐体2内に、シート供給部3と、画像形成部4と、レジ後センサ22と、制御部100とを備えている。筐体2は、上面に排出トレイ21を有している。
シート供給部3は、画像形成部4にシートSを供給する機能を有している。シート供給部3は、複数のシートSを収容可能な供給トレイ31と、シート供給機構32とを備えている。シート供給機構32は、ピックアップローラ33と、分離ローラ34と、分離パッド35と、搬送ローラ36と、レジストレーションローラ37とを有している。
シート供給部3は、供給トレイ31内のシートSをピックアップローラ33によって送り出し、分離ローラ34と分離パッド35によって1枚ずつ分離し、搬送ローラ36によってレジストレーションローラ37に向けて搬送する。その後、シート供給部3は、レジストレーションローラ37によってシートSの先端の位置を揃えることでシートSの斜行を補正し、シートSを画像形成部4に供給する。
画像形成部4は、シートSに画像を形成する機能を有している。画像形成部4は、露光ユニット5と、感光ドラム61と、帯電器62と、現像カートリッジ63と、転写ユニット7と、定着器8とを有している。画像形成部4は、感光ドラム61、帯電器62および現像カートリッジ63を4つずつ備えている。
露光ユニット5は、図示しない複数の光源、ポリゴンミラー、レンズ、反射鏡などを備えている。露光ユニット5は、画像データに基づく光ビーム(一点鎖線参照)を出射して感光ドラム61の表面を露光することで、感光ドラム61の表面に静電潜像を形成する。
感光ドラム61は、導電性を有する円筒状のドラム本体の外周に感光層が形成された部材である。4つの感光ドラム61は、シートSの搬送方向に並んで配置されている。
帯電器62は、感光ドラム61の表面を帯電する機能を有している。帯電器62は、帯電ワイヤやグリッド電極などを有している。
現像カートリッジ63は、それぞれ、トナーを担持可能な現像ローラ64を有している。現像カートリッジ63内には、イエロー、マゼンタ、シアンまたはブラックのトナーが収容されている。
帯電器62は、感光ドラム61の表面を帯電する機能を有している。帯電器62は、帯電ワイヤやグリッド電極などを有している。
現像カートリッジ63は、それぞれ、トナーを担持可能な現像ローラ64を有している。現像カートリッジ63内には、イエロー、マゼンタ、シアンまたはブラックのトナーが収容されている。
転写ユニット7は、駆動ローラ71と、従動ローラ72と、搬送ベルト73と、4つの転写ローラ74とを備えている。搬送ベルト73は、無端状のベルトであり、駆動ローラ71と従動ローラ72との間に張設されている。転写ローラ74は、対応する感光ドラム61との間で搬送ベルト73を挟むように搬送ベルト73の内側に配置されている。
定着器8は、シートSにトナー像を定着する機能を有している。定着器8は、加熱ローラ81と、加圧ユニット82と、第1ヒータ83と、第2ヒータ84とを備えている。加熱ローラ81は、シートSを加熱するローラである。加圧ユニット82は、加熱ローラ81との間でシートSを挟むように配置され、加熱ローラ81との間でシートSに圧力を加える機能を有している。ヒータ83,84は、加熱ローラ81の内側に配置されている。ヒータ83,84は、例えば、ハロゲンヒータであり、通電された場合に発熱して加熱ローラ81を加熱する。定着器8の詳細については後述する。
画像形成部4は、感光ドラム61の表面を、帯電器62によって帯電させた後、露光ユニット5によって露光する。これにより、感光ドラム61の表面に画像データに基づく静電潜像が形成される。次に、画像形成部4は、感光ドラム61上に形成された静電潜像に現像ローラ64からトナーを供給する。これにより、感光ドラム61上にトナー像が形成される。
次に、画像形成部4は、シート供給部3から供給されたシートSを搬送ベルト73によって搬送しながら感光ドラム61と転写ローラ74との間を通過させることで、感光ドラム61上に形成されたトナー像をシートSに転写する。これにより、シートSにトナー像が形成される。
その後、画像形成部4は、トナー像が形成されたシートSを加熱ローラ81と加圧ユニット82との間で搬送することで、シートSにトナー像を定着する。これにより、シートSに画像が形成される。画像が形成されたシートSは、搬送ローラ91,92によって搬送され、排出ローラ93によって排出トレイ21に排出される。
レジ後センサ22は、シート供給部3から画像形成部4に向けて供給されるシートSを検知する機能を有している。レジ後センサ22は、シートSの搬送方向において、レジストレーションローラ37の下流に配置されている。詳しくは、レジ後センサ22は、シートSの搬送方向において、レジストレーションローラ37と最も上流に配置された感光ドラム61との間に配置されている。
レジ後センサ22としては、例えば、シートSが接触することで回動するレバーと、レバーの位置を検知する光センサとからなるセンサを用いることができる。レジ後センサ22は、シートSを検知しているときに検知信号を制御部100に出力し、シートSを検知していないときに非検知信号を制御部100に出力する。なお、検知信号と非検知信号は、どちらの電圧が高くても構わない。
次に、定着器8の詳細について説明する。
図2に示すように、加熱ローラ81は、金属からなる素管81Aと、素管81Aの外周に形成された弾性層81Bとを有している。言い換えると、加熱ローラ81は、外周に弾性層81Bを有している。弾性層81Bは、例えば、シリコンゴムなどのゴムからなり、弾性を有している。加熱ローラ81は、定着器8の図示しないフレームに回転可能に支持されており、回転駆動力が入力されたときに回転する。
図2に示すように、加熱ローラ81は、金属からなる素管81Aと、素管81Aの外周に形成された弾性層81Bとを有している。言い換えると、加熱ローラ81は、外周に弾性層81Bを有している。弾性層81Bは、例えば、シリコンゴムなどのゴムからなり、弾性を有している。加熱ローラ81は、定着器8の図示しないフレームに回転可能に支持されており、回転駆動力が入力されたときに回転する。
加圧ユニット82は、エンドレスベルト181と、第1弾性体182と、第2弾性体183と、支持部材184と、ベルトガイド185,186とを有している。
エンドレスベルト181は、加熱ローラ81との間でシートSを挟んで搬送するベルトであり、金属などからなる。
エンドレスベルト181は、加熱ローラ81との間でシートSを挟んで搬送するベルトであり、金属などからなる。
第1弾性体182および第2弾性体183は、加熱ローラ81との間でエンドレスベルト181を挟む部材である。第1弾性体182および第2弾性体183は、例えば、加熱ローラ81の弾性層81Bと同様に、シリコンゴムなどのゴムからなり、弾性を有している。第1弾性体182および第2弾性体183は、シートSの搬送方向に並んで配置されている。詳しくは、第2弾性体183は、シートSの搬送方向において、第1弾性体182の下流に配置されている。
第1弾性体182は、弾性層81Bよりも軟らかく、第2弾性体183は、弾性層81Bよりも硬い。言い換えると、加熱ローラ81の弾性層81Bは、第1弾性体182よりも硬く、第2弾性体183よりも軟らかい。これによれば、エンドレスベルト181を介して第2弾性体183を加熱ローラ81の弾性層81Bに食い込ませることができるので、加熱ローラ81と第2弾性体183との間でシートSの向きを変えて、シートSを加熱ローラ81から剥離させることができる。
支持部材184は、弾性体182,183を支持する部材である。第1弾性体182は、第1支持板182Aに固定され、第1支持板182Aを介して支持部材184に支持されている。また、第2弾性体183は、第2支持板183Aに固定され、第2支持板183Aを介して支持部材184に支持されている。
ベルトガイド185,186は、エンドレスベルト181を回転可能にガイドする部材である。エンドレスベルト181は、加熱ローラ81が回転駆動することで、加熱ローラ81に対して従動回転する。
図3(a)に示すように、定着器8は、加熱ローラ81、第1ヒータ83、第2ヒータ84のほかに、第1温度センサ85と、第2温度センサ86とをさらに備えている。
第1ヒータ83は、ガラス管83Aと、ガラス管83A内に設けられるフィラメント83Bとを有するハロゲンヒータである。フィラメント83Bは、シートSの幅方向の中央部が、シートSの幅方向の各端部に比べ、発熱部が集中している。これにより、第1ヒータ83は、加熱ローラ81の中央領域811を端部領域812よりも強く加熱する。図3(b)に破線で示すように、第1ヒータ83の出力は、幅方向の中央部が最も高くなり、幅方向の両端に向かうにつれて徐々に低くなる分布となっている。
ここで、シートSの幅方向は、画像形成部4におけるシートSの搬送方向に直交する方向である。以下では、シートSの幅方向を単に「幅方向」ともいう。また、加熱ローラ81の中央領域811は、幅方向における加熱ローラ81の中央部を含む領域である。また、加熱ローラ81の端部領域812は、加熱ローラ81の、中央領域811よりも幅方向の外側に位置する領域である。加熱ローラ81は、端部領域812として、加熱ローラ81の一方の端縁81Dと中央領域811との間の領域である第1端部領域812Aと、加熱ローラ81の他方の端縁81Eと中央領域811との間の領域である第2端部領域812Bとを有している。
本実施形態では、中央領域811と、端部領域812(812A,812B)との境界は、図3(b)に破線で示す第1ヒータ83の最大出力に対する、実線で示す第2ヒータ84の最大出力の大小関係が反転する位置X1,X2とする。ここで、ヒータの最大出力とは、ヒータに最大の通電デューティ比(100%)で電力を供給したときの出力をいう。
第2ヒータ84は、ガラス管84Aと、ガラス管84A内に設けられるフィラメント84Bとを有するハロゲンヒータである。フィラメント84Bは、幅方向の各端部が、幅方向の中央部に比べ、発熱部が集中している。これにより、第2ヒータ84は、加熱ローラ81の端部領域812を中央領域811よりも強く加熱する。図3(b)に実線で示すように、第2ヒータ84の出力は、幅方向の両端部が中央部よりも高い分布となっている。
定着器8では、第1ヒータ83の出力が最大となる範囲(ピーク位置)と、第2ヒータ84の出力が最大となる範囲(ピーク位置P1,P2)が、幅方向に重ならないように設定されている。
第1ヒータ83の幅方向における出力のピーク位置は、幅方向において、最大接触領域A1内に位置している。詳しくは、第1ヒータ83の幅方向における出力のピーク位置は、幅方向において、最小接触領域A2内に位置している。第2ヒータ84の幅方向における出力のピーク位置P1,P2は、幅方向において、最大接触領域A1内に位置している。
ここで、加熱ローラ81は、最大接触領域A1と、最小接触領域A2と、非接触領域A3とを有している。最大接触領域A1は、幅方向のサイズが画像形成部4で搬送可能な最大のサイズのシートSmaxが搬送されたときに当該最大のサイズのシートSmaxと接触する領域である。最大接触領域A1は、中央領域811と、端部領域812の、幅方向における外側の端部を除いた部分である。
また、最小接触領域A2は、幅方向のサイズが画像形成部4で搬送可能な最小のサイズのシートSminが搬送されたときに当該最小のサイズのシートSminと接触する領域である。最小接触領域A2は、中央領域811の幅方向における中央部を含む。また、非接触領域A3は、幅方向のサイズが画像形成部4で搬送可能な最大のサイズのシートSmaxが搬送されたときに当該最大のサイズのシートSmaxと接触しない領域である。非接触領域A3は、端部領域812の幅方向における外側の端部である。
第2ヒータ84の幅方向における出力のピーク位置P1,P2は、最小接触領域A2よりも幅方向の外側に位置している。また、第2ヒータ84の出力のピーク位置P1,P2は、非接触領域A3よりも幅方向の内側に位置している。すなわち、第2ヒータ84の出力のピーク位置P1,P2は、幅方向において、最小接触領域A2と非接触領域A3の間に位置している。
各ヒータ83,84は、配光の仕様が規定されたものであり、その仕様は所定の検出方法によって定められている。各ヒータ83,84の出力(配光)の検出方法としては、例えば、ヒータの光を検出する光センサをヒータから所定距離だけ離して配置し、その光量を検出する方法が挙げられる。所定距離は、ヒータから加熱ローラ81の内周面までの距離である。
第1温度センサ85は、中央領域811の温度を検出するためのセンサである。詳しくは、第1温度センサ85は、中央領域811のうちの最小接触領域A2の温度を検出する。第1温度センサ85が検出した第1検出温度TD1は、制御部100に出力される。
第1温度センサ85は、加熱ローラ81の幅方向における中心(搬送中心SC)に対して第1端部領域812A側にずれた位置に位置している。第1温度センサ85は、加熱ローラ81に接触しない状態で第1検出温度TD1を検出する。詳しくは、第1温度センサ85は、加熱ローラ81の外周面から間隔を空けて配置されている。第1温度センサ85としては、例えば、非接触式のサーミスタを用いることができる。なお、本実施形態において、画像形成装置1は、定着器8でシートSを搬送するとき、幅方向における加熱ローラ81の中心を搬送中心SCとしてシートSを搬送する。
第2温度センサ86は、端部領域812の温度を検出するためのセンサである。詳しくは、第2温度センサ86は、端部領域812のうち、第1端部領域812Aの温度を検出する。より詳しくは、第2温度センサ86は、第1端部領域812Aのうちの非接触領域A3の温度を検出する。第2温度センサ86が検出した第2検出温度TD2は、制御部100に出力される。
第2温度センサ86は、幅方向において、第2ヒータ84の幅方向における出力のピーク位置P1,P2とは異なる位置に位置している。詳しくは、第2温度センサ86は、第2ヒータ84の出力のピーク位置P1よりも幅方向の外側に位置している。さらに言えば、第2温度センサ86は、最大接触領域A1よりも幅方向の外側に位置している。第2温度センサ86は、加熱ローラ81に接触した状態で第2検出温度TD2を検出する。第2温度センサ86としては、例えば、接触式のサーミスタを用いることができる。
制御部100(図1参照)は、CPU、RAM、ROM、入出力回路などを有しており、ROMなどに記憶されたプログラムやデータに基づいて各種演算処理を行うことによって、制御を実行する。
図4に示すように、制御部100は、加熱ローラ81の中央領域811の目標温度を所定の目標温度に設定した場合、第1温度センサ85が検出した第1検出温度TD1が、設定した中央領域811の目標温度(例えば、TT4)となるように第1ヒータ83への通電を制御することで、第1ヒータ83の出力を制御する。詳しくは、制御部100は、第1検出温度TD1と目標温度との差に基づいて、第1ヒータ83に通電する交流電圧の通電デューティ比を決定し、決定した通電デューティ比に基づいて第1ヒータ83への単位時間当たりの通電量を制御するフィードバック処理を行う。
また、制御部100は、加熱ローラ81の端部領域812の目標温度を所定の目標温度に設定した場合、第2温度センサ86が検出した第2検出温度TD2が、設定した端部領域812の目標温度(例えば、TT5)となるように第2ヒータ84への通電を制御することで、第2ヒータ84の出力を制御する。詳しくは、制御部100は、第2検出温度TD2と目標温度との差に基づいて、第2ヒータ84に通電する交流電圧の通電デューティ比を決定し、決定した通電デューティ比に基づいて第2ヒータ84への単位時間当たりの通電量を制御するフィードバック処理を行う。
通電デューティ比は、目標温度から検出温度を引いた値が大きいほど、100%に近づくように決定され、検出温度が目標温度より大きい場合、通電デューティ比は0%に決定される。
図5および図6に示すように、制御部100は、第1の種類のシートSにトナー像を定着するとき、加熱ローラ81の中央領域811の目標温度を第1目標温度TT1に設定し、端部領域812の目標温度を第2目標温度TT2に設定する。また、図4に示すように、制御部100は、第1の種類のシートSとは異なる第2の種類のシートSにトナー像を定着するとき、加熱ローラ81の中央領域811の目標温度を第4目標温度TT4に設定し、端部領域812の目標温度を第5目標温度TT5に設定する。
本実施形態において、第1の種類のシートSは、表面に樹脂などのコート層を有する紙であり、例えば、光沢紙などのようなコート紙である。また、第2の種類のシートSは、表面にコート層を有しない紙であり、例えば、普通紙である。制御部100による、シートSが、第1の種類のシートSであるか、第2の種類のシートSであるかの判定は、例えば、印刷開始の指令とともに受信するシートSの種類の情報に基づいて行うことができる。以下では、第1の種類のシートSを「シートS1」と表記し、第2の種類のシートSを「シートS2」と表記することがある。
本実施形態において、シートS1にトナー像を定着するときの第1目標温度TT1は、シートS2にトナー像を定着するときの第4目標温度TT4よりも低い温度であり、シートS1にトナー像を定着するときの第2目標温度TT2は、シートS2にトナー像を定着するときの第5目標温度TT5よりも低い温度である。なお、第1目標温度TT1と第2目標温度TT2は、同じ温度であってもよいし、異なる温度であってもよい。また、第4目標温度TT4と第5目標温度TT5は、同じ温度であってもよいし、異なる温度であってもよい。
図5および図6に示すように、制御部100は、コート紙などのシートS1への画像の形成を開始する場合において、供給トレイ31から画像形成部4へのシートS1の供給を開始する前に加熱ローラ81の端部領域812の目標温度を第3目標温度TT3に設定する。制御部100は、一例として、シートS1の供給を開始したとき(時刻t23,t33)に端部領域812の目標温度を第3目標温度TT3から、トナー像を定着するときの第2目標温度TT2に変更する。第3目標温度TT3は、第2目標温度TT2よりも低い温度である。
図4に示すように、制御部100は、普通紙などのシートS2への画像の形成を開始する場合、第1検出温度TD1が、第3閾値温度Tth3以上になったことを条件としてシートS2の供給を開始する。詳しくは、制御部100は、シートS2への画像の形成を開始する場合において、加熱ローラ81の回転を開始してから第3時間t3が経過するまでの間に第1検出温度TD1が第3閾値温度Tth3以上になったという条件が成立した場合、第3時間t3が経過したときにピックアップローラ33を回転させてシートS2の供給を開始する。
第3閾値温度Tth3は、シートS2にトナー像を定着するときの加熱ローラ81の中央領域811の目標温度である第4目標温度TT4よりも低い温度である。
制御部100は、第1検出温度TD1が、第1回転開始温度TS1以上になったときに加熱ローラ81の回転を開始する。第1回転開始温度TS1は、第4目標温度TT4よりも低い温度であり、かつ、第3閾値温度Tth3よりも低い温度である。
図5および図6に示すように、制御部100は、コート紙などのシートS1への画像の形成を開始する場合、第2ヒータ84の加熱による定着器8の蓄熱量に応じて、シートS1の供給を開始するタイミングを変更する。
具体的には、図5に示すように、制御部100は、コート紙などのシートS1への画像の形成を開始する場合において、定着器8の蓄熱量が所定量未満である場合、第1検出温度TD1が、第1閾値温度Tth1以上になったことを条件としてシートS1の供給を開始する。詳しくは、制御部100は、定着器8の蓄熱量が所定量未満である場合において、加熱ローラ81の回転を開始してから第2時間t2が経過するまでの間に第1検出温度TD1が第1閾値温度Tth1以上になったという条件が成立した場合、第2時間t2が経過したときにピックアップローラ33を回転させてシートS1の供給を開始する。
ここで、シートSへの画像の形成を開始する場合における、定着器8の蓄熱量が所定量未満である場合とは、例えば、加熱ローラ81が室温近くまで冷えている状態で、印刷開始の指令やシートSの種類の情報、画像データなどを含む印刷ジョブが入力されてシートSへの画像の形成を開始する場合である。
第1閾値温度Tth1は、シートS1にトナー像を定着するときの加熱ローラ81の中央領域811の目標温度である第1目標温度TT1よりも低い温度である。第2時間t2は、第3時間t3よりも長い時間である。
制御部100は、第1検出温度TD1が、第1回転開始温度TS1以上になったときに加熱ローラ81の回転を開始する。第1回転開始温度TS1は、第1閾値温度Tth1よりも低い温度である。
また、図6に示すように、制御部100は、コート紙などのシートS1への画像の形成を開始する場合において、定着器8の蓄熱量が所定量以上である場合、第2検出温度TD2が、第2閾値温度Tth2以下になったことを条件としてシートS1の供給を開始する。詳しくは、制御部100は、定着器8の蓄熱量が所定量以上である場合において、加熱ローラ81の回転を開始してから第2検出温度TD2が第2閾値温度Tth2以下になったという条件が成立した場合、第2検出温度TD2が第2閾値温度Tth2になってから第1時間t1が経過したときにピックアップローラ33を回転させてシートS1の供給を開始する。
ここで、シートSへの画像の形成を開始する場合における、定着器8の蓄熱量が所定量以上である場合とは、例えば、複数のシートSに連続して印刷を行った直後に、印刷ジョブが入力されてシートSへの画像の形成を開始する場合である。この場合、加熱ローラ81は、複数のシートSへの連続印刷が終了する直前の目標温度に近い温度となっている。場合によっては、連続印刷終了後、シートSに熱が奪われなくなることで、加熱ローラ81は、当該目標温度以上の温度となっていることもある。
第2閾値温度Tth2は、シートS1にトナー像を定着するときの加熱ローラ81の端部領域812の目標温度である第2目標温度TT2以下の温度である。本実施形態においては、第2閾値温度Tth2は、第2目標温度TT2よりも低い温度であり、シートS1の供給を開始する前の端部領域812の目標温度である第3目標温度TT3と同じ温度である。なお、第2閾値温度Tth2は、第3目標温度TT3よりも高い温度であってもよい。第1時間t1は、第2時間t2よりも短い時間である。
制御部100は、第1検出温度TD1が、第2回転開始温度TS2以下になったときに加熱ローラ81の回転を開始する。第2回転開始温度TS2は、第2目標温度TT2よりも高い温度である。
本実施形態において、制御部100は、第2ヒータ84の加熱による定着器8の蓄熱量が所定量以上であるか否かを次のように判定する。すなわち、制御部100は、まず、第2ヒータ84の出力に比例するパラメータPaを単位時間tcごとに累積する。そして、制御部100は、パラメータPaの累積値Jが所定の閾値Jc1未満の場合に定着器8の蓄熱量が所定量未満であると判定する。また、制御部100は、パラメータPaの累積値Jが閾値Jc1以上の場合に定着器8の蓄熱量が所定量以上であると判定する。
第2ヒータ84の出力に比例するパラメータPaは、例えば、次の式により算出することができる。
Pa = D2 × tc × a
ここで、D2は、第2ヒータ84の通電デューティ比であり、aは、所定の係数である。
Pa = D2 × tc × a
ここで、D2は、第2ヒータ84の通電デューティ比であり、aは、所定の係数である。
係数aは、例えば、シートSに画像を形成する印刷モードの場合と、印刷ジョブの入力を待つレディモードの場合とで、パラメータPaの算出の仕方を変える場合に用いる。一例として、印刷モードの場合、係数aを1とし、レディモードの場合、係数aを0よりも大きい1未満の値とする。なお、このような場合分けを行わない場合は、例えば、係数aを1に固定したり(aを定数としたり)、係数aを掛けない式(Pa = D2 × tc)としたりすることができる。
制御部100は、画像形成装置1の電源が投入された後、単位時間tcごとにパラメータPaの累積値Jを演算する。詳しくは、制御部100は、第2検出温度TD2が所定温度TP以上となった場合にパラメータPaの累積を開始する。具体的には、制御部100は、第2検出温度TD2が所定温度TP以上である場合、単位時間tcごとにパラメータPaを算出し、累積値Jの前回値に加算することで累積値Jの今回値を算出する。また、制御部100は、第2検出温度TD2が所定温度TP未満となった場合にパラメータPaの累積値Jをリセットする。具体的には、制御部100は、第2検出温度TD2が所定温度TP未満となったとき累積値Jを0にする。
所定温度TPは、目標温度TT1~TT5よりも低い温度である。また、所定温度TPは、閾値温度Tth1~Tth3よりも低い温度である。所定温度TPは、例えば、第1回転開始温度TS1よりも低い温度である。
次に、第1実施形態における制御部100の動作の一例について、フローチャートおよびタイミングチャートを参照しながらより具体的に説明する。
まず、図7を参照して累積演算処理について説明する。
制御部100は、画像形成装置1の電源が投入された後、図7に示す累積演算処理を単位時間tc(所定の制御サイクル)ごとに繰り返し実行している。
制御部100は、画像形成装置1の電源が投入された後、図7に示す累積演算処理を単位時間tc(所定の制御サイクル)ごとに繰り返し実行している。
制御部100は、第2検出温度TD2が所定温度TP以上となったか否かを判定する(S11)。第2検出温度TD2が所定温度TP以上である場合(S11,Yes)、制御部100は、パラメータPaの累積値Jの今回値を算出し(S12)、今回の処理を終了する。また、第2検出温度TD2が所定温度TP未満である場合(S11,No)、制御部100は、パラメータPaの累積値Jを0にリセットし(S13)、今回の処理を終了する。
次に、図8および図4~図6を参照してシート供給処理について説明する。
制御部100は、印刷ジョブを受信すると(図4~図6、t0)、コート紙などのシートS1への印刷であるか否かを判定する(S101)。シートS1への印刷でない場合(S101,No)、すなわち、普通紙などのシートS2への印刷である場合、制御部100は、閾値温度Tthを第3閾値温度Tth3に設定するとともに、所定時間tpを第3時間t3に設定する(S111)。
制御部100は、印刷ジョブを受信すると(図4~図6、t0)、コート紙などのシートS1への印刷であるか否かを判定する(S101)。シートS1への印刷でない場合(S101,No)、すなわち、普通紙などのシートS2への印刷である場合、制御部100は、閾値温度Tthを第3閾値温度Tth3に設定するとともに、所定時間tpを第3時間t3に設定する(S111)。
次に、制御部100は、第1検出温度TD1が第1回転開始温度TS1以上となったか否かを判定する(S113)。制御部100は、第1検出温度TD1が第1回転開始温度TS1未満の場合(S113,No)、第1検出温度TD1が第1回転開始温度TS1以上となるまで待ち、第1検出温度TD1が第1回転開始温度TS1以上となった場合(S113,Yes)、加熱ローラ81の回転を開始する(S114)(図4、t11)。
次に、制御部100は、第1検出温度TD1が閾値温度Tth(第3閾値温度Tth3)以上となったか否かを判定する(S115)。制御部100は、第1検出温度TD1が閾値温度Tth未満の場合(S115,No)、第1検出温度TD1が閾値温度Tth以上となるまで待ち、第1検出温度TD1が閾値温度Tth(第3閾値温度Tth3)以上となった場合(S115,Yes)(図4、t12)、加熱ローラ81の回転を開始してから所定時間tp(第3時間t3)が経過したか否かを判定する(S116)。
制御部100は、所定時間tpが経過していない場合(S116,No)、経過するまで待ち、所定時間tp(第3時間t3)が経過した場合(S116,Yes)、ピックアップローラ33を回転させて普通紙などのシートS2の供給を開始する(S131)(図4、t13)。
一方、ステップS101において、コート紙などのシートS1への印刷である場合(Yes)、制御部100は、パラメータPaの累積値Jが閾値Jc1以上であるか否かを判定する(S102)。パラメータPaの累積値Jが閾値Jc1未満である場合(S102,No)、定着器8の蓄熱量が所定量未満であるので、制御部100は、閾値温度Tthを第1閾値温度Tth1に設定するとともに、所定時間tpを第2時間t2に設定する(S112)。
次に、制御部100は、第1検出温度TD1が第1回転開始温度TS1以上となったか否かを判定し(S113)、第1検出温度TD1が第1回転開始温度TS1以上となった場合(Yes)、加熱ローラ81の回転を開始する(S114)(図5、t21)。次に、制御部100は、第1検出温度TD1が閾値温度Tth(第1閾値温度Tth1)以上となったか否かを判定し(S115)、第1検出温度TD1が閾値温度Tth(第1閾値温度Tth1)以上となった場合(Yes)(図5、t22)、加熱ローラ81の回転を開始してから所定時間tp(第2時間t2)が経過したか否かを判定する(S116)。
制御部100は、所定時間tp(第2時間t2)が経過した場合(S116,Yes)、ピックアップローラ33を回転させてコート紙などのシートS1の供給を開始する(S131)(図5、t23)。
また、ステップS102において、パラメータPaの累積値Jが閾値Jc1以上である場合(No)、定着器8の蓄熱量が所定量以上であるので、制御部100は、第1検出温度TD1が第2回転開始温度TS2以下となったか否かを判定する(S123)。制御部100は、第1検出温度TD1が第2回転開始温度TS2を超える場合(S123,No)、第1検出温度TD1が第2回転開始温度TS2以下となるまで待ち、第1検出温度TD1が第2回転開始温度TS2以下となった場合(S123,Yes)、加熱ローラ81の回転を開始する(S124)(図6、t31)。
次に、制御部100は、第2検出温度TD2が第2閾値温度Tth2以下となったか否かを判定する(S125)。制御部100は、第2検出温度TD2が第2閾値温度Tth2を超える場合(S125,No)、第2検出温度TD2が第2閾値温度Tth2以下となるまで待ち、第2検出温度TD2が第2閾値温度Tth2以下となった場合(S125,Yes)(図6、t32)、第2検出温度TD2が第2閾値温度Tth2になってから第1時間t1が経過したか否かを判定する(S126)。
制御部100は、第1時間t1が経過していない場合(S126,No)、経過するまで待ち、第1時間t1が経過した場合(S126,Yes)、ピックアップローラ33を回転させてコート紙などのシートS1の供給を開始する(S131)(図6、t33)。
その後、制御部100は、印刷ジョブに次の頁があるか否かを判定する(S141)。次の頁がある場合(S141,Yes)、制御部100は、レジ後センサ22が先行するシートSを検知しなくなってから所定時間t91が経過したか否かを判定する(S142)。制御部100は、所定時間t91が経過していない場合(S142,No)、経過するまで待ち、所定時間t91が経過した場合(S142,Yes)、ステップS131の処理に戻り、ピックアップローラ33を回転させて次のシートS(2枚目以降のシートS)の供給を開始する。その後、制御部100は、ステップS141の処理を実行する。
ステップS141において、印刷ジョブに次の頁がない場合(No)、制御部100は、図8に示すシート供給処理を終了する。
以上説明した第1実施形態によれば、第2ヒータ84の加熱による定着器8の蓄熱量に応じて、シートSの供給を開始するタイミングを変更するので、第2ヒータ84の加熱による定着器8の蓄熱量に応じた制御を行うことができる。
詳しくは、定着器8の蓄熱量が大きい場合、すなわち、定着器8の蓄熱量が所定量以上である場合には、ヒータ83,84の加熱によって定着器8全体の温度が高くなっているので、シートSが定着器8に供給されたときに必要以上に加熱される可能性がある。特に、コート紙などの表面にコート層を有するシートS1の場合、定着器8に供給されたときに必要以上に加熱されると、紙から発生する水蒸気によってコート層が変形してしまう可能性がある。
本実施形態では、図6に示したように、コート紙などのシートS1への画像の形成を開始する場合において、定着器8の蓄熱量が所定量以上である場合、第2検出温度TD2を第2閾値温度Tth2になるまで下げてからシートS1の供給を開始することができる。これにより、シートS1が定着器8に供給されたときに必要以上に加熱されるのを抑制することができる。
また、定着器8の蓄熱量が小さい場合、すなわち、定着器8の蓄熱量が所定量未満である場合でも、特に第2ヒータ84の加熱により定着器8の温度が第2ヒータ84の出力のピーク位置P1,P2付近で部分的に高くなり、この部分的に高い部分においてシートS1が定着器8に供給されたときに必要以上に加熱される可能性がある。
本実施形態では、図5に示したように、シートS1への画像の形成を開始する場合において、定着器8の蓄熱量が所定量未満である場合、シートS1にトナー像を定着するときの目標温度TT1,TT2を、普通紙などのシートS2にトナー像を定着するときの目標温度TT4,TT5よりも低くするので、シートS1が定着器8に供給されたときに必要以上に加熱されるのを抑制することができる。
そして、このように、シートS1が定着器8に供給されたときに必要以上に加熱されるのを抑制できることで、紙から水蒸気が発生するのを抑制することができる。これにより、発生した水蒸気でコート層が変形するのを抑制することができる。
また、シートS1の供給を開始する前に加熱ローラ81の端部領域812の目標温度を第2目標温度TT2よりも低い第3目標温度TT3に設定するので、シートS1の供給を開始する前の加熱ローラ81の端部領域812の温度の上昇を抑制することができる。これにより、定着器8の蓄熱量が所定量以上である場合には、第2検出温度TD2を第2閾値温度Tth2になるまで早く下げることができる。また、定着器8の蓄熱量が所定量未満である場合には、端部領域812の温度が急激に上がるのを抑制して、端部領域812の温度が上がりすぎるのを抑制することができる。
また、第2ヒータ84の出力、具体的には、通電デューティ比D2に比例するパラメータPaに基づいて第2ヒータ84の加熱による定着器8の蓄熱量を判定するので、定着器8の蓄熱量が所定量以上であるか否かを精度良く判定することができる。
また、第2温度センサ86が加熱ローラ81に接触した状態で第2検出温度TD2を検出するので、第2検出温度TD2を精度良く検出することができる。
また、第1温度センサ85が加熱ローラ81の最小接触領域A2に接触しない状態で第1検出温度TD1を検出するので、最小接触領域A2と第1温度センサ85とが互いに擦れ合うことなく、第1検出温度TD1を検出することができる。これにより、最小接触領域A2に擦れ跡ができて画質に影響を及ぼすのを防止することができる。
次に、第2実施形態について説明する。第2実施形態において、シートSは、一例として、普通紙である。なお、以下では、先に説明した形態と同じ点について、例えば、同一の要素に同一の符号を付すなどして詳細な説明は省略し、先に説明した形態と異なる点について詳細に説明する。
図9および図10に示すように、制御部100は、シートSへの画像の形成を開始する場合において、加熱ローラ81の中央領域811の目標温度TTCを中央目標温度TTC1に設定する。中央目標温度TTC1は、シートSにトナー像を定着するときの中央領域811の目標温度である。
また、制御部100は、シートSへの画像の形成を開始する場合において、第1検出温度TD1が回転開始温度TS以上である場合、加熱ローラ81の回転を開始する。回転開始温度TSは、中央目標温度TTC1よりも低い温度である。
さらに、制御部100は、加熱ローラ81の回転を開始してから第4時間t4が経過したときにピックアップローラ33を回転させてシートSの供給を開始する。
制御部100は、シートSへの画像の形成を開始する場合において、第2ヒータ84の加熱による定着器8の蓄熱量に応じて、加熱ローラ81の端部領域812の目標温度TTSを変更する。詳しくは、制御部100は、シートSへの画像の形成を開始する場合において、定着器8の蓄熱量が所定量未満である場合、端部領域812の目標温度TTSを、定着器8の蓄熱量が所定量以上である場合よりも低い温度に設定する。
具体的には、図10に示すように、制御部100は、シートSへの画像の形成を開始する場合において、定着器8の蓄熱量が所定量以上である場合、端部領域812の目標温度TTSを、第3端部目標温度TTS3に設定する。詳しくは、制御部100は、パラメータPaの累積値Jが所定の閾値Jc0以上の場合に定着器8の蓄熱量が所定量以上であると判定し、端部領域812の目標温度TTSを、第3端部目標温度TTS3に設定する。
第3端部目標温度TTS3は、定着器8の蓄熱量が所定量以上である場合における、シートSにトナー像を定着するときの端部領域812の目標温度である。本実施形態において、第3端部目標温度TTS3は、中央目標温度TTC1と同じ温度である。なお、第3端部目標温度TTS3は、中央目標温度TTC1と異なる温度であってもよい。閾値Jc0は、第1実施形態の閾値Jc1と同じ値であってもよいし、異なる値であってもよい。
また、図9に示すように、制御部100は、シートSへの画像の形成を開始する場合において、定着器8の蓄熱量が所定量未満である場合、端部領域812の目標温度TTSを、第2端部目標温度TTS2に設定する。詳しくは、制御部100は、パラメータPaの累積値Jが所定の閾値Jc0未満の場合に定着器8の蓄熱量が所定量未満であると判定し、端部領域812の目標温度TTSを、第2端部目標温度TTS2に設定する。
その後、制御部100は、所定の条件が満たされたときに、端部領域812の目標温度TTSを、第1端部目標温度TTS1に設定する。詳しくは、制御部100は、加熱ローラ81の回転を開始してから第5時間t5が経過したときに所定の条件が満たされたと判定し、端部領域812の目標温度TTSを、第1端部目標温度TTS1に変更する。
第1端部目標温度TTS1は、定着器8の蓄熱量が所定量未満である場合における、シートSにトナー像を定着するときの端部領域812の目標温度である。第1端部目標温度TTS1および第2端部目標温度TTS2は、第3端部目標温度TTS3(図10参照)よりも低い温度であり、かつ、中央目標温度TTC1よりも低い温度である。第2端部目標温度TTS2は、第1端部目標温度TTS1よりも低い温度である。第5時間t5は、第4時間t4よりも短い時間である。
次に、第2実施形態における制御部100の動作の一例について、フローチャートおよびタイミングチャートを参照しながらより具体的に説明する。
制御部100は、画像形成装置1の電源が投入された後、図7に示した累積演算処理を単位時間tc(所定の制御サイクル)ごとに繰り返し実行している。
制御部100は、画像形成装置1の電源が投入された後、図7に示した累積演算処理を単位時間tc(所定の制御サイクル)ごとに繰り返し実行している。
図11に示すように、制御部100は、印刷ジョブを受信すると(図9および図10、t0)、パラメータPaの累積値Jが閾値Jc0未満であるか否かを判定する(S201)。
パラメータPaの累積値Jが閾値Jc0未満である場合(S201,Yes)、定着器8の蓄熱量が所定量未満であるので、制御部100は、中央領域811の目標温度TTCを中央目標温度TTC1に設定するとともに、端部領域812の目標温度TTSを第2端部目標温度TTS2に設定する(S210)(図9参照)。そして、制御部100は、第1ヒータ83および第2ヒータ84の制御を開始する(S211)。
次に、制御部100は、第1検出温度TD1が回転開始温度TS以上であるか否かを判定する(S212)。制御部100は、第1検出温度TD1が回転開始温度TS以上でない場合(S212,No)、回転開始温度TS以上となるまで待ち、第1検出温度TD1が回転開始温度TS以上となった場合(S212,Yes)、加熱ローラ81の回転を開始する(S213)(図9、t41)。
その後、制御部100は、加熱ローラ81の回転を開始してから第5時間t5が経過したか否かを判定し(S214)、第5時間t5が経過した場合(Yes)、端部領域812の目標温度TTSを第1端部目標温度TTS1に変更する(S215)(図9、t42)。
その後、制御部100は、加熱ローラ81の回転を開始してから第4時間t4が経過したか否かを判定し(S216)、第4時間t4が経過した場合(Yes)、ピックアップローラ33を回転させて1枚目のシートSの供給を開始する(S230)(図9、t43)。そして、制御部100は、供給されたシートSに画像を形成する。
また、ステップS201において、パラメータPaの累積値Jが閾値Jc0以上である場合(No)、定着器8の蓄熱量が所定量以上であるので、制御部100は、中央領域811の目標温度TTCを中央目標温度TTC1に設定するとともに、端部領域812の目標温度TTSを第3端部目標温度TTS3に設定する(S220)(図10参照)。そして、制御部100は、第1ヒータ83および第2ヒータ84の制御を開始する(S221)。
次に、制御部100は、第1検出温度TD1が回転開始温度TS以上であるか否かを判定し(S222)、第1検出温度TD1が回転開始温度TS以上である場合(Yes)、加熱ローラ81の回転を開始する(S223)(図10、t51)。
その後、制御部100は、加熱ローラ81の回転を開始してから第4時間t4が経過したか否かを判定し(S224)、第4時間t4が経過した場合(Yes)、ピックアップローラ33を回転させて1枚目のシートSの供給を開始する(S230)(図10、t52)。そして、制御部100は、供給されたシートSに画像を形成する。
1枚目のシートSの供給を開始した後、制御部100は、印刷ジョブに次の頁があるか否かを判定する(S231)。次の頁がある場合(S231,Yes)、制御部100は、レジ後センサ22が先行するシートSを検知しなくなってから所定時間t91が経過したか否かを判定する(S232)。制御部100は、所定時間t91が経過していない場合(S232,No)、経過するまで待ち、所定時間t91が経過した場合(S232,Yes)、ステップS230の処理に戻り、ピックアップローラ33を回転させて次のシートS(2枚目以降のシートS)の供給を開始し、供給されたシートSに画像を形成する。
ステップS231において、印刷ジョブに次の頁がない場合(No)、制御部100は、処理を終了する。
以上説明した第2実施形態によれば、第2ヒータ84の加熱による定着器8の蓄熱量に応じて、加熱ローラ81の端部領域812の目標温度TTSを変更するので、第2ヒータ84の加熱による定着器8の蓄熱量に応じた制御を行うことができる。
詳しくは、第2ヒータ84の加熱による定着器8の蓄熱量が小さい場合、すなわち、定着器8の蓄熱量が所定量未満である場合において、シートSへの画像の形成が開始されると、ヒータ83,84の出力が大きくなるので、定着器8(加熱ローラ81)の温度が、特に第2ヒータ84の出力のピーク位置P1,P2付近で部分的に高くなる。このとき、第2温度センサ86が検出する第2検出温度TD2と、第2ヒータ84の出力のピーク位置P1,P2付近の温度との乖離が大きくなり、シートSが定着器8に供給されたときに、第2ヒータ84の出力のピーク位置P1,P2付近において必要以上に加熱される可能性がある。
本実施形態では、図9に示したように、シートSへの画像の形成を開始する場合において、第2ヒータ84の加熱による定着器8の蓄熱量が所定量未満である場合、端部領域812の目標温度TTSを、蓄熱量が所定量以上である場合よりも低くするので、端部領域812のうち、第2ヒータ84の出力のピーク位置P1,P2付近の温度が高くなるのを抑制することができる。詳しくは、第2検出温度TD2と、第2ヒータ84の出力のピーク位置P1,P2付近の温度TP2との乖離が大きくなるのを抑制することができる。これにより、シートSが定着器8に供給されたときに必要以上に加熱されるのを抑制することができる。
また、シートSへの画像の形成を開始する場合において、第2ヒータ84による定着器8の蓄熱量が所定量未満である場合、端部領域812の目標温度TTSを、まず、シートSにトナー像を定着するときの第1端部目標温度TTS1よりも低い、第2端部目標温度TTS2に設定するので、端部領域812のうち、幅方向において、第2ヒータ84の出力のピーク位置P1,P2付近の温度が高くなるのをより抑制することができる。これにより、シートSが定着器8に供給されたときに必要以上に加熱されるのをより抑制することができる。
なお、図10に示すように、第2ヒータ84の加熱による定着器8の蓄熱量が大きい場合、すなわち、定着器8の蓄熱量が所定量以上である場合において、シートSへの画像の形成が開始された場合には、定着器8がある程度暖まっているので、ヒータ83,84の出力はそれほど大きくはならない。そのため、第2検出温度TD2と、第2ヒータ84の出力のピーク位置P1,P2付近の温度TP2との乖離は小さい。
以上、実施形態について説明したが、本発明は前記実施形態に限定されることなく、以下に例示するように適宜変形して実施することができる。
例えば、前記第1実施形態では、図6などに示したように、コート紙などのシートS1への画像の形成を開始する場合において、シートS1の供給を開始する前に加熱ローラ81の端部領域812の目標温度を第3目標温度TT3に設定し、シートS1の供給を開始したときに端部領域812の目標温度を第2目標温度TT2に変更したが、これに限定されない。
例えば、目標温度を変更するタイミングは、シートS1の供給を開始したときに限定されず、シートS1が加熱ローラ81と加圧ユニット82との間のニップ部に到達する直前にニップ部の温度が第2目標温度TT2となるようなタイミングであれば、シートS1の供給を開始する前であってもよいし、シートS1の供給を開始した後であってもよい。
また、シートS1への画像の形成を開始する場合において、印刷ジョブを受信した段階(t0)から端部領域812の目標温度を第2目標温度TT2に設定してもよい。
また、前記第1実施形態では、第2閾値温度Tth2が第2目標温度TT2よりも低い温度であったが、これに限定されない。例えば、第2閾値温度は、第2目標温度と同じ温度であってもよい。
また、前記第1実施形態では、定着器8の蓄熱量が所定量以上である場合において、第2検出温度TD2が第2閾値温度Tth2になってから第1時間t1が経過したときにシートS1の供給を開始したが、これに限定されない。例えば、第1時間が経過するのを待つことなく、第2検出温度が第2閾値温度以下になったときにシートの供給を開始してもよい。
また、前記第1実施形態では、定着器8の蓄熱量が所定量未満である場合において、第1検出温度TD1が第1閾値温度Tth1以上になったという条件が成立した場合、第2時間t2が経過したときにシートS1の供給を開始したが、これに限定されない。例えば、第2時間が経過するのを待つことなく、第1検出温度が第1閾値温度以上になったときにシートの供給を開始してもよい。
また、前記第1実施形態では、普通紙などのシートS2への画像の形成を開始する場合において、第1検出温度TD1が第3閾値温度Tth3以上になったという条件が成立した場合、第3時間t3が経過したときにシートS2の供給を開始したが、これに限定されない。例えば、第3時間が経過するのを待つことなく、第1検出温度が第3閾値温度以上になったときにシートの供給を開始してもよい。
また、前記第2実施形態では、シートSへの画像の形成を開始する場合において、定着器8の蓄熱量が所定量未満である場合、端部領域812の目標温度TTSを、第2端部目標温度TTS2に設定し、その後、所定の条件が満たされたときに、第1端部目標温度TTS1に設定した。そして、所定の条件が満たされたときを、加熱ローラ81の回転を開始してから第4時間t4よりも短い第5時間t5が経過したとき、言い換えると、目標温度TTSを変更するタイミングをシートSの供給を開始する前としたが、これに限定されない。
例えば、目標温度TTSを変更するタイミングは、シートSの供給を開始したときと同時であってもよい。具体的には、例えば、加熱ローラ81の回転を開始してから第4時間t4が経過したときに、端部領域812の目標温度TTSを第2端部目標温度TTS2から第1端部目標温度TTS1に変更してもよい。
また、目標温度TTSを変更するタイミングは、シートSの供給を開始した後であってもよい。具体的には、例えば、加熱ローラ81の回転を開始してから第4時間t4よりも長い第6時間が経過したときに目標温度TTSを変更してもよい。また、シートSの供給を開始するためにピックアップローラ33の回転を開始してから第7時間が経過したときに目標温度TTSを変更してもよい。また、ピックアップローラ33の下流に配置されたシートSを検知するセンサがシートSを検知したときや、シートSを検知してから所定の時間が経過したときに目標温度TTSを変更してもよい。
また、前記第2実施形態では、シートSへの画像の形成を開始する場合において、定着器8の蓄熱量が所定量未満である場合、端部領域812の目標温度TTSを、まず、第2端部目標温度TTS2に設定し、その後、第1端部目標温度TTS1に設定したが、これに限定されない。例えば、端部領域812の目標温度TTSを、初めから、シートSにトナー像を定着するときの第1端部目標温度TTS1に設定してもよい。
また、前記第2実施形態では、加熱ローラ81の回転を開始してから第4時間t4が経過したときにシートSの供給を開始したが、これに限定されない。例えば、加熱ローラの回転を開始してから所定の時間が経過したという条件に加え、さらに、温度センサが検出した検出温度が所定の温度に達したという条件が満たされた場合にシートの供給を開始するようにしてもよい。
また、前記実施形態では、第2ヒータ84の出力に比例するパラメータPaの累積値Jが閾値Jc1,Jc0以上であるか否かを判定することで、定着器8の蓄熱量が所定量以上であるか否かを判定したが、これに限定されない。例えば、シートへの画像の形成を開始する場合において、その直前の所定時間内における印刷枚数の累積値が所定の閾値以上であるか否かを判定することで、定着器の蓄熱量が所定量以上であるか否かを判定してもよい。具体的には、所定時間内における印刷枚数の累積値が閾値未満の場合には、定着器の蓄熱量が所定量未満であると判定し、所定時間内における印刷枚数の累積値が閾値以上の場合には、定着器の蓄熱量が所定量以上であると判定してもよい。
また、前記実施形態では、第2温度センサ86が加熱ローラ81に接触した状態で第2検出温度TD2を検出する構成であったが、これに限定されず、第2温度センサは、加熱ローラに接触しない状態で第2検出温度を検出する構成であってもよい。また、前記実施形態では、第1温度センサ85が加熱ローラ81に接触しない状態で第1検出温度TD1を検出する構成であったが、これに限定されず、第1温度センサは、加熱ローラに接触した状態で第1検出温度を検出する構成であってもよい。また、前記実施形態では、温度センサ85,86としてサーミスタを例示したが、加熱ローラの温度を検出するためのセンサであれば、どのようなセンサであってもよい。
また、定着器の具体的な構成は、前記実施形態の構成に限定されない。例えば、前記実施形態では、加熱ローラ81が外周に弾性層81Bを有する構成であったが、これに限定されず、加熱ローラは、外周に弾性層を備えない構成であってもよい。また、前記実施形態では、第1弾性体182と第2弾性体183の硬度が異なっていたが、これに限定されず、第1弾性体と第2弾性体の硬度は同じであってもよい。また、前記実施形態では、定着器8が、エンドレスベルト181や弾性体182,183を有する加圧ユニット82を備える構成であったが、これに限定されない。例えば、定着器は、前記実施形態の加圧ユニット82の代わりに、芯金と、芯金の外周に形成された弾性層とを有する加圧ローラを備える構成であってもよい。
また、前記実施形態では、ヒータ83,84として輻射熱を利用するハロゲンヒータを例示したが、これに限定されない。例えば、ヒータは、抵抗体の発熱を利用するセラミックヒータやカーボンヒータ、加熱部を誘導加熱するIHヒータなどであってもよい。また、ヒータは、加熱部の内側ではなく、加熱部の外側に配置されていてもよい。
また、シート供給部の具体的な構成は、前記実施形態の構成に限定されない。例えば、シート供給部は、複数の供給トレイを有し、複数の供給トレイから選択的にシートを画像形成部に供給する構成であってもよい。また、シート供給部は、画像形成装置の筐体に着脱可能な供給トレイではなく、いわゆる手差しトレイからシートを画像形成部に供給する構成であってもよい。また、シート供給部は、供給トレイと手差しトレイの両方を有し、供給トレイと手差しトレイから選択的にシートを画像形成部に供給する構成であってもよい。
また、画像形成部の具体的な構成は、前記実施形態の構成に限定されない。例えば、画像形成部の露光ユニットは、複数のLEDが配列された露光ヘッドを有し、LEDから光によって感光ドラムの表面を露光する構成であってもよい。また、画像形成部は、感光ドラム61の代わりに、感光体ベルトを備える構成であってもよい。また、画像形成部は、搬送ベルト73の代わりに、中間転写ベルトを備える構成であってもよい。
また、前記実施形態では、画像形成装置としてカラープリンタを例示したが、これに限定されず、例えば、画像形成装置は、モノクロ画像のみを形成可能なモノクロプリンタであってもよい。また、画像形成装置は、プリンタに限定されず、例えば、複写機や複合機などであってもよい。
また、前記した実施形態および変形例で説明した各要素は、任意に組み合わせて実施してもよい。例えば、第1の種類のシートへの画像の形成を開始する場合において、定着器の蓄熱量が所定量未満である場合には、端部領域の目標温度を蓄熱量が所定量以上である場合よりも低い温度に設定し、また、定着器の蓄熱量が所定量以上である場合には、第2検出温度が第2閾値温度以下に下がったことを条件として蓄熱量が所定量未満である場合よりも遅いタイミングでシートの供給を開始するように構成されていてもよい。これにより、第1の種類のシートが定着器に供給されたときに必要以上に加熱されるのを抑制することができる。
1 画像形成装置
3 シート供給部
4 画像形成部
8 定着器
81 加熱ローラ
83 第1ヒータ
84 第2ヒータ
85 第1温度センサ
86 第2温度センサ
100 制御部
811 中央領域
812 端部領域
S シート
3 シート供給部
4 画像形成部
8 定着器
81 加熱ローラ
83 第1ヒータ
84 第2ヒータ
85 第1温度センサ
86 第2温度センサ
100 制御部
811 中央領域
812 端部領域
S シート
Claims (23)
- シートに画像を形成する画像形成部であって、シートにトナー像を定着する定着器を有する画像形成部と、
前記画像形成部にシートを供給するシート供給部と、
制御部と、を備え、
前記定着器は、
シートを加熱する加熱ローラと、
シートの搬送方向に直交する幅方向における、前記加熱ローラの中央部を含む中央領域を、前記加熱ローラの、前記中央領域よりも前記幅方向の外側に位置する端部領域よりも強く加熱する第1ヒータと、
前記端部領域を前記中央領域よりも強く加熱する第2ヒータと、
前記中央領域の温度を検出するための第1温度センサと、
前記端部領域の温度を検出するための第2温度センサと、を備え、
前記制御部は、
前記第1温度センサが検出した第1検出温度が前記中央領域の目標温度となるように前記第1ヒータの出力を制御するとともに、前記第2温度センサが検出した第2検出温度が前記端部領域の目標温度となるように前記第2ヒータの出力を制御し、
前記第2ヒータの加熱による前記定着器の蓄熱量に応じて、シートの供給を開始するタイミング、または、前記端部領域の目標温度、を変更することを特徴とする画像形成装置。 - 前記制御部は、第1の種類のシートへの画像の形成を開始する場合において、
前記蓄熱量が所定量未満である場合、前記第1検出温度が、第1の種類のシートにトナー像を定着するときの前記中央領域の目標温度である第1目標温度よりも低い第1閾値温度以上になったことを条件としてシートの供給を開始し、
前記蓄熱量が所定量以上である場合、前記第2検出温度が、第1の種類のシートにトナー像を定着するときの前記端部領域の目標温度である第2目標温度以下の第2閾値温度以下になったことを条件としてシートの供給を開始する
ことを特徴とする請求項1に記載の画像形成装置。 - 前記制御部は、シートの供給を開始する前に前記端部領域の目標温度を前記第2目標温度よりも低い第3目標温度に設定することを特徴とする請求項2に記載の画像形成装置。
- 前記制御部は、前記蓄熱量が所定量以上である場合において、前記加熱ローラの回転を開始してから前記第2検出温度が前記第2閾値温度以下になったという条件が成立した場合、前記第2検出温度が前記第2閾値温度になってから第1時間が経過したときにシートの供給を開始することを特徴とする請求項2または請求項3に記載の画像形成装置。
- 前記制御部は、前記蓄熱量が所定量未満である場合において、前記加熱ローラの回転を開始してから第2時間が経過するまでの間に前記第1検出温度が前記第1閾値温度以上になったという条件が成立した場合、前記第2時間が経過したときにシートの供給を開始することを特徴とする請求項2から請求項4のいずれか1項に記載の画像形成装置。
- 前記第1の種類のシートは、表面にコート層を有する紙であることを特徴とする請求項2から請求項5のいずれか1項に記載の画像形成装置。
- 前記制御部は、前記第1の種類のシートとは異なる第2の種類のシートへの画像の形成を開始する場合、
前記第1検出温度が、第2の種類のシートにトナー像を定着するときの前記中央領域の目標温度である第4目標温度よりも低い第3閾値温度以上になったことを条件としてシートの供給を開始することを特徴とする請求項2から請求項6のいずれか1項に記載の画像形成装置。 - 前記制御部は、前記第2の種類のシートへの画像の形成を開始する場合において、前記加熱ローラの回転を開始してから第3時間が経過するまでの間に前記第1検出温度が前記第3閾値温度以上になったという条件が成立した場合、前記第3時間が経過したときにシートの供給を開始することを特徴とする請求項7に記載の画像形成装置。
- 前記第1目標温度は、前記第4目標温度よりも低く、
前記第2目標温度は、第2の種類のシートにトナー像を定着するときの前記端部領域の目標温度よりも低いことを特徴とする請求項7または請求項8に記載の画像形成装置。 - 前記第2の種類のシートは、表面にコート層を有しない紙であることを特徴とする請求項7から請求項9のいずれか1項に記載の画像形成装置。
- 前記第2温度センサは、前記幅方向において、前記第2ヒータの前記幅方向における出力のピーク位置とは異なる位置に位置し、
前記制御部は、シートへの画像の形成を開始する場合において、前記蓄熱量が所定量未満である場合、前記端部領域の目標温度を、前記蓄熱量が所定量以上である場合よりも低い温度に設定することを特徴とする請求項1に記載の画像形成装置。 - 前記制御部は、シートへの画像の形成を開始する場合において、前記蓄熱量が所定量未満である場合、前記端部領域の目標温度を、シートにトナー像を定着するときの温度である第1端部目標温度よりも低い第2端部目標温度に設定し、その後、所定の条件が満たされたときに、前記端部領域の目標温度を、前記第1端部目標温度に設定することを特徴とする請求項11に記載の画像形成装置。
- 前記制御部は、前記加熱ローラの回転を開始してから第4時間が経過したときにシートの供給を開始することを特徴とする請求項12に記載の画像形成装置。
- 前記制御部は、前記加熱ローラの回転を開始してから前記第4時間よりも短い第5時間が経過したときに前記所定の条件が満たされたと判定することを特徴とする請求項13に記載の画像形成装置。
- 前記加熱ローラは、前記幅方向のサイズが前記画像形成部で搬送可能な最大のサイズのシートが搬送されたときに当該最大のサイズのシートと接触する最大接触領域を有し、
前記第2ヒータの前記幅方向における出力のピーク位置は、前記幅方向において、前記最大接触領域内に位置することを特徴とする請求項11から請求項14のいずれか1項に記載の画像形成装置。 - 前記加熱ローラは、前記幅方向のサイズが前記画像形成部で搬送可能な最小のサイズのシートが搬送されたときに当該最小のサイズのシートと接触する最小接触領域を有し、
前記第2ヒータの前記幅方向における出力のピーク位置は、前記最小接触領域よりも前記幅方向の外側に位置することを特徴とする請求項15に記載の画像形成装置。 - 前記制御部は、前記第2ヒータの出力に比例するパラメータを単位時間ごとに累積し、
前記パラメータの累積値が所定の閾値未満の場合に前記蓄熱量が所定量未満であると判定し、
前記パラメータの累積値が前記閾値以上の場合に前記蓄熱量が所定量以上であると判定する
ことを特徴とする請求項2から請求項16のいずれか1項に記載の画像形成装置。 - 前記制御部は、前記第2検出温度が所定温度以上となった場合に前記パラメータの累積を開始することを特徴とする請求項17に記載の画像形成装置。
- 前記制御部は、前記第2検出温度が前記所定温度未満となった場合に前記パラメータの累積値をリセットすることを特徴とする請求項18に記載の画像形成装置。
- 前記加熱ローラは、前記幅方向のサイズが前記画像形成部で搬送可能な最大のサイズのシートが搬送されたときに当該最大のサイズのシートと接触しない非接触領域を有し、
前記第2温度センサは、前記非接触領域の温度を検出することを特徴とする請求項1から請求項19のいずれか1項に記載の画像形成装置。 - 前記第2温度センサは、前記加熱ローラに接触した状態で前記第2検出温度を検出することを特徴とする請求項20に記載の画像形成装置。
- 前記加熱ローラは、前記幅方向のサイズが前記画像形成部で搬送可能な最小のサイズのシートが搬送されたときに当該最小のサイズのシートと接触する最小接触領域を有し、
前記第1温度センサは、前記最小接触領域の温度を検出することを特徴とする請求項1から請求項21のいずれか1項に記載の画像形成装置。 - 前記第1温度センサは、前記加熱ローラに接触しない状態で前記第1検出温度を検出することを特徴とする請求項22に記載の画像形成装置。
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