JP2022152446A - Image forming apparatus - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、画像形成装置に関する。 The present invention relates to an image forming apparatus.
特許文献1に記載の画像形成装置は、定着部と、制御部とを備える。制御部は、定着部が有するヒーターの温度が第1温度から第2温度まで上昇するのに要する時間の大小と、最大供給可能電力比とに基づいて定着部の装着不良を検知する。
The image forming apparatus described in
定着部が有する加圧ローラーの回転が停止した状態でヒーターに電力が投入されると、ヒーターの温度が短時間のうちに過度に上昇して、ヒーターの劣化を促進してしまう。 If power is supplied to the heater while the pressure roller of the fixing unit is not rotating, the temperature of the heater excessively increases in a short period of time, accelerating deterioration of the heater.
本発明は、定着部が有するヒーターの劣化を簡便な制御で抑制す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。 SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to provide an image forming apparatus capable of suppressing deterioration of a heater of a fixing section by simple control.
本発明の画像形成装置は、画像形成部と、定着部と、制御部とを備える。前記画像形成部は、記録媒体にトナー像を形成する。前記定着部は、前記トナー像を前記記録媒体に定着させる。前記制御部は、前記定着部の動作を制御する。前記定着部は、筒状の定着ベルトと、加圧部材と、回転駆動部と、ヒーターと、加熱駆動部と、感熱体とを有する。前記加圧部材は、前記定着ベルトの外周面を加圧して定着ニップ領域を形成する。前記回転駆動部は、前記加圧部材の回転を駆動する。前記ヒーターは、前記定着ベルトの内周面に対向して、前記定着ニップ領域を通過する前記記録媒体を加熱する。前記加熱駆動部は、前記ヒーターを駆動する。前記感熱体は、前記ヒーターの熱を感知する。前記制御部は、前記加熱駆動部を介して前記ヒーターへの加熱駆動を開始してから一定時間後に前記回転駆動部を介して前記加圧部材への回転駆動を開始するように制御し、前記感熱体の出力に基づいて、前記加熱駆動の開始後かつ前記回転駆動の開始前の期間中に前記ヒーターの昇温に係る第1温度勾配を測定し、前記感熱体の出力に基づいて、前記回転駆動の開始後の期間中に前記ヒーターの昇温に係る第2温度勾配を測定し、前記第1温度勾配と前記第2温度勾配との差が所定の閾値よりも小さい場合には、前記加熱駆動及び前記回転駆動のうち少なくとも前記加熱駆動を停止させるように制御する。 An image forming apparatus of the present invention includes an image forming section, a fixing section, and a control section. The image forming section forms a toner image on a recording medium. The fixing section fixes the toner image on the recording medium. The control section controls the operation of the fixing section. The fixing section includes a tubular fixing belt, a pressure member, a rotation driving section, a heater, a heating driving section, and a heat sensitive body. The pressing member presses the outer circumferential surface of the fixing belt to form a fixing nip area. The rotation driving section drives rotation of the pressing member. The heater faces the inner circumferential surface of the fixing belt and heats the recording medium passing through the fixing nip area. The heating driver drives the heater. The thermosensitive element senses the heat of the heater. The control unit controls to start rotating the pressure member via the rotation driving unit after a predetermined period of time from when the heating driving of the heater via the heating driving unit is started, and Based on the output of the thermosensitive body, a first temperature gradient related to the temperature rise of the heater is measured during a period after the start of the heating drive and before the start of the rotational drive, and based on the output of the thermosensitive body, the A second temperature gradient related to the temperature rise of the heater is measured during a period after the start of rotational driving, and if the difference between the first temperature gradient and the second temperature gradient is smaller than a predetermined threshold, the At least the heating drive out of the heating drive and the rotation drive is controlled to be stopped.
本発明によれば、定着部が有するヒーターの劣化を簡便な制御で抑制することができる画像形成装置が提供される。 According to the present invention, there is provided an image forming apparatus capable of suppressing deterioration of a heater included in a fixing section with simple control.
本発明の実施形態について、図面を参照しながら説明する。なお、図中、同一又は相当部分については同一の参照符号を付して説明を繰り返さない。 An embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. In the drawings, the same or corresponding parts are denoted by the same reference numerals, and description thereof will not be repeated.
図1を参照して、実施形態に係る画像形成装置100について説明する。図1は、画像形成装置100の構成の一例を示す概略図である。画像形成装置100は、例えば、複写機、プリンター、ファクシミリ、又はこれらの機能を兼ね備えた複合機である。以下では、画像形成装置100がモノクロ複合機である実施形態について説明する。なお、図1において、便宜上、左から右への向きをX軸の正の向き、手前から奥への向きをY軸の正の向き、下から上への向きをZ軸の正の向きとする。
An
図1に示されるように、画像形成装置100は、定着部1と、画像形成部2と、読取部3と、給送部4と、搬送部5と、排出部6とを備える。
As shown in FIG. 1 ,
読取部3は、原稿Gの画像を読み取る。読取部3は、読み取った画像から画像データを生成する。給送部4は、複数のシートSを収容し、搬送部5へシートSを給送する。シートSは、例えば紙製又は合成樹脂製である。搬送部5は、複数の搬送ローラー対を含み、画像形成部2にシートSを搬送する。シートSは、「記録媒体」の一例に相当する。
The
画像形成部2は、電子写真方式によってシートSにトナー像を形成する。画像形成部2は、感光体ドラムと、帯電装置と、露光装置と、現像装置と、補給装置と、転写装置と、クリーニング装置と、除電装置とを含む。トナー像は、例えば原稿Gの画像を示す。定着部1は、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。搬送部5は、トナー像の定着されたシートSを排出部6に搬送する。排出部6は、画像形成装置100の外部にシートSを排出する。
The
次に、図2及び図3を参照して、定着部1の構成について説明する。図2は、定着部1の一例を示す斜視図である。図3は、図2のIII-III断面図である。
Next, the configuration of the
図2及び図3に示されるように、定着部1は、定着ベルト10と、加圧部材20と、加熱部30と、第1ベルト保持部材61と、第2ベルト保持部材62とを備える。
As shown in FIGS. 2 and 3 , the
定着ベルト10は、可撓性を有する筒状のベルトであって、外周面101と、内周面102とを有する。加圧部材20は、加圧ローラーであって、弾性を有する外周面201を備える。加圧部材20の外周面201は、定着ベルト10の外周面101に当接して定着ベルト10を加圧する。その結果、定着ベルト10の外周面101と、加圧部材20の外周面201との間に、定着ニップ領域Nが形成される。
The
加圧部材20は、軸芯24を有する。加圧部材20は、軸芯24が不図示の駆動機構により駆動されて、回転軸線Lの周りに回転する。加圧部材20は、図3において反時計回りの第1回転方向R1に回転する。定着ベルト10は、加圧部材20の回転に従動して、図3において時計回りの第2回転方向R2に回転する。シートSは、定着ニップ領域Nを通過するように、回転軸線Lに平行な軸線方向Mと交差する通紙方向Pに沿って移動する。
The
加熱部30は、ヒーター31と、ヒーター保持部材32と、補強部材33と、感熱体34とを含み、定着ベルト10の内周面102に対向する。
The
ヒーター31は、定着ベルト10の内周面102に当接して、定着ベルト10を加熱する。ヒーター31は、例えば、軸線方向Mを長手方向とし、通紙方向Pを短手方向として延びる細長板状のセラミックヒーターである。
The
ヒーター保持部材32は、ヒーター31を保持する。ヒーター保持部材32は、軸線方向Mに沿って延びる断面U字状の耐熱樹脂部材である。ヒーター保持部材32は、好ましくは定着ベルト10の整形のためのリブ321を有する。
The
補強部材33は、軸線方向Mに沿って延びる断面U字状の金属製ステー部材である。補強部材33は、ヒーター保持部材32を補強するように、ヒーター保持部材32と組み合わされる。
The reinforcing
感熱体34は、ヒーター保持部材32に設けられた貫通孔の中でヒーター31に当接して、ヒーター31の熱を感知する。感熱体34は、サーミスター素子と、サーモスタット素子とを含む。
The heat
定着ベルト10の軸線方向Mにおける両端部は、第1ベルト保持部材61及び第2ベルト保持部材62によって保持される。
Both ends of the fixing
次に、図1~図4を参照して、画像形成装置100の制御回路の構成について説明する。図4は、画像形成装置100の制御回路の一例を示すブロック図である。
Next, the configuration of the control circuit of the
図4に示されるように、画像形成装置100は、回転駆動回路40と、モーター41と、加熱駆動回路50と、制御部70と、記憶部80とを更に備える。回転駆動回路40は、モーター41を介して加圧部材20の回転を駆動する。加熱駆動回路50は、ヒーター31を駆動する。回転駆動回路40及びモーター41は、「回転駆動部」の一例に相当する。加熱駆動回路50は、「加熱駆動部」の一例に相当する。
As shown in FIG. 4, the
記憶部80は、記憶装置を含み、データ及びコンピュータープログラムを記憶する。記憶部80は、半導体メモリーのような主記憶装置と、ハードディスクドライブのような補助記憶装置とを含む。
The
制御部70は、CPU(Central Processing Unit)のようなプロセッサーを含み、記憶部80に記憶されたコンピュータープログラムを実行することにより、画像形成装置100の各構成を制御する。具体的には、制御部70は、回転駆動回路40及びモーター41を介して加圧部材20の回転を制御する。また、制御部70は、感熱体34の出力を受け取る。更に、制御部70は、感熱体34の出力が示す検知温度Tの情報を得て、検知温度Tが目標温度と一致するように、加熱駆動回路50を介してヒーター31の発熱を制御する。制御部70は、加圧部材20の回転を制御し、かつヒーター31の発熱を制御することによって、定着部1の動作を制御する。
次に、図1~図5を参照して、制御部70の動作について説明する。図5は、制御部70の動作の一例を示すフローチャートである。
Next, the operation of the
ステップS11:図5に示されるように、制御部70は、加熱駆動回路50を制御して、ヒーター31への加熱駆動を開始させる。ステップS11の処理が完了すると、制御部70の処理がステップS13へ進む。
Step S11: As shown in FIG. 5, the
ステップS13:制御部70は、感熱体34の出力に基づいて、ヒーター31の昇温に係る第1温度勾配ΔT1/Δtを測定する。第1温度勾配ΔT1/Δtは、微小時間Δtに対する検知温度Tの微小変化ΔT1の比を示す。ステップS13の処理が完了すると、制御部70の処理がステップS15へ進む。
Step S<b>13 : The
ステップS15:制御部70は、回転駆動回路40を制御して、加圧部材20への回転駆動を開始させる。ヒーター31への加熱駆動を開始してから一定時間後に加圧部材20への回転駆動を開始することにより、定着ベルト10の内周面102への潤滑剤の円滑な供給が達成される。ステップS15の処理が完了すると、制御部70の処理がステップS17へ進む。
Step S<b>15 : The
ステップS17:制御部70は、感熱体34の出力に基づいて、ヒーター31の昇温に係る第2温度勾配ΔT/Δtを測定する。第2温度勾配ΔT/Δtは、微小時間Δtに対する検知温度Tの微小変化ΔTの比を示す。ステップS17の処理が完了すると、制御部70の処理がステップS19へ進む。
Step S<b>17 : The
ステップS19:制御部70は、第1温度勾配ΔT1/Δtと第2温度勾配ΔT/Δtとの差に微小時間Δtを乗じて得られる増分差(ΔT1-ΔT)と、所定の閾値Aとを比較する。増分差(ΔT1-ΔT)が閾値Aよりも小さくない場合には、制御部70の処理がステップS21へ進む。増分差(ΔT1-ΔT)が閾値Aよりも小さい場合には、制御部70の処理がステップS23へ進む。
Step S19: The
ステップS21:制御部70は、加熱駆動回路50による加熱駆動と、回転駆動回路40及びモーター41による回転駆動との双方を継続させる。ステップS21の処理が完了すると、制御部70の処理が終了する。
Step S<b>21 : The
ステップS23:制御部70は、定着部1の装着不良が懸念されるので、加熱駆動回路50による加熱駆動と、回転駆動回路40及びモーター41による回転駆動との双方を停止させる。制御部70は、加熱駆動及び回転駆動のうち少なくとも加熱駆動を停止させるように制御してもよい。ステップS23の処理が完了すると、制御部70の処理が終了する。
Step S23: The
次に、図1~図6を参照して、制御部70の動作について更に説明する。図6は、制御部70の動作の一例を示すタイミングチャートである。横軸は時間t(秒)を、縦軸はヒーター31の検知温度T(℃)をそれぞれ示す。
Next, the operation of the
図6に示された曲線L1は、定着部1の装着不良がない場合の検知温度Tの変化過程を示している。時刻t0において加熱駆動が開始し、一定時間後の時刻t2において回転駆動が開始する。加熱駆動の開始後、かつ回転駆動の開始前の期間中の時刻t1に、点P1における第1温度勾配ΔT1/Δtが測定される。時刻t1は、測定精度向上の観点から、時刻t2における回転駆動の開始直前の時刻であることが好ましい。また、回転駆動の開始後の期間中の時刻t3に、点P2における第2温度勾配ΔT2/Δtが測定される。加圧部材20の回転に従動する定着ベルト10の回転によってヒーター31の熱が奪われるので、第2温度勾配ΔT2/Δtは、第1温度勾配ΔT1/Δtよりも小さくなる。よって、加熱駆動及び回転駆動を継続しても、検知温度Tがヒーター31の限界温度Teまで達することはない。
A curve L1 shown in FIG. 6 indicates a change process of the detected temperature T when the fixing
一方、図6に示された直線L2は、定着部1の装着不良がある場合の検知温度Tの変化過程を示している。時刻t0において加熱駆動が開始し、一定時間後の時刻t2において回転駆動が開始する。加熱駆動の開始後、かつ回転駆動の開始前の期間中の時刻t1に、点P1における第1温度勾配ΔT1/Δtが測定される。また、回転駆動の開始後の期間中の時刻t3に、点P3における第2温度勾配ΔT3/Δtが測定される。定着部1の装着不良に起因して、定着ベルト10の回転によりヒーター31の熱が奪われることがないので、第2温度勾配ΔT3/Δtは、第1温度勾配ΔT1/Δtと略等しい大きさとなる。その結果、このまま加熱駆動を継続すると、検知温度Tがヒーター31の限界温度Teを超えてしまう。そこで、ステップS23で説明したように、制御部70は、少なくとも加熱駆動を停止させるように制御する。このようにして、ヒーター31の劣化が簡便な制御で抑制される。
On the other hand, a straight line L2 shown in FIG. 6 indicates a change process of the detected temperature T when the fixing
実施形態によれば、定着部1が有するヒーター31の劣化を簡便な制御で抑制することができる画像形成装置100が提供される。
According to the embodiment, there is provided an
以上、図面を参照しながら本発明の実施形態について説明した。ただし、本発明は、上記の実施形態に限られるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々の態様において実施することが可能である。また、上記の実施形態に開示されている複数の構成要素を適宜組み合わせることによって、種々の発明の形成が可能である。例えば、実施形態に示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除してもよい。図面は、理解しやすくするために、それぞれの構成要素を主体に模式的に示しており、図示された各構成要素の個数等は、図面作成の都合から実際とは異なる場合もある。また、上記の実施形態で示す各構成要素は一例であって、特に限定されるものではなく、本発明の効果から実質的に逸脱しない範囲で種々の変更が可能である。 The embodiments of the present invention have been described above with reference to the drawings. However, the present invention is not limited to the above-described embodiments, and can be implemented in various aspects without departing from the gist of the present invention. Further, various inventions can be formed by appropriately combining a plurality of constituent elements disclosed in the above embodiments. For example, some components may be omitted from all components shown in the embodiments. In order to facilitate understanding, the drawings mainly show each component schematically, and the number of each component shown in the figure may differ from the actual number for convenience of drawing preparation. Also, each component shown in the above embodiment is an example and is not particularly limited, and various modifications are possible within a range that does not substantially deviate from the effects of the present invention.
本発明は、画像形成装置の分野に利用可能である。 INDUSTRIAL APPLICABILITY The present invention can be used in the field of image forming apparatuses.
1 定着部
2 画像形成部
10 定着ベルト
20 加圧部材
31 ヒーター
34 感熱体
40 回転駆動回路(回転駆動部)
41 モーター(回転駆動部)
50 加熱駆動回路(加熱駆動部)
70 制御部
100 画像形成装置
N 定着ニップ領域
S シート(記録媒体)
1 fixing
41 motor (rotation drive part)
50 heating drive circuit (heating drive unit)
70
Claims (2)
前記トナー像を前記記録媒体に定着させる定着部と、
前記定着部の動作を制御する制御部と
を備え、
前記定着部は、
筒状の定着ベルトと、
前記定着ベルトの外周面を加圧して定着ニップ領域を形成する加圧部材と、
前記加圧部材の回転を駆動する回転駆動部と、
前記定着ベルトの内周面に対向して、前記定着ニップ領域を通過する前記記録媒体を加熱するヒーターと、
前記ヒーターを駆動する加熱駆動部と、
前記ヒーターの熱を感知する感熱体と
を有し、
前記制御部は、
前記加熱駆動部を介して前記ヒーターへの加熱駆動を開始してから一定時間後に前記回転駆動部を介して前記加圧部材への回転駆動を開始するように制御し、
前記感熱体の出力に基づいて、前記加熱駆動の開始後かつ前記回転駆動の開始前の期間中に前記ヒーターの昇温に係る第1温度勾配を測定し、
前記感熱体の出力に基づいて、前記回転駆動の開始後の期間中に前記ヒーターの昇温に係る第2温度勾配を測定し、
前記第1温度勾配と前記第2温度勾配との差が所定の閾値よりも小さい場合には、前記加熱駆動及び前記回転駆動のうち少なくとも前記加熱駆動を停止させるように制御する、画像形成装置。 an image forming unit that forms a toner image on a recording medium;
a fixing unit that fixes the toner image onto the recording medium;
a control unit that controls the operation of the fixing unit;
The fixing section is
a cylindrical fixing belt;
a pressing member that presses the outer peripheral surface of the fixing belt to form a fixing nip area;
a rotation drive unit that drives the rotation of the pressure member;
a heater that faces the inner peripheral surface of the fixing belt and heats the recording medium passing through the fixing nip area;
a heating drive unit that drives the heater;
and a thermosensitive element that senses the heat of the heater,
The control unit
controlling to start rotating the pressure member via the rotation driving unit after a certain period of time after starting the heating driving of the heater via the heating driving unit;
measuring a first temperature gradient related to temperature rise of the heater during a period after the start of the heating drive and before the start of the rotation drive, based on the output of the thermosensitive element;
measuring a second temperature gradient related to the temperature rise of the heater during a period after the start of the rotational drive based on the output of the thermosensitive element;
An image forming apparatus configured to stop at least the heating drive out of the heating drive and the rotation drive when a difference between the first temperature gradient and the second temperature gradient is smaller than a predetermined threshold.
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