JP5692158B2 - 画像形成装置 - Google Patents

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Description

本発明は、設置姿勢が変更可能な画像形成装置に関し、特に、当該画像形成装置における定着器内の温度検出に関する。
通常、プリンターなどの画像形成装置は、給紙トレイのシート載置面が略水平状態となるような姿勢(横置き姿勢)で使用される。その方が、給紙トレイに積載された記録シートが撓むことなく円滑に給紙できるからである。
しかし、例えば、一般家庭で使用するような場合には、設置スペースにそれほど余裕がないため、画像形成装置を縦置きにして使用できれば便利である。
そこで、近年では、設置スペースに応じ、横置き・縦置きのいずれでも使用が可能な画像形成装置が提案されている(例えば、特許文献1)。
特開平8−314333号公報
しかしながら、特に、電子写真方式の画像形成装置において、これを縦置きにして使用すると、以下に示すように、その定着器における定着ローラーなどの加熱回転体の温度を精度よく制御できないおそれがある。
一般に、加熱回転体の周面の温度は、当該周面を傷つけないように非接触状態で、かつ、周面に近接配置されたサーミスタなどの温度センサーによって検出されており、その検出結果に基づいて加熱回転体用のヒーターをON・OFF制御することにより、当該加熱回転体周面が所定の温度に維持されるようになっている。
ところが、このような非接触型の温度センサーでは、主として加熱回転体と温度センサーとの間に介在する空気の自然対流に伴う熱伝導により温度を検出する構成となっているため、画像形成装置の設置姿勢を変更して、加熱回転体に対する温度センサーの相対的な位置を変化させると、加熱回転体と温度センサー間の対流状況も変化して、温度センサーの検出結果に差異が生じる。
そのため、横置き時において、温度センサーの検出結果に基づいて的確に加熱回転体の温度制御を行うように設計しても、縦置き姿勢にすると、必ずしも望ましい温度に制御することができないという問題が生じてしまう。
本発明は、上述のような問題に鑑みてなされたものであって、設置姿勢が変更可能な画像形成装置において、設置姿勢が変更されても、定着器における加熱回転体の表面温度を同等な精度で検出し、的確な温度制御が可能な画像形成装置を提供することを目的とする。
上記目的を達成するため、本発明に係る画像形成装置は、装置が第1の姿勢で設置された場合と、第1の姿勢と水平方向に対する傾きが異なる第2の姿勢で設置された場合のいずれの場合でも画像形成が可能な画像形成装置であって、加熱回転体の周面に加圧部材を押圧して定着ニップを形成し、当該定着ニップに通紙される記録シート上のトナー像を熱定着する定着手段と、前記加熱回転体の表面温度を非接触で検出する温度検出手段と、前記加熱回転体を加熱する加熱手段と、前記温度検出手段の検出結果に基づき、加熱手段を制御して加熱回転体の温度を制御する制御手段とを備え、前記温度検出手段は、非接触型の温度センサーと、装置が第1の姿勢にあるときと、第2の姿勢にあるときとで、前記加熱回転体の表面温度の検出誤差が所定の範囲内となるように、第1と第2の姿勢の変更に応じて加熱回転体に対する温度測定位置を第1と第2の測定位置に変更する変更手段を備え、前記変更手段は、装置の第1の姿勢から第2の姿勢への変更に伴い、前記温度センサーを、前記第1の測定位置から、第2の測定位置まで移動する移動手段を備え、前記移動手段は、前記温度センサーを、前記第1の測定位置から前記第2の測定位置まで移動可能に保持する保持部材と、筺体の側面であって、第2の姿勢に変更したときに床面に対向する側面から、外方に進退可能に突出する突出部材と、装置を前記第2の姿勢に姿勢変更する際に、前記突出部材が床面に当接して前記筺体内に後退するときの移動を、前記温度センサーが前記第1の測定位置から前記第2の測定位置に移動する動作に変換して前記保持部材に伝達するリンク機構とを備えることを特徴とする。
また、装置を前記第2の姿勢から前記第1の姿勢に姿勢変更する際に、前記突出部材が前記筐体内から突出することにより、前記温度センサーが前記第2の測定位置から前記第1の測定位置に移動することが望ましい。
ここで、前記温度センサーによる検出値を補正するための補正テーブルであって、前記第1の姿勢および前記第2の姿勢に共通の補正テーブルを記憶する記憶部を更に備え、前記第1の姿勢および前記第2の姿勢のそれぞれにおいて、前記記憶部に記憶された補正テーブルを読み出し、前記加熱回転体の表面温度を推定することとしてもよい。
上記構成により、装置の設置姿勢に応じて、前記加熱回転体の表面温度の検出誤差が所定の範囲内となるように、温度検出手段による加熱回転体に対する温度測定位置が第1と第2の測定位置に変更されるため、設置姿勢の如何にかかわらず、加熱回転体の表面温度をほぼ同等な精度で検出して、加熱回転体の表面温度を的確に制御することができる。
本発明の第1の実施の形態に係る画像形成装置が、横置き姿勢で設置されている状態を示す概略断面図である。 上記画像形成装置が、縦置き姿勢で設置されている状態を示す概略図である。 上記画像形成装置の制御部とこれの制御対象とを示すブロック図である。 上記制御部において実行される温調制御の実行手順を示すフローチャートである。 本発明の第2の実施の形態に係る画像形成装置が、横置き姿勢で設置されている状態を示す概略断面図である。 上記第2の実施の形態に係る画像形成装置における定着部周辺の構成を示す斜視図である。 本発明の第2の実施の形態に係る画像形成装置が、縦置き姿勢で設置されている状態を示す概略断面図である。 (a)および(b)は、本発明の変形例に係る画像形成装置における定着部周辺の構成を示す側面図である。
(1)第1の実施の形態
以下、本発明の第1の実施形態に係る画像形成装置について、図面を参照しながら説明する。
(1−1)画像形成装置の構成
図1は、本発明の第1の実施形態に係る画像形成装置の一例であるモノクロのプリンターの構成を説明するための概略断面図である。
プリンター1は、ほぼ直方体状の筐体2を有しており、この筐体2の最も面積が大きい面2aを下向きにして給紙トレイ21が水平に近い状態で設置する姿勢(以下、「横置き姿勢」という。)と、この面2aに直交すると共に、面2aよりも面積が小さい面2bを下向きにして設置する姿勢(以下、「縦置き姿勢」という。)との間で択一的に設置可能な構成となっており、図1では、横置き姿勢の状態を示している。
つまり、ユーザーは、プリンター1の設置姿勢として、通常、横置き姿勢を選択し、また、設置スペースが限られている場合には、縦置き姿勢を選択することができる。
プリンター1は、矢印Aで示す方向に回転駆動される円筒状の感光体ドラム12を有している。
この感光体ドラム12の周囲には、電子写真方式によってトナー画像を記録シート上に形成するための帯電器14、光学部15、現像器16、転写ローラー17が、感光体ドラム12の回転方向(同図の反時計回り)に沿って、この順番で配設されている。
このプリンター1では、制御部50において、外部機器から入力される画像データがレーザダイオードの駆動信号に変換され、その駆動信号によって、光学部15に設けられたレーザダイオードが駆動される。
これにより、光学部15からは画像データに応じたレーザ光Lが感光体ドラム12の表面に照射される。
感光体ドラム12の表面は、予め帯電器14によって所定電位に帯電されており、光学部15から照射されるレーザ光Lが露光されることより、感光体ドラム12の表面上に静電潜像が形成される。この静電潜像は、現像器16において、トナーによって現像されトナー像が形成される。
感光体ドラム12の下方には、給紙部20が設けられており、当該給紙部20は、用紙、OHPシート等の複数枚の記録シートSが積載状態で収容された給紙トレイ21とピックアップローラー25などからなる。
ピックアップローラー25によって、給紙トレイ21内の複数の記録シートSのうちの最上位にあるものが1枚ずつ繰り出されて感光体ドラム12に向けて搬送経路26に送り出される。
なお、給紙トレイ21の昇降板22aは、カム機構などの不図示の駆動機構により昇降する構成となっており、記録シートSを搬送経路26に繰り出す際に上昇して、最上位の記録シートをピックアップローラー25に押し当てる。
矢印B方向に回転する転写ローラー17が、感光体ドラム12の周面に圧接した状態で配されており、これにより転写ニップ27が形成される。搬送経路26を通過した記録シートSは、転写ニップ27内に搬送される。
記録シートSが転写ニップ27を通過する間に、転写ローラー17に印加された転写電圧によって発生する転写電界の作用により、感光体ドラム12上に担持されたトナー像が記録シートS上に転写される。
トナー像が記録シートSに転写された後の感光体ドラム12の表面は、不図示のクリーニングブレードなどによってクリーニングされる。
一方、トナー画像が転写された記録シートSは、定着部30へ搬送される。
定着部30は、並行配置された定着ローラー31および加圧ローラー32を有しており、定着ローラー31と加圧ローラー32間で定着ニップが形成される。
また、定着ローラー31には、制御部50によって温調制御されるヒーター33(ハロゲンランプ)が内蔵されており、これにより定着ローラー31が加熱される。
さらに、定着部30には、定着ローラー31の長手方向(紙面奥行方向)の中央部に、横置き姿勢で設置されたときに使用する温調制御用の第1温度センサー34と、縦置き姿勢で設置されたときに使用する温調制御用の第2温度センサー35とが、定着ローラー31の周方向の異なる位置であって、かつ、定着ローラー31と接触しない位置に設けられている。この周方向の位置の違いについては後述する。
ここで、第1温度センサー34および第2温度センサー35は、サーミスタや熱電対などの比較的安価ないわゆる熱型の温度検出素子であり、本実施の形態では、NTCサーミスタを用いている。
記録シートSに転写された未定着のトナー像は、定着ニップを通過する間に、定着ローラー31によって所定の温度で加熱・加圧されて、記録シートSに定着される。
定着ニップを通過した記録シートSは、定着ローラー31および加圧ローラー32によって排紙ローラー40へ搬送され、排紙ローラー40によって排紙トレイ41上に排出される。
なお、排紙トレイ41の下流側には、着脱式の延長トレイ41aが装着されており、記録シートSが大サイズであっても、先端が垂れ下がらないようになっている。
また、プリンター1は、プリンター1の設置姿勢を検出する姿勢検出部51を備えている。
本実施の形態では、姿勢検出部51として、横置き姿勢において筐体2の底面となる面2aにプッシュスイッチを配しており、面2aから外方に突出しているアクチュエーター51aが設置面と当接して押し上げられることにより、現在横置き姿勢であることを示す信号を制御部50に出力するものである。
制御部50は、プリンター1の各部を統括的に制御してプリントジョブを円滑に実行させる。その制御の一環として、プリンター1の設置姿勢に応じて、第1温度センサー34および第2温度センサー35のうち、温調制御に用いる温度センサーとして適切なものを選択して定着ローラー31の表面温度を計測しつつ、ヒーター33をON・OFF制御して、目標温度に維持する温調制御を実行する。詳しくは、後述する。
図2は、プリンター1の縦置き姿勢の状態を示す概略断面図であり、筐体2の面2bが下向きとなるように載置されている。
ユーザーは、プリンター1を縦置き姿勢で設置する際、給紙トレイ21を、支軸22を中心に矢印C方向に揺動させる。
これにより、給紙トレイ21の載置面21aが、鉛直方向から少し傾斜してやや上向きとなり、記録シートSを給紙トレイ21に立て掛けるようにして載置することが可能となる。
また、給紙トレイ21の幅方向(紙面奥行方向)両端には、1対のガイド板21bが設けられており、記録シートSの幅方向における側縁を揃えて案内する共に、縦置き姿勢における給紙トレイ21の外側への揺動により筐体2との間に生じた隙間を塞いで、記録シートSが脱落しないように構成されている。
ここで、ピックアップローラー25およびこれに連結された不図示の駆動源は、給紙トレイ21と一体となって揺動する構成となっており、プリンター1の設置姿勢が変更されても、ピックアップ時において、ピックアップローラー25が最上位の記録シートSに接触可能な構成となっている。
また、ユーザーは、プリンター1を縦置き姿勢で設置する際、同図に示すように、延長トレイ41a(図1参照)を取り外し、別の延長トレイ42を筐体2に取着する。
これにより、鉛直方向から少し傾いたやや上向きの載置面42aが形成されるため、排紙された記録シートSを積載していくことができる。なお、延長トレイ41aを、縦置きの際にも使用できるような形状に設計しておけば、別途延長トレイ42を備える必要がなくなり、備品のコストを低減することができる。
本実施の形態における第1、第2温度センサー34、35は、それぞれ温度検出感度が高い部分(以下、「感熱部」という。)34aおよび35aを有しており、このうち第1温度センサー34は、その感熱部34aが、横置き姿勢となっている時に、定着ローラー31の軸心を通る鉛直線上であって、かつ、定着ローラー31の幅方向の中央部の上方(以下、単に、「ローラー中央真上の位置」という。)に配されている(図1参照)。
一方、第2温度センサー35は、その感熱部35aが、図2に示すように、縦置き姿勢となっている時に、ローラー中央真上の位置にくるように配されている。
なお、定着ローラー31表面から感熱部34aまでの最小距離D1と、定着ローラー31表面から感熱部35aまでの最小距離D2(図1参照)は、いずれも2.3[mm]±0.3[mm]となるように設定されている。
このD1およびD2の値は、組み付け誤差等に起因する感熱部34aおよび感熱部35aと定着ローラー31の表面との接触を防止して、当該表面に傷などが生じないようにしつつ、定着ローラー31との表面温度を精度よく検出することができるように設定された値である。
(1−2)制御部の構成
図3は、プリンター1における制御部50の構成と、これの制御対象となる主構成要素との関係を示す図である。
制御部50は、主な構成要素として、CPU150、通信インターフェース(I/F)部151、RAM152、ROM153、EEPROM154、補正テーブル記憶部155を備えている。
通信I/F部151は、LANカード、LANボードといったLANに接続するためのインターフェースである。
RAM(Random Access Memory)152は、揮発性のメモリーであって、CPU150におけるプログラム実行時のワークエリアとなる。
ROM(Read Only Memory)153には、プリントの実行に関連する制御を行うための制御プログラムなどが格納されている。
EEPROM(Electronically Erasable and Programmable Read Only Memory)154は、不揮発性のメモリーであって、CPU150のデータ保存エリアとなる。
補正テーブル記憶部155は、EEPROMからなり、後述の温調制御に用いる補正テーブルを記憶している。
CPU(Central Processing Unit)150は、ROM153に格納されている制御プログラムを実行することにより、ウォーミングアップやプリントの実行などを実施する。
その際、CPU150は、姿勢検出部51、定着部30の第1温度センサー34および第2温度センサー35から出力される信号にもとづき、定着ローラー31内に設けられたヒーター33をON・OFFして、定着ローラー31を目標温度に調整する以下のような温調制御を実施する。
(1−3)温調制御の内容
以下、第1の実施の形態に係る、制御部50における定着ローラー31の温調制御について、図4のフローチャートに基づき説明する。
CPU150は、定着ローラー31を温調の開始のタイミングとなるまで待機し(ステップS11:NO)、プリンター1の電源投入直後や、プリントジョブを受け付けた場合などに、温調開始のタイミングであると判定し(ステップS11:YES)、姿勢検出部51(図1)の出力信号を現在のプリンター1の設置姿勢に関する情報として取得する(ステップS12)。
当該情報によりプリンター1の載置状態が横置き姿勢となっていると判定された場合には(ステップS13:YES)、第1温度センサー34および第2温度センサー35のうち、第1温度センサー34を温調制御用の温度センサーとして選択する(ステップS14)。
そして、CPU150は、選択された第1温度センサー34の検出値と補正テーブル記憶部155に格納された補正テーブルを用いて、定着ローラー31の表面温度を推定する(ステップS16)。
上述のように第1温度センサー34は、非接触型であるため、その検出値と実際の定着ローラー31の表面温度そのものを示すものではない。そこで、あらかじめ、横置き姿勢の状態で実際の定着ローラー31の表面温度の検出値と第1温度センサー34の検出値を実験により取得して、第1温度センサー34の検出値ごとに、それらを実際の定着ローラー31の表面温度に換算するための補正係数を求めておき、当該第1温度センサー34の検出値と補正係数を対応させた補正テーブルを作成し、これを補正テーブル記憶部155に格納している。
このようにして求められた定着ローラー31の表面温度t1が、目標温度t0より低い場合には(ステップS17:YES)、ヒーター33をON状態にして(ステップS16)定着ローラー31を加熱し、表面温度t1が、目標温度t0より高い場合には(ステップS17:NO)、ヒーター33をOFF状態にする(ステップS19)。
そして、温調終了か否かを判定する(ステップS20)。例えば、プリントジョブが終了したとき、もしくは、プリントジョブが終了してから所定の待機時間が経過したときに、CPU150により温調終了と判定される。
温調終了でないと判定された場合には(ステップS20:NO)、上記ステップS16〜S19までの動作が繰り返し実行される。
温調終了であると判定された場合には(ステップS20:YES)、そのときのヒーター33の状態を確認し、ON状態であれば、OFF状態にした後(ステップS21)、温調制御を終了する。
また、プリンター1の載置状態が縦置き姿勢となっている場合(ステップS13:NO)、第2温度センサー35を温調制御用の温度センサーとして選択し(ステップS15)、選択された温度センサーの検出値と補正テーブル記憶部155に記憶された補正テーブルを用いて、定着ローラー31の表面温度を推定する(ステップS16)。
この補正テーブルは、第1温度センサー34による温度推定の場合と同じ補正テーブルを使用することができる。縦置き姿勢の際における第2温度センサー35の感熱部35aは、横置き姿勢における第1温度センサー34の感熱部34aと同じく、定着ローラー31の直上に位置し、定着ローラー31の周面からの距離も同じに設定されているからである。
これにより、補正テーブルを横置き姿勢、縦置き姿勢のぞれぞれの場合について作成する必要がなく、それだけ補正テーブルを保持するための記憶容量を節約することができる。
なお、第1温度センサー34および第2温度センサー35は、上述のように、自然対流に伴う熱伝導により加熱されており、自然対流の下では、空気が下方から上方に向かって流れるので、温度センサーの配設位置が、定着ローラー31の直上の位置から周方向に逸れると、温度センサーの感熱部の位置が対流の本流から外れてしまい熱伝導量が減少すると共に、対流も不安定になるおそれがある。
本実施の形態に係るプリンター1では、設置姿勢に応じて選択された温度センサーの感熱部は、ローラー中央真上に位置するので、これにより、当該温度センサーは、対流が盛んで熱伝導量が多い位置で温度検出を行うことができるので、安定した温度計測が可能となる。
(2)第2の実施形態
(2−1)画像形成装置の構成
以下、本発明の第2の実施形態に係る画像形成装置の一例であるプリンターについて、図面を参照しながら説明する。
第2の実施形態に係るプリンターの構成は、基本的に上記第1の実施形態に係るプリンター1と共通するが、第2の実施の形態に係るプリンター200では、姿勢検出部51が備えられていない点、および、定着ローラー31の温調制御用の温度センサーとして、定着ローラー31の外周面に沿って1個しかなく、これを移動可能に保持している点がプリンター1とは異なる。
以下では、共通の構成部分には第1の実施形態と同じ符号を付して、その説明は省略し、相違する点を中心に説明する。
図5は、第2の実施形態に係るプリンター200の定着部30における要部構成を示す部分概略断面図である。同図では、プリンター200を横置き姿勢で設置した状態を示している。
同図に示すように、定着ローラー31の温度検出用として、1個の温度センサー36が支持機構130に支持されてなる。
この温度センサー36は、第1の実施の形態における第1温度センサー34および第2温度センサー35と同様、サーミスタや熱電対などの主に熱伝導によって温度を検出する比較的安価な熱型の温度検出素子である。
図6は、温度センサー36の支持機構130を説明するための斜視図である。
同図に示すように、支持機構130は、定着ローラー31と並行に配された支持部材131を、その両端部を90°折り曲げてなる側板部131a、131bを介して、定着ローラー31の回転軸31aに回転自在に軸支されている。
温度センサー36は、定着ローラー31の回転軸方向に沿って設けられた支持部材131の長手方向の中央部に固定されている。
そして、側板部131aの上記軸支位置から少し離れた位置に突設されたピン131cを介してロッド132の端部が軸支され、ロッド132と支持部材131とでリンク機構が構成される。
ロッド132は、側板部131aに軸支されている端部とは反対側の端部132aが、筐体2の面2bに設けられた貫通孔2cから外方に突出している。
さらに、ロッド132と筐体2の面2b側との間に、引張ばね133が留め掛けられており、これによりロッド132は、貫通孔2cから外方に突出するように付勢される。
ロッド132の途中には、鍔状のストッパー部132bが設けられており、当該ストッパー部132bが、筐体2の内側に当接することにより、ロッド132の外側の端部132aの突出量が規制される。
横置き姿勢の状態で、ロッド132がこの位置で停止することにより、図5に示すように支持部材131に固定された温度センサー36の感熱部36aが、丁度定着ローラー31のローラー中央真上の位置に存するようになっている。
ここで、プリンター200の設置姿勢を横置きから図7に示すように縦置きに変更すると、面2b側が筐体2の底面となるため、ロッド132の面2bから外側に突出している端部132aが載置面に当接し、引張ばね133の付勢力に抗して矢印Dで示す方向に押し込まれる。
これにより、支持部材131は、矢印Eで示す方向に揺動すると共に、これに保持された温度センサー36が定着ローラー31の外周面に沿って移動することとなる。
そして、プリンター200を縦置き姿勢で設置した状態で、温度センサー36の感熱部36aが、ローラー中央真上の位置に移動するように、支持機構130の各部材の寸法、軸支位置が設定されている。
なお、本実施の形態でも定着ローラー31表面から温度センサー36の感熱部36aまでの最小距離は、いずれの設置姿勢であっても、第1の実施の形態と同様に、2.3[mm]±0.3[mm]に設定されている。
このような構成にすることにより、第2の実施の形態に係るプリンター200では、横置き姿勢および縦置き姿勢のそれぞれにおいて、温度センサー36の感熱部36aを、対流が盛んで熱伝導量が多いローラー中央真上の位置に配することができるので、定着ローラー31の表面温度をより反映した温度検出が可能であり精度が高くなる。
また、各設置姿勢間において、ローラー中央真上の位置における感熱部36a周辺の熱伝導の条件が略等しくなるため、各姿勢共通の補正テーブルを用いて、定着ローラー31の表面温度を精度よく推定することができる。
これにより、第1の実施の形態と同様に、補正テーブルを格納する補正テーブル記憶部155の記憶容量の節約が可能となる。
なお、プリンター200を縦置き姿勢から横置き姿勢に戻した場合、ロッド132は、設置面から離れて装置内部に押し込まれる力が解除され、引張ばね133の作用によって筐体2から飛び出す。
これより、支持部材131が矢印F方向に戻り、これに固定された温度センサー36も二点鎖線で示す位置に復帰する。
以上のように、第2の実施形態では、プリンター200の設置姿勢に応じて、温度センサー36の感熱部36aが、熱伝導が盛んに行われるローラー中央真上に位置変更されるので、温度検出が安定的に行われると共に、各設置姿勢間における感熱部36a周辺の熱伝導条件が略等しいため、各姿勢共通の補正テーブルを用いて定着ローラー31の表面温度をより正確に推定することができる。
<変形例>
本発明は、上述のような実施の形態に限られるものではなく、次のような変形例も実施することができる。
(1)上記第1および第2の実施の形態では、プリンターの各設置姿勢において、温調制御用の温度センサーの感熱部の位置が、ローラー中央真上の位置に存していたが、これに限らない。
図8(a)および(b)は、本変形例に係る支持機構230の構成を示す図である。
このうち図8(a)は、プリンターを横置き姿勢で設置しているときの支持機構230の状態を示す図であり、また、図8(b)は、プリンターを縦置き姿勢で設置しているときの支持機構230の状態を示す図である。
変形例に係る支持機構230の構成は、基本的に上記第2の実施形態に係る支持機構130と共通するが、温度センサー36の定着ローラー31に対する位置および姿勢変更時における揺動角度が異なる点が支持機構130とは異なる。
支持機構230では、横置き姿勢において、図8(a)に示すように、定着ローラー31の幅方向の中央部において、これの軸心を通る鉛直線から同図の時計方向に角度θ1傾いた位置P1に温度センサー36の感熱部36aが位置し、また、縦置き姿勢において、図8(b)に示すように、定着ローラー31の幅方向の中央部において、これの軸心を通る鉛直線から同図の時計方向に角度θ2傾いた位置P2に温度センサー36の感熱部36aが位置しているものとすると、角度θ1と角度θ2の値が略等しくなるように設定されている。
このようにすれば、横置き姿勢および縦置き姿勢における感熱部36aは、各姿勢においてローラー中央真上からの相対的位置が同じになる。
このため、プリンターの設置姿勢の如何によらず感熱部36a周辺の自然対流の状況は略同様となり、熱伝導の条件も略等しくなるため、1つの補正テーブルを用いて、定着ローラー31の表面温度を精度よく推定することができる。
また、これと同じ考え方にもとづき、第1の実施形態に係る定着部30のように、各設置姿勢に対応する温度センサーを各1個設ける構成では、第1温度センサー34の感熱部34aおよび第2温度センサー35の感熱部35aを、それぞれ上述の位置P1およびP2の位置に設けることで、上記変形例と同様に、各姿勢共通の補正テーブルを用いて、定着ローラー31の表面温度を精度よく推定することができる。
なお、θ1とθ2は必ずしも完全に等しくなくてもよく。両者に多少の差があっても、一方の設置姿勢における検出値の、他方の設置姿勢における検出値に対する誤差が、所定範囲内(本実施の形態では、+−15[%]以内としている。)となるような角度差内に収まればよい。この場合には、共通の補正テーブルを用いて温度制御しても、ほとんど精度上の問題が生じないと解されるからである。
また、θ1とθ2は、あまり大きいと自然対流を利用しての定着ローラー31の表面温度の検出精度が劣化してしまうので、共に90°未満であり、望ましくは45°未満がよい。
(2)上記実施の形態では、横姿勢の場合における第1の温度センサー34の出力から実際の定着ローラー31の表面温度を推定するための補正係数を格納した補正テーブルを補正テーブル記憶部155内に格納していた。
しかし、定着ローラー31の温度検出の精度をさらに向上させるため、きめ細かい補正テーブルを作成してもよい。
厳密に言えば、温度センサーは、定着ローラー31の表面から対流などの熱伝導より伝わる熱と、定着部30のハウジング内の温度(以下、「雰囲気温度」という。)の双方に影響されて検出値を出力する。
したがって、温調開始時の定着部30の雰囲気温度によって、実際の定着ローラー31の表面温度と温度センサーの検出結果との誤差も微妙に変化することになる。
つまり、雰囲気温度が低いと、温度センサーは、定着ローラー31の表面温度を反映しやすいが、雰囲気温度が高くなるとその温度の温度センサーの検出値に対する影響も大きくなり、補正係数の修正が必要となる。
そこで、たとえば、上記の温調制御用に主に定着ローラー31表面温度を検出する温度センサー(以下、「温調用温度センサー」という。)とは別に定着ローラー31から離れた位置に主に雰囲気温度を検出するための温度センサー(以下、「雰囲気温度センサー」)を設けて、雰囲気温度ごとに補正係数を求めて補正テーブルを作成して、補正テーブル記憶部155に格納しておき、温調制御時には、まず、雰囲気温度センサーの検出値に基づき、補正テーブルを選択して、温調用温度センサーの検出値を当該選択した補正テーブルで補正するようにすることにより、定着ローラー31の表面温度をより正確に推定することができる。
このように、それぞれの設置姿勢における補正テーブルの種類が多くなると、それらの記憶に必要な記憶容量も多くなるが、上述のように本発明によれば、一方の設置姿勢における補正テーブルを他方の設置姿勢における補正テーブルと共通に使用できるので、記憶容量の節約の効果が大きい。
(3)上記第1の実施の形態では、プリンター1の設置姿勢を取得する取得手段として、姿勢検出部51を用いたが、これに限られない。
例えば、プリンター1の操作パネル(不図示)あるいは他の適当な手動スイッチを受付手段として、ユーザーから設置姿勢の指定を受け付けてもよく、また、設置姿勢を検出する手段として上記のプッシュボタンなどのほか、傾きセンサーや加速度センサーなどを用いて重力加速度の作用する方向を検出することにより、プリンターの設置姿勢を検出してもよい。
(4)上記第1および第2の実施の形態では、定着ローラー31は、これに内蔵されたヒーター33によって加熱されていたが、これに限られない。
近年、定着ローラー内にヒーターを内蔵させるのではなく、ローラーの外径よりも僅かに内径が大きい発熱層を含む無端状の定着ベルトに当該ローラーを遊嵌し、当該定着ベルトの発熱層を誘導加熱する所謂ゆるばめ式の定着装置が考えられている。
本構成では、定着ベルトにおける外周の一部のみをローラーの外周面に接触させているため断熱効率が高く、ウォーミングアップ時間を短縮することができるというメリットがある。
当該ゆるばめ式の定着装置では、温度検出の対象は、定着ローラーではなく定着ベルトとなる。このように、温度検出の対象は、様々なものが考えられるため、加熱回転体であれば、どのようなものであっても構わない。
(5)上記第1および第2の実施の形態では、面2aと面2bが直交するため、プリンターの縦置き姿勢は、横置き姿勢に対して90°傾く状態となっているが、これに限られない。
例えば、面2aと面2bとが成す角度が、90°でない場合も考えられ、このような場合には、縦置き姿勢は、横置き姿勢に対して90°以外の角度で傾いている。
第1の実施の形態において、このような状況が生じている場合には、感熱部34aおよび35aは、それぞれ横置き姿勢および縦置き姿勢おいて、ローラー中央真上に位置するように構成されることが望ましい。
同様に、第2の実施の形態では、各設置姿勢において、温度センサー134の感熱部34aが、ローラー中央真上に位置するように位置変更されることが望ましい。
(6)また、上記第1および第2の実施の形態では、定着ニップを形成するために、定着ローラーと加圧ローラーとを圧接させていたが、これに限らない。
例えば、加圧ローラーの代わりに、表面が低摩擦材料などで覆われた加圧パッドなどを定着ローラーに圧接させる構成としてもよく、要するに、定着ローラーを加圧する加圧部材としては、表面に適当な摺動性を有して加圧できるものであれば、どのようなものであってもよい。
(7)なお、上記実施の形態では、本発明に係る画像形成装置をモノクロ式プリンターに適用した場合の例を説明したが、これに限られず、タンデム型カラーデジタルプリンターに適用してもよく、要するに、設置姿勢が変更可能であって、加熱回転体を有する定着装置を備える画像形成装置一般に適用することができる。
また、上記実施の形態および上記変形例の内容をそれぞれ組み合わせるとしてもよい。
本発明は、設置姿勢が変更可能であって、加熱回転体の外周面に加圧部材を押圧して定着ニップを形成し、未定着画像の形成されたシートを当該定着ニップに通紙して熱定着する画像形成装置に広く適用することができる。
1 プリンター
2 筐体
12 感光体ドラム
14 帯電器
15 光学部
16 現像器
17 転写ローラー
20 給紙部
21 給紙トレイ
22a 昇降板
25 ピックアップローラー
30 定着部
31 定着ローラー
31a 回転軸
32 加圧ローラー
33 ヒーター
34 第1温度センサー
34a 感熱部
35 第2温度センサー
35a 感熱部
40 排紙ローラー
50 制御部
51 姿勢検出部
51a アクチュエーター
130 プリンター
130 定着部
131 支持部材
131a、131b 側板部
132 ロッド
132b ストッパー部
134 温度センサー
134a 感熱部

Claims (3)

  1. 装置が第1の姿勢で設置された場合と、第1の姿勢と水平方向に対する傾きが異なる第2の姿勢で設置された場合のいずれの場合でも画像形成が可能な画像形成装置であって、
    加熱回転体の周面に加圧部材を押圧して定着ニップを形成し、当該定着ニップに通紙される記録シート上のトナー像を熱定着する定着手段と、
    前記加熱回転体の表面温度を非接触で検出する温度検出手段と、
    前記加熱回転体を加熱する加熱手段と、
    前記温度検出手段の検出結果に基づき、加熱手段を制御して加熱回転体の温度を制御する制御手段とを備え、
    前記温度検出手段は、
    非接触型の温度センサーと、
    装置が第1の姿勢にあるときと、第2の姿勢にあるときとで、前記加熱回転体の表面温度の検出誤差が所定の範囲内となるように、第1と第2の姿勢の変更に応じて加熱回転体に対する温度測定位置を第1と第2の測定位置に変更する変更手段を備え
    前記変更手段は、
    装置の第1の姿勢から第2の姿勢への変更に伴い、前記温度センサーを、前記第1の測定位置から、第2の測定位置まで移動する移動手段を備え、
    前記移動手段は、
    前記温度センサーを、前記第1の測定位置から前記第2の測定位置まで移動可能に保持する保持部材と、
    筺体の側面であって、第2の姿勢に変更したときに床面に対向する側面から、外方に進退可能に突出する突出部材と、
    装置を前記第2の姿勢に姿勢変更する際に、前記突出部材が床面に当接して前記筺体内に後退するときの移動を、前記温度センサーが前記第1の測定位置から前記第2の測定位置に移動する動作に変換して前記保持部材に伝達するリンク機構と、
    を備えることを特徴とする画像形成装置。
  2. 装置を前記第2の姿勢から前記第1の姿勢に姿勢変更する際に、前記突出部材が前記筐体内から突出することにより、前記温度センサーが前記第2の測定位置から前記第1の測定位置に移動することを特徴とする請求項1に記載の画像形成装置。
  3. 前記温度センサーによる検出値を補正するための補正テーブルであって、前記第1の姿勢および前記第2の姿勢に共通の補正テーブルを記憶する記憶部を更に備え、
    前記第1の姿勢および前記第2の姿勢のそれぞれにおいて、前記記憶部に記憶された補正テーブルを読み出し、前記加熱回転体の表面温度を推定することを特徴とする請求項1または2に記載の画像形成装置。
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