JP5852436B2 - 画像加熱装置 - Google Patents
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Description
(画像形成装置)
図2は本発明の実施形態に係る画像加熱装置を搭載した画像形成装置の一例の全体構成模型図である。この画像形成装置は、制御回路部(制御手段)100と通信可能に接続した外部ホスト装置200からの入力画像情報に応じて作像動作して、記録材上にフルカラー画像を形成して出力することができる。外部ホスト装置200は、コンピュータ、イメージリーダー等である。制御回路部100は、外部ホスト装置200と信号の授受をする。また各種作像機器と信号の授受をし、作像シーケンス制御を司る。
次に本実施形態に係る画像加熱装置としての定着装置20について説明する。なお、以下の説明において、定着装置またはこれを構成している部材について、長手方向とは記録材搬送路面内において記録材搬送方向に直交する方向に平行な方向である。定着装置に関して、正面とは記録材導入側の面、左右とは装置を正面から見て左または右である。記録材の幅とは、記録材面において記録材搬送方向に直交する方向の記録材寸法である。
まず、定着機構部20Aの概略を説明する。定着機構部20Aはフィルム加熱方式・加圧回転体駆動方式(テンションレスタイプ)のオンデマンド定着装置である。31は第1の定着部材(加熱部材)としてのフィルムアセンブリ、32は第2の定着部材(加圧部材)としての弾性の加圧ローラであり、両者の圧接により定着ニップ(通紙ニップ)部を形成させている。定着ニップ部には、トナー画像を担持した記録材が挟持搬送され、トナー画像が加熱されて固着画像を得る。
図1で、送風冷却機構部20Bは、小サイズ記録材を連続通紙(小サイズジョブ)した際に生じるフィルム33の非通紙部の昇温を、送風により冷却する冷却手段である。図7は、この送風冷却機構部20Bの外観斜視模式図である。図8は図7の(8)−(8)線に沿う拡大断面図である。図1、図7、図8を参照して、本実施形態における送風冷却機構部20Bを説明する。送風冷却機構部20Bは、送風手段である冷却ファン(以下、ファンと略記する)41を有する。
のように、シャッタ44を送風口43を非通紙部bに対応する部分まで開いた移動する。また、B4サイズ幅の小サイズ記録材であるときは、シャッタ44を、非通紙部aに対応する部分だけ送風口43を開いた位置に移動する。
本実施形態においては、小サイズ紙の非通紙部のフィルム膜厚に基づいて、ファンの送風量の制御を行う。図11に本実施形態における、フィルム33の長手方向領域のある領域において摩耗して薄くなった厚み減少分ΔDとフィルム33のその領域における温度の表裏差ΔTの関係を示す。フィルム33の厚み減少分ΔDが大きくなれば、フィルム温度の表裏差ΔTは小さくなる。例えば、フィルム表面が5μm薄くなると、フィルム温度の表裏差は5℃低下する。このように、フィルムが摩耗すると、ヒータ裏の温度センサTH1に基づいて同じ制御温度で制御していても、フィルム33表面の温度は高くなることが分かる。
図16は本実施形態における制御を示すフローチャートである。S101では、外部ホスト200からプリントスタート信号を受信し、プリント動作を開始する。S102では、ヒータ35への通電を行い、定着装置の温度立ち上げを開始する。S103では、定着装置が所定の温度に到達すると第一の温度センサTH1の温度が所定の定着温度となるように温度制御及びプリント動作を開始する。S104では、記録材幅Wに基づいてシャッタ44の開口幅Aを決定する。
図17は最大サイズ記録材の通紙枚数100kの定着装置寿命末期において、定着フィルム33表面の温度をグラフ化したものである。即ち、ファンによる冷却風を非通紙部に吹かせながらA4、B4、A4縦送りを通紙してから所定の時間が経過した後、次に大サイズ紙を通紙する直前の非通紙域近辺における定着フィルム33表面の温度をグラフ化したものである。
端部冷却ファンの送風量をコントロールする方法として、特許文献1にあるように、定着部材表面の非通紙部の温度に応じてファンをONOFF制御する方法がある。また特許文献2にあるように、定着部材表面の非通紙部の温度に応じてファンの送風域を制御する方法もある。これらの方法を用いれば、耐久を通じて定着部材の非通紙部昇温を抑えることは可能である。ただし、これらのように定着部材表面の温度を赤外センサ等を用いてモニタするような構成を採る場合、このようなセンサは取り付けにスペースを要し、それ自体高価であるため、装置の大型化とコストの上昇を伴ってしまう。
本実施形態は第1の実施形態とは、定着装置の耐久が進むに連れてファンの回転数を増加させるのではなく、ファンの開口幅(送風領域幅)を広げるように変化させるという点で異なる。本実施形態では、実施形態1の画像形成装置と同じ部材・部分に同一の符号を付して再度の説明を省略する。図18は、定着装置寿命末期において、冷却ファンのシャッタ開口幅AをΔAだけ通紙域側に広げて、B4サイズ紙を通紙したときの非通紙域近辺における定着フィルム33表面の温度をグラフ化したものである。実線はΔA=0の温度曲線、点線はΔA>0(後述するΔDによって決まる所定の値)の温度曲線を示している。
図20は、本実施形態における制御の一例を表したフローチャートである。S201〜S204、S206、207、S209〜S213は、第1の実施形態におけるS101〜S104、S106、S107、S109〜S113と同様の制御を行う。S205においては、最大サイズ記録材の積算通紙枚数Nからフィルム膜厚減少分ΔDを算出し、その値に応じてファンのシャッタ開口幅増分ΔAを求める。これらの計算は図12、図19のグラフに基づいて行う。S208では、シャッタ開口幅A+ΔAでファンを駆動する。
本実施形態は第1の実施形態とは、定着装置の耐久が進むに連れてファンの回転数を増加させるのではなく、ファンの稼働時間(送風時間)を長くするように変化させるという点で異なる。本実施形態では、第1の実施形態と同じ部材・部分に同一の符号を付して再度の説明を省略する。図21はファン駆動温度Tfan−on、停止温度Tfan−offをそれぞれ所定の温度−ΔTf、+ΔTfだけ変化させたときの、定着装置寿命末期において定着フィルム33表面の温度をグラフ化したものである。
図23は本実施形態における制御の一例を表したフローチャートである。S301〜S304、S306、S308〜S310、S312、S313は、実施形態1におけるS101〜S104、S106、S108〜S110、S112、S113と同様の制御を行う。S305においては、最大サイズ記録材の積算通紙枚数Nからフィルム膜厚減少分ΔDを算出し、その値に応じてファン駆動/停止温度変化分ΔTfを求める。これらの計算は図12、図22のグラフに基づいて行う。
図24は本実施形態に係る画像加熱装置としての定着装置の概略構成図である。この定着装置は、ベルト63を複数の張架部材としてのバックアップ部材60(ヒータを含む)、駆動ローラ61、テンションローラ62に対して懸回張設して配設してある。加圧ローラ32は、ベルト63を挟んでバックアップ部材60に対して圧接してベルト63との間に定着ニップ部Nを形成する。本実施形態では、ベルト63が駆動ローラ61が駆動されることで回転駆動され、加圧ローラ32はベルト63の回転に従動して回転する。
上述した実施形態においては、ファン41は定着部材の非通紙部へ冷却のための送風を行う構成としたが、加圧部材の非通紙部へ冷却のための送風を行う構成としても良い。更には、定着部材と加圧部材の双方に対し、非通紙部へ冷却のための送風を行うようにしても良い。
上述した実施形態においては、定着機構部20Aは記録材の通紙を中央基準搬送で行う構成としたが、記録材の通紙を片側基準搬送で行なう構成のものであっても同様に非通紙部に対する冷却のための送風を行うことができる。
また、上述した実施形態においては、冷却ファンの風量・シャッタ開口幅・送風時間の制御を、使用履歴として最大サイズ記録材の積算通紙枚数を用い、この使用履歴に応じて行った。しかしながら、本発明はこれに限らず、フィルム33の膜厚減少が主に加圧ローラ32との摺擦による場合等は、フィルム33もしくは加圧ローラ32の積算回転数に応じて行っても良い。
上記実施形態においては、画像加熱装置としての定着装置における回転可能なベルト部材として、定着フィルム33、ベルト63を説明したが、回転可能なベルト部材としては、これに限られない。回転可能なベルト部材として薄肉ローラを用いることもでき、この場合は薄肉部がベルトに相当する機能を有し、厚肉部(中心部)がバックアップ部材に相当する機能を有する。
上述した実施形態においては、加熱源としてフィルム33の内周面と接触するヒータを用いた方式を説明したが、本発明はこれに限らず、励磁コイルによる誘導加熱で加熱する方式や、発熱層を備えたフィルム自体に通電する方式などを用いることができる。
Claims (10)
- 加熱源によって加熱される回転可能なベルト部材と、
前記ベルト部材の内周面と接触するバックアップ部材と、
前記ベルト部材の外周面と接触する加圧部材と、
を有し、
前記ベルト部材と前記加圧部材の間に形成されるニップ部に画像を担持した記録材を挟持搬送して前記画像を加熱する画像加熱装置であって、
前記ベルト部材、前記加圧部材の少なくとも一方に対し、前記記録材の搬送方向と交差する方向の非通紙部を冷却するために送風する送風手段と、
前記ベルト部材の使用履歴に応じて、前記ベルト部材の厚みが小さくなる程、送風量を大きくするように、前記送風手段を制御する制御手段と、
を有することを特徴とする画像加熱装置。 - 前記使用履歴は、前記記録材の積算通紙枚数とすることを特徴とする請求項1に記載の画像加熱装置。
- 前記積算通紙枚数は、前記記録材の搬送方向と交差する方向の領域を複数分割した時の、前記複数分割された領域のうち少なくとも1つの領域での前記記録材の積算通紙枚数とすることを特徴とする請求項2に記載の画像加熱装置。
- 前記加圧部材は加圧ローラであり、前記使用履歴は前記加圧ローラまたは前記ベルト部材の積算回転数とすることを特徴とする請求項1に記載の画像加熱装置。
- 前記送風手段は冷却ファンを備え、
前記制御手段は、前記使用履歴に応じて前記冷却ファンの回転数を制御することを特徴とする請求項1乃至4のいずれか1項に記載の画像加熱装置。 - 前記制御手段は、前記使用履歴に応じて前記送風手段の送風領域幅を制御することを特徴とする請求項1乃至4のいずれか1項に記載の画像加熱装置。
- 前記制御手段は、前記使用履歴に応じて前記送風手段の送風時間を制御することを特徴とする請求項1乃至4のいずれか1項に記載の画像加熱装置。
- 前記非通紙部の温度を検出する温度検出手段を備え、
前記制御手段は、前記温度検出手段で検出される温度が、所定温度を超えない場合には前記送風手段を作動させず、前記所定温度を超える場合には前記送風手段を作動させることを特徴とする請求項1乃至7のいずれか1項に記載の画像加熱装置。 - 記録材の通紙を中央基準搬送で行うことを特徴とする請求項1乃至8のいずれか1項に記載の画像加熱装置。
- 前記ベルト部材は、フィルム、ベルト、薄肉ローラの薄肉部のいずれかであることを特徴とする請求項1乃至9のいずれか1項に記載の画像加熱装置。
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