JP6305208B2 - 定着装置及び画像形成装置 - Google Patents
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Description
以下に、本発明を実施するための形態について説明する。本実施例に記載する装置の構成や手段は本発明を説明するための一例であり、記載される内容に限定されるものではない。
次に、図2に示される画像形成装置の概略断面図を参照して、画像形成部300の詳細について説明する。なお、本実施形態の画像形成部300では電子写真方式を採用している。また、図2の参照番号の末尾に示すアルファベットY、M、C、Kは、それぞれイエロー、マゼンタ、シアン、ブラックのトナーに対応した各エンジンを示す。以下では、全てのトナーに対応するエンジンを示す場合は末尾のアルファベットY、M、C、Kを省略して参照番号を記載し、個別に示す場合は参照番号の末尾にアルファベットY、M、C、Kを付記して記載する。
現像装置223Kは、モノクロ現像のための現像装置であり、ドラム225K上の潜像をKのトナーで現像する。また現像装置223Y、M、Cはフルカラー現像のための現像装置であり、現像装置223Y、M、Cは、ドラム225Y、M、C上の潜像をそれぞれY、M、Cのトナーで現像する。ドラム225上に現像された各色のトナー像は、転写装置220によって中間転写体である転写ベルト226に一括で多重転写され、Y、M、C、Kそれぞれのトナー像が重ね合わされる。
また、現像装置223の現像ローラには各色毎に予め設定された現像バイアスが印加されており、上記潜像は、現像ローラの位置を通過する際にトナーで現像され、トナー像として可視化される。トナー像は、転写装置220により転写ベルト226に転写され、更に2次転写装置231で、給紙部より搬送された用紙に転写された後、レジスト後搬送パス268を通過し、定着搬送ベルト230を介して、ベルト定着装置500へと搬送される。このようにして、ベルト定着装置500に対して、画像(潜像)が形成された用紙が自動供給される。
ドラム225上に残留したトナーは、クリーナ装置222で除去、回収される。最後に、ドラム225は、除電装置271で一様に0ボルト付近まで除電されて、次の画像形成サイクルに備える。
なお、画像形成部300においては、用紙を連続的に給紙カセット241、242、243より給送させることが可能である。この場合、先行する用紙の用紙長を考慮し、用紙が重なり合わないような最短の間隔で給紙カセット241、242、243からの給紙を行う。上述したように、位置補正後に、レジストローラ255を起動させることにより、用紙は2次転写装置231へ供給されるが、2次転写装置231に到達すると、再びレジストローラ255が一時停止される。これは、後続の用紙に対して先行する用紙と同様に位置補正を行うためである。
(ベルト定着装置全体構成)
ベルト定着装置500は、ベルト定着装置の上側に配設した、定着手段としての定着ベルトユニット500aと、下側に配設した加圧ベルトユニット500bと、のアセンブリである。この定着ベルトユニット500aは、無端の定着ベルト503aと、定着ステアリングローラ505aからなるアセンブリである。加圧ベルトユニット500bは、無端の加圧ベルト503bと、加圧ステアリングローラ505bからなるアセンブリである。
定着ベルト503aは、上部に配設した誘導加熱コイル502により発熱される。定着ベルトとしては、厚さ75μm、幅380mm、周長200mmのニッケル金属層もしくはステンレス層などの磁性金属層に厚さ300μmのシリコンゴムをコーティングしたものが用いられる。
定着モータ501を駆動させることで、定着ベルト503aを常に回転させておく。この回転により、定着ベルト503aにおける誘導加熱コイル502で加熱される部分が順に入れ替わっていき、定着ベルト503a全体が温まるようになる。また、定着ベルト503aには温度センサ504が併設されており、定着ベルト503aの温度を検知することができる。温度センサ504の出力値から温度を検知し、設定したい温度に到達したかどうかで誘導加熱コイル502への給電をOFF/ONすることにより、定着ベルトの温度を一定に保つことができる。
図5において、CPU600は、画像形成装置1000における各種制御を実行する。また、CPU600は、操作部400の表示、キー入力制御と各給紙カセットに行う紙種設定の制御や印刷される画像データを画像形成部300に送るプリンタのコントローラ460とも接続されている。ROM601は、CPU600が動作するためのプログラムを格納している。RAM602は、CPU600が一時的にデータを記憶しておくための記憶部である。バックアップRAM603は、この例の複写機の動作上で設定された情報を記録する記憶部である。バックアップRAM603には、電源を切断しても記憶された情報を維持するために、図示されないバックアップバッテリによって電源供給がされている。
図6は、コントローラ460と画像形成装置のCPU600との間で行われるプリントシーケンス図である。この例では、コントローラ460から10ページのプリントを行う。ユーザが操作部400上で使用する給紙カセットを選択し、プリント開始キーを押すことで画像形成が開始される。この場合、まず、コントローラ460からCPU600にプリント開始コマンド700が通知される。プリント開始コマンド700を受信すると、CPU600は画像形成動作のための準備を開始する。
CPU600が2ページ目のページ処理終了コマンド730(2)をコントローラ460に通知すると、2ページ目についてのページ情報コマンド(2)が削除され、CPU600内のRAM602に1ページ分の空きが出来る。従って、CPU600は、RAM602内に次の7ページ目のページ情報コマンド710(7)を受信可能になる。従って、図6においては、7ページ目のページ情報コマンド710(7)は、ページ情報コマンド710(2)がコントローラ460に通知された後に、CPU600に通知されている。
コントローラ460は、10ページ目のページ処理終了コマンド730(10)を受け取ると、全ページについて画像形成が全て完了したと判断し、プリント終了コマンド740をCPU600に通知する。CPU600は、プリント終了コマンド740受信時にプリント動作を停止し、停止完了とともに次のプリント動作が受け入れられる状態になったことをプリント可能状態移行通知コマンド770にてコントローラ460に伝える。
図7に、本実施形態における定着ベルト503aの定着時における用紙種類別の設定温度及び定着許可温度の例示図を示す。また、図8に、本実施形態における待機温度の例示図を示す。ここで、設定温度とは、用紙種類に対応して設定された定着時における定着ベルト503aの温度である。しかし、定着ベルト503aの温度は、用紙がベルト定着装置500を通過して定着時の熱が用紙に奪われることで若干低下し、あるいは、昇温中に温度がオーバーシュートする可能性があることから、設定温度から多少上下する可能性がある。このため、定着ベルト503aの温度が、設定温度から1℃違っただけで通紙を中止すると、定着ベルト503aの温度調整のための待ち時間が長くなり、生産性が落ちるおそれがある。従って、本実施例では、定着温度目標値に対して±5℃の範囲を定着許可温度とし、この温度の範囲で通紙を可能とした。
いずれの用紙種類においても、各設定温度の±5℃の範囲が定着許可温度であり、また、図8に示されるように、待機温度は130℃である。
<プリント動作の中断および自動再開>
プリント動作においては、例えばトナー剤がなくなる、排紙トレイに紙が積載できなくなる、通紙中の給紙カセット内の用紙がなくなる、といった状態の変化によって、プリント動作が継続できなくなる要因、つまりプリント動作の中断要因が発生する。その結果、次の用紙に対する定着処理の実行が停止される。このようにプリント動作が中断し、定着処理の実行が停止された場合、定着ベルト503aの温度を待機温度に戻すように温度調整を行うこともできる。しかし、プリント動作が短期間で再開された場合には、定着ベルト503aの温度を待機温度とするための温度調整のために、待ち時間が発生する。また定着ベルト503aの温度を待機温度とするためにファン等で冷却を行う場合には、その冷却のためのエネルギーが無駄となる。
従って、プリント動作が短期間で再開できると判断される場合には、このような待ち時間やエネルギー損失を防ぐために、定着ベルト503aを待機温度とするための温度調整を行わないことが好ましい。例えば、プリント動作が中断してから再開するまで定着ベルト503aを用紙に対応した設定温度に維持した場合と、定着ベルト503aを一旦待機温度とした後に再度設定温度に戻した場合とを比較する。そして、前者が後者よりもエネルギー損失が少なくなる期間を閾値として、この閾値よりも短い期間を「短期間」とすることもできる。
このため、本実施形態では、プリント動作の中断要因あるいは定着処理の実行停止要因を検出したときに、その要因の種類あるいは内容に応じて、定着ベルト503aの温度をそのまま維持するか、又は、待機温度とするかを判定するようにした。
上述のように、プリント動作が中断されると定着処理の実行も停止されるので、プリント動作の中断要因は、定着処理の実行停止要因でもある。同様に、プリント動作の中断とは、連続して用紙が供給されて定着処理を行う際に、次に定着を行う用紙の定着処理の実行停止をも意味する。更に、プリント動作の再開とは、実行停止された定着処理の実行再開をも意味する。
図10は、コントローラ460と画像形成装置のCPU600との間で行われる、プリント動作の中断及び再開時における動作を表すプリントシーケンス図である。なお、図10の例では、プリントの枚数等の条件は図6と同様とし、10ページのプリントを行うものとした。
CPU600は、画像形成中に給紙カセット制御部606から給紙カセットの用紙切れが検知されると、コントローラ460に対してプリント動作不可状態コマンド750を通知する。この例では、1ページ目の画像形成中に給紙カセット制御部から給紙カセット241の用紙切れが通知されている。CPU600は、1ページ目の画像形成が完了すると、コントローラ460に対してページ処理終了コマンド730(1)の通知及びプリント動作不可状態コマンド750(1)を通知し、プリント動作を停止する。
図11に、図9のプリント動作の中断時における定着温度制御S208の動作の詳細を表すフローチャートを示す。なお、この例では、給紙カセット241と給紙カセット242には用紙サイズA3、用紙種類としては本実施例における普通紙3(160[g/m2])が収納されているものとする。また、この普通紙3に対して設定された定着時の定着ベルト503aの設定温度は150℃、定着許可温度は145℃〜155℃であり、いずれも待機温度(130℃)よりも高い。
この場合、CPU600は、給紙を行っているカセットに収納されていた用紙と同一の用紙が収納されているカセットが存在するかを判定し、その結果は「なし」となる。そして、CPU600は、プリント動作の中断の要因は自動再開不可能な要因だと判定する。従って、CPU600は、ユーザが給紙カセット241、242、243のいずれかにA3の普通紙3を供給するまで待機してプリントを中断する必要がある。
また、プリント動作中に用紙なしや排紙不可でプリント動作が一時停止した場合に、ユーザの操作を要さずに自動的にプリント動作が再開できると判定でき、かつ、設定温度が待機温度に比べて離れているときに、定着ベルトの温度を設定温度に維持する。その一方で、ユーザの操作を介さない限りプリント動作を再開できないと判定される場合には、定着ベルトの温度を待機温度に変更する。その結果、ベルト定着装置や画像形成装置における電力消費を抑えることができ、かつ、自動的にプリント動作が再開できる見込みがあるときには温度調整のためのプリント待ち時間を短縮できる。
Claims (12)
- 連続的に自動供給される用紙に対して、用紙の上に形成された画像を前記用紙に定着させる定着処理を順次行う定着手段、
前記定着手段の温度調整手段、及び、
前記定着処理が行われないときに前記定着手段の温度を所定の待機温度に維持し、かつ、前記画像が定着される用紙の種類に応じて設定された設定温度で前記定着が行われるように、前記温度調整手段を制御する制御手段を備えた定着装置であって、
前記制御手段は、前記定着手段が前記定着処理を連続的に実行しているときに、次に定着を行う用紙の定着処理の実行停止要因を検出した場合に、前記定着処理の実行を停止し、かつ、前記実行停止要因に応じて、前記定着手段の停止中に前記定着手段の温度を前記待機温度にするか否かを判定する第1判定を行い、その判定結果に従って前記温度調整手段を制御することを特徴とする、定着装置。 - 前記待機温度は前記画像が定着される用紙の種類に応じて設定された設定温度よりも低い温度である、請求項1記載の定着装置。
- 前記制御手段は、前記第1判定では、前記実行停止要因が人手を介さずに自動再開可能な要因である場合には、前記定着手段の温度を前記待機温度にするとは判定しないことを特徴とする、請求項1又は2に記載の定着装置。
- 前記制御手段は、前記第1判定では、前記実行停止要因が所定の閾値以下の時間で回復可能なものである場合には、前記定着手段の温度を前記待機温度にするとは判定しないことを特徴とする、請求項1又は2に記載の定着装置。
- 前記制御手段は、前記第1判定で前記定着手段の温度を前記待機温度にすると判定されなかったときは、前記待機温度が、前記設定温度から所定の温度範囲内であって前記用紙の定着が可能な温度であるか否かの判定を行う第2判定を行い、前記待機温度が前記用紙の定着が可能である温度の場合には、前記定着手段が前記待機温度になるように前記温度調整手段を制御することを特徴とする、請求項1〜4のいずれかに記載の定着装置。
- 前記制御手段は、前記第1判定で前記定着手段の温度を前記待機温度にすると判定されなかったときは、前記定着手段の温度が前記定着が可能な下限の温度となるように前記温度調整手段を制御することを特徴とする、請求項1〜4のいずれかに記載の定着装置。
- 用紙が収納される自動給紙カセット、
画像形成手段、
前記用紙のプリント動作時に前記自動給紙カセットから連続的に自動供給される前記用紙に対して、前記画像形成手段によって前記用紙の上に形成された画像を定着させる定着処理を順次行う定着手段、
前記定着手段の温度調整手段、及び、
前記定着処理が行われないときに前記定着手段の温度を所定の待機温度に維持し、かつ、前記プリント動作時には、前記画像が定着される用紙の種類に応じて設定された設定温度で前記定着が行われるように、前記温度調整手段を制御する制御手段を備えた画像形成装置であって、
前記制御手段は、前記プリント動作時にプリント動作の中断を検出した場合に、前記定着処理の実行を停止し、かつ、前記プリント動作の中断要因に応じて、前記定着手段の停止中に前記定着手段の温度を前記待機温度にするか否かを判定する第1判定を行い、その判定結果に従って前記温度調整手段を制御することを特徴とする、画像形成装置。 - 前記待機温度は前記画像が定着される用紙の種類に応じて設定された設定温度よりも低い温度であることを特徴とする、請求項7記載の画像形成装置。
- 前記制御手段は、前記第1判定では、前記プリント動作の中断要因が、人手を介さずに自動再開可能な要因である場合には、前記定着手段の温度を前記待機温度にするとは判定しないことを特徴とする、請求項7又は8に記載の画像形成装置。
- 前記用紙が収納されるカセットを複数有し、
前記制御手段は、前記第1判定では、前記プリント動作の中断要因が、給紙を行っているカセットの用紙切れである場合には、給紙を行っているカセットに収納されていた用紙と同一の用紙が収納されているカセットが存在するかを判定し、存在する場合には、前記プリント動作の中断要因が、人手を介さずに自動再開可能な要因であると判定することを特徴とする、請求項9に記載の画像形成装置。 - プリント動作中にプリント動作を中断して、形成される画像の階調特性を調整する階調補正手段を有し、
前記制御手段は、前記第1判定では、前記プリント動作の中断要因が、階調補正手段により実行される前記階調特性の調整である場合には、前記プリント動作の中断要因が、人手を介さずに自動再開可能な要因であると判定することを特徴とする、請求項9に記載の画像形成装置。 - 複数の排紙トレイを有し、かつ、
画像の定着がなされた用紙の排出先となる排出トレイの切り替え処理を行う排出トレイ切り替え手段を有し、
前記制御手段は、前記第1判定では、前記プリント動作の中断要因が、前記排出トレイ切り替え手段による排出トレイの切り替え処理である場合には、前記プリント動作の中断要因が、人手を介さずに自動再開可能な要因であると判定することを特徴とする、請求項9に記載の画像形成装置。
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