JP6723845B2 - 像加熱装置及び画像形成装置 - Google Patents
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Description
記録材に形成された画像を加熱する像加熱装置であって、
第1の発熱体と、
記録材の搬送方向に対して直交する方向において前記第1の発熱体の隣に配置されている第2の発熱体と、
前記第1及び第2の発熱体へ供給する電力を制御し、前記第1及び第2の発熱体を個々に制御可能であり、制御温度を維持するように前記第1及び第2の発熱体をそれぞれ制御する制御部と、
を備え、
前記第2の発熱体によって加熱される記録材上の第2の領域に画像が存在し、前記第1の発熱体によって加熱される記録材上の第1の領域に画像が存在しない場合、前記制御部は、前記第2の領域の画像の端部と、前記第1の領域と前記第2の領域の境界と、の間の距離に応じて、前記第2の領域を加熱する時の前記第2の発熱体の前記制御温度を設定することを特徴とする。
上記目的を達成するため、本発明の像加熱装置は、
記録材に形成された画像を加熱する像加熱装置であって、
基板と、前記基板に設けられた複数の発熱ブロックとを有し、前記複数の発熱ブロックが、ヒータの長手方向に沿って配置され、前記ヒータの長手方向において、第1の発熱ブロックと、前記第1の発熱ブロックに隣接して配置される第2の発熱ブロックと、を含むヒータと、
前記複数の発熱ブロックに供給する電力を制御し、前記複数の発熱ブロックを個々に制御可能であり、制御温度を維持するように前記第1及び第2の発熱ブロックをそれぞれ制御する制御部と、
を有し、
前記第2の発熱ブロックによって加熱される記録材上の第2の領域に画像が存在し、前記第1の発熱ブロックによって加熱される記録材上の第1の領域に画像が存在しない場合、前記制御部は、前記第2の領域における前記画像の端部と、前記第1の領域と前記第2の領域の境界と、の間の距離に応じて、前記第2の領域を加熱する時の前記第2の発熱ブロックの前記制御温度を設定することを特徴とする。
上記目的を達成するため、本発明の画像形成装置は、
記録材に画像を形成する画像形成部と、
前記記録材に形成された画像を前記記録材に定着する定着部と、
を有する画像形成装置において、
前記定着部が上記像加熱装置であることを特徴とする。
1.画像形成装置の構成
図1は、本発明の実施例に係る電子写真方式の画像形成装置の構成図である。本発明が適用可能な画像形成装置としては、電子写真方式や静電記録方式を利用した複写機、プリンタなどが挙げられ、ここではレーザプリンタに適用した場合について説明する。
である。ビデオコントローラ120が外部装置からプリント指示を受けると、以下の動作で画像形成が実行される。
図2は、本実施例の定着装置200の模式的断面図である。定着装置200は、定着フィルム202と、定着フィルム202の内面に接触するヒータ300と、定着フィルム202を介してヒータ300と共に定着ニップ部Nを形成する加圧ローラ208と、を有する。
図3は、本発明の実施例1のヒータ300の構成を示す模式図である。
図3(a)は、図3(b)に示す搬送基準位置X付近におけるヒータの断面図である。搬送基準位置Xは、記録材Pを搬送する際の基準位置として定義する。本実施例の画像形成装置では、記録材Pの搬送方向に直交する幅方向における中央部が、搬送基準位置Xを通過するように記録材が搬送される。ヒータ300は、概略、基板305の一方の面(裏面)に2つの層(裏面層1、2)、他方の面(摺動面)にも2つの層(摺動面層1、2)がそれぞれ形成された5層構造を有する。
ータ300の長手方向に、合計7つの発熱ブロックHB1〜HB7を有する。発熱ブロックHB1の図中の左端から、発熱ブロックHB7の図中の右端までが発熱領域であり、その長さは220mmである。本例では各発熱ブロックの長手方向幅は全て同じである(必ずしもすべて同じ長手方向幅でなくても良い)。
とにより、全ての発熱ブロックの温度を検知できる。
図4は、実施例1のヒータ300の制御回路400の回路図である。401は、画像形成装置100に接続される商用の交流電源である。ヒータ300の電力制御は、トライアック411〜トライアック417の通電/遮断により行われる。トライアック411〜417は、それぞれ、CPU420からのFUSER1〜FUSER7信号に従って動作する。トライアック411〜417の駆動回路は省略して示してある。ヒータ300の制御回路400は、7つのトライアック411〜417によって、7つの発熱ブロックHB1
〜HB7を独立制御可能な回路構成となっている。ゼロクロス検知部421は、交流電源401のゼロクロスを検知する回路であり、CPU420にZEROX信号を出力している。ZEROX信号は、トライアック411〜417の位相制御や波数制御のタイミングの検出等に用いている。
図5を参照して、本実施例におけるヒータ制御方法を説明する。本実施例の画像形成装置では、ホストコンピュータ等の外部装置(不図示)から送られてくる画像データに応じて、ヒータ300の7つの発熱ブロックHB1〜HB7への電力供給を制御する。図5は、LETTERサイズ紙の大きさの記録材Pの画像形成領域を長手方向に7つの加熱領域A1〜A7に分割したときにおける本実施例のヒータ制御方法を説明する模式図である。すなわち、本実施例では、記録材Pの画像形成面の領域を、発熱量制御の単位領域として
、図5に示すように、縦と横(記録材Pの搬送方向と該搬送方向に直交する方向)に複数の領域に分割し、7つの発熱ブロックHB1〜HB7の発熱量の制御を行う。横方向(記録材Pの搬送方向と直交する方向(記録材Pの幅方向))は、各発熱ブロックHB1〜HB7の幅に対応して分割されている(加熱領域A1〜A7)。縦方向(記録材Pの搬送方向)は、搬送される記録材において定着ニップに挟持される(加熱される)領域の変化に合せて、各発熱ブロックHB1〜HB7の発熱量の制御の切り替えタイミングで分割されている(加熱領域F1〜F9)。7つの発熱ブロックHB1〜HB7は、各ブロックにおける発熱抵抗体への通電量が個別に制御されることで、それぞれの発熱量が個々に制御される。
(条件M1)加熱部H(i,j)が画像加熱部PRであり、長手方向に隣接する加熱部H(i−1,j)及び加熱部H(i+1,j)の少なくとも一方が非画像加熱部PPである。
(条件M2)長手方向における画像加熱部PRと非画像加熱部PPの境界位置と、画像加
熱部PRに形成された画像の非画像加熱部PP側の長手方向端部との距離が所定距離未満(本実施例では5mm未満)である。
本実施例では、TP=120℃、TR=230℃、ΔT=10℃としている。これらのパラメータを用いれば、上記条件M1及び条件M2の双方の条件を満たす場合において、H(i,j)内の画像の定着不良は発生しない。
S604では、加熱部H(i,j)に隣接する加熱部H(i−1,j)が非画像加熱部PPかどうかを判断する。加熱部H(i−1,j)が非画像加熱部PPであると判断された場合は、S605へ進む。一方、加熱部H(i−1,j)が非画像加熱部PPではなく画像加熱部PRであると判断された場合は、S606に進む。
S606では、加熱部H(i,j)に隣接する加熱部H(i+1,j)が非画像加熱部PPかどうかを判断する。加熱部H(i+1,j)が非画像加熱部PPであると判断された場合は、S607へ進む。一方、加熱部H(i+1,j)が非画像加熱部PPではなく画像加熱部PRであると判断された場合は、S614に進み、加熱部H(i,j)の制御温度T(i,j)をTRに決定し、S616に進む。
S608では、現在制御温度を決定している加熱部H(i,j)の番号iが1であるかどうかを判断する。i=1である場合は、S609に進む。i=1ではなく、i=7である場合は、S611へ進む。
S610では、加熱部H(1,j)に形成された画像の加熱部H(2,j)側の端部と
境界位置B(1,2)との間の長手方向における距離Xj(1,2)が、5mm未満であるかどうかを判断する。5mm未満であると判断された場合には、S613に進み、加熱部H(i,j)の制御温度T(i,j)をTR+ΔTに決定し、S616に進む。一方、距離Xj(1,2)が5mm未満でないと判断された場合には、S614に進み、加熱部H(i,j)の制御温度T(i,j)をTRに決定し、S616に進む。
S612では、加熱部H(7,j)に形成された画像の加熱部H(6,j)側の端部と境界位置B(6,7)との間の長手方向における距離Xj(6,7)が、5mm未満であるかどうかを判断する。5mm未満であると判断された場合には、S613に進み、加熱部H(i,j)の制御温度T(i,j)をTR+ΔTに決定し、S616に進む。一方、距離Xj(6,7)が5mm未満でないと判断された場合には、S614に進み、加熱部H(i,j)の制御温度T(i,j)をTRに決定し、S616に進む。
S616では、加熱部H(i,j)の制御温度T(i,j)の決定フローを終了する。
2)、H(3,2)、H(4,2)の制御温度は一律230℃となる。また、非画像加熱部PPとしての加熱部H(1,2)、H(5,2)、H(6,2)、H(7,2)の制御温度は一律120℃となる。図7における点線は、比較例2を示しており、画像加熱部PRとしての加熱部H(2,2)、H(3,2)、H(4,2)の制御温度は一律230℃となる。また、非画像加熱部PPとしての加熱部H(5,2)の制御温度は画像加熱部と同じ230℃、その他の非画像加熱部PPとしての加熱部H(1,2)、H(6,2)、H(7,2)の制御温度は各々120℃となる。また不図示ではあるが、実施例1、比較例1、比較例2の全てに共通することとして、加熱領域F2以外についてはすべて非画像加熱部となっており、制御温度は一律で120℃となる。
生してしまうことを防ぎつつ、より一層の省電力効果を得ることができる。
また、各加熱部の加熱量を制御温度で決めるのではなく、例えばヒータ300へ供給する電力で規定することも可能である。
本発明の実施例2における、画像形成装置、像加熱装置、ヒータ、ヒータ制御回路の構成は、実施例1と同様のため、説明を省略する。ここでは、主として、実施例2において実施例1と異なる点について説明する。実施例2においてここで説明しない事項は実施例1と同様である。
部H(i,j)が画像加熱部PRであるかどうかを判断する。加熱部H(i,j)が画像加熱部PRであると判断された場合は、S1003に進む。一方、加熱部H(i,j)が画像加熱部PRではなく、非画像加熱部PPであると判断された場合は、S1015に進み、制御温度T(i,j)をTPに決定し、S1018に進む。
S1004では、加熱部H(i,j)に隣接する加熱部H(i−1,j)が非画像加熱部PPかどうかを判断する。加熱部H(i−1,j)が非画像加熱部PPであると判断された場合は、S1005へ進む。一方、加熱部H(i−1,j)が非画像加熱部PPではなく画像加熱部PRであると判断された場合は、S1006に進む。
S1006では、加熱部H(i,j)に隣接する加熱部H(i+1,j)が非画像加熱部PPかどうかを判断する。加熱部H(i+1,j)が非画像加熱部PPであると判断された場合は、S1007へ進む。一方、加熱部H(i+1,j)が非画像加熱部PPではなく画像加熱部PRであると判断された場合は、S1014に進み、加熱部H(i,j)の制御温度T(i,j)をTRに決定し、S1018に進む。
S1007では、加熱部H(i,j)に形成された画像の加熱部H(i+1,j)側の端部と境界位置B(i,i+1)との間の長手方向における距離Xj(i,i+1)が、5mm未満であるかどうかを判断する。5mm未満であると判断された場合には、S1013に進み、加熱部H(i,j)の制御温度T(i,j)をTR+ΔTに決定し、S1016に進む。一方、距離Xj(i,i+1)が5mm未満でないと判断された場合には、S1014に進み、加熱部H(i,j)の制御温度T(i,j)をTRに決定し、S1018に進む。
S1009では、加熱部H(1,j)に隣接する加熱部H(2,j)が非画像加熱部PPかどうかを判断する。加熱部H(2,j)が非画像加熱部PPであると判断された場合は、S1010へ進む。一方、加熱部H(2,j)が非画像加熱部PPではないと判断された場合は、S1014に進み、加熱部H(i,j)の制御温度T(i,j)をTRに決定し、S1018に進む。
S1010では、加熱部H(1,j)に形成された画像の加熱部H(2,j)側の端部と境界位置B(1,2)との間の長手方向における距離Xj(1,2)が、5mm未満であるかどうかを判断する。5mm未満であると判断された場合には、S1013に進み、加熱部H(i,j)の制御温度T(i,j)をTR+ΔTに決定し、S1016に進む。一方、距離Xj(1,2)が5mm未満でないと判断された場合には、S1014に進み、加熱部H(i,j)の制御温度T(i,j)をTRに決定し、S1018に進む。
れた場合は、S1014に進み、加熱部H(i,j)の制御温度T(i,j)をTRに決定し、S1018に進む。
S1012では、加熱部H(7,j)に形成された画像の加熱部H(6,j)側の端部と境界位置B(6,7)との間の長手方向における距離Xj(6,7)が、5mm未満であるかどうかを判断する。5mm未満であると判断された場合には、S1013に進み、加熱部H(i,j)の制御温度T(i,j)をTR+ΔTに決定し、S1016に進む。一方、距離Xj(6,7)が5mm未満でないと判断された場合には、S1014に進み、加熱部H(i,j)の制御温度T(i,j)をTRに決定し、S1018に進む。
S1017では、図12の決定フローと、S1016で算出したトナー量換算値の最大値から、所定量ΔTの値を決定する。
S1018では、加熱部H(i,j)の制御温度T(i,j)の決定フローを終了する。
当たりのトナー量に対応するものであり、本実施例では記録材上トナー量0.50mg/cm2=100%としている。
S1107では、現在トナー量換算値の最大値を決定している加熱領域の番号iが1であるかどうかを判断する。i=1である場合は、S1109へ進む。i=1でなく、7の場合は、S1110へ進む。
S1109ではトナー量換算最大値DMAX(1,2)(%)が抽出され、S1111で終了となる。
S1110では、トナー量換算最大値DMAX(6,7)(%)が抽出され、S1111で終了となる。
S1204では、トナー量換算最大値DMAX(i,i+1)(%)が、180%以上であるかどうかを判断する。180%以上である場合は、S1208へ進む。180%未満である場合は、S1209へ進む。
S1206では、トナー量換算最大値DMAX(1,2)(%)が、180%以上であるかどうかを判断する。180%以上である場合は、S1208へ進む。180%未満である場合は、S1209へ進む。
S1207では、トナー量換算最大値DMAX(6,7)(%)が、180%以上であるかどうかを判断する。180%以上である場合は、S1208へ進む。180%未満である場合は、S1209へ進む。
S1209では、ΔTを5℃に決定し、S1210でΔTの決定フローを終了する。
一方、加熱部H(4,2)においては、トナー量換算値が150%、230%の画像が混在しており、画像の加熱部H(5,2)側の端部と境界位置B(4,5)との長手方向における距離X2(4,5)は5mm未満である。加熱部H(4,2)の境界位置B(4,5)側の端部5mm未満のトナー量換算最大値DMAX(4,5)は230%である。
フィルム202の表面温度、点線は、比較例2における定着フィルム202の表面温度である。
上記現象を考慮して、例えば線幅20ドット以下の横線画像部における各ドットのトナー量換算値D(%)を、他の部分におけるドットのトナー量換算値D(%)より増やす(例えば線幅10ドットなら1.5倍する)ように補正することもできる。このような画像幅情報に対応する補正により、記録材上における実際のトナー量がより精度良く予測できるため、より適正なΔTを用いることが可能となる。
Claims (17)
- 記録材に形成された画像を加熱する像加熱装置であって、
第1の発熱体と、
記録材の搬送方向に対して直交する方向において前記第1の発熱体の隣に配置されている第2の発熱体と、
前記第1及び第2の発熱体へ供給する電力を制御し、前記第1及び第2の発熱体を個々に制御可能であり、制御温度を維持するように前記第1及び第2の発熱体をそれぞれ制御する制御部と、
を備え、
前記第2の発熱体によって加熱される記録材上の第2の領域に画像が存在し、前記第1の発熱体によって加熱される記録材上の第1の領域に画像が存在しない場合、前記制御部は、前記第2の領域の画像の端部と、前記第1の領域と前記第2の領域の境界と、の間の距離に応じて、前記第2の領域を加熱する時の前記第2の発熱体の前記制御温度を設定することを特徴とする像加熱装置。 - 前記第2の発熱体によって加熱される記録材上の前記第2の領域に画像が存在し、前記第1の発熱体によって加熱される記録材上の第1の領域に画像が存在せず、且つ、前記第2の領域の画像の端部と前記第1の領域と前記第2の領域の境界と、の間の距離が所定距離より短い場合、
前記制御部は、
前記第2の領域を加熱する時の前記第2の発熱体の制御温度を、前記距離が前記所定距離より長い場合に設定される制御温度よりも高い制御温度に設定することを特徴とする請求項1に記載の像加熱装置。 - 前記制御部は更に、前記第2の領域に存在する画像の濃度に応じて、前記第2の領域を加熱する時の前記第2の発熱体の前記制御温度を設定することを特徴とする請求項2に記載の像加熱装置。
- 前記制御部は、前記境界と、前記第2の領域において前記境界から前記所定距離離れた位置と、の間に存在する画像の濃度に応じて、前記第2の領域を加熱する時の前記第2の
発熱体の前記制御温度を設定することを特徴とする請求項2または3に記載の像加熱装置。 - 前記制御部は、前記境界と、前記境界から前記所定距離離れた位置と、の間に存在する画像の濃度が濃くなればなるほど、前記第2の領域を加熱する時の前記第2の発熱体の前記制御温度がより高くなるように設定することを特徴とする請求項4に記載の像加熱装置。
- 前記搬送方向と直交する方向において、前記第2の発熱体に隣接し、前記第1及び第2の発熱体とは独立して制御可能な第3の発熱体を更に有し、
前記第2の領域に画像が存在し、前記第1の領域と前記第3の発熱体によって加熱された前記記録材上の第3の領域のいずれか一方に画像が存在しない場合に、前記制御部は、前記第2の領域における前記画像の端部と前記第1の領域と前記第2の領域の境界との間の距離と、前記第2の領域における前記画像の端部と前記第2の領域と前記第3の領域の境界との間の距離のうち、短い方の距離に基づいて、前記第2の領域を加熱する時の前記第2の発熱体の前記制御温度を設定することを特徴とする請求項1〜5のいずれか1項に記載の像加熱装置。 - 筒状のフィルムと、前記フィルムの内面に接触し、前記第1と前記第2発熱体とを含むヒータと、を更に有し、
記録材上の画像は前記フィルムを介して前記ヒータからの熱によって加熱されることを特徴とする請求項1〜6のいずれか1項に記載の像加熱装置。 - 記録材に画像を形成する画像形成部と、
前記記録材に形成された画像を前記記録材に定着する定着部と、
を有する画像形成装置において、
前記定着部が請求項1〜7のいずれか1項に記載の像加熱装置であることを特徴とする画像形成装置。 - 前記ヒータは基板を有し、前記第1及び前記第2の発熱体は前記基板上に設けられていることを特徴とする請求項7に記載の像加熱装置。
- 記録材に形成された画像を加熱する像加熱装置であって、
基板と、前記基板に設けられた複数の発熱ブロックとを有し、前記複数の発熱ブロックが、ヒータの長手方向に沿って配置され、前記ヒータの長手方向において、第1の発熱ブロックと、前記第1の発熱ブロックに隣接して配置される第2の発熱ブロックと、を含むヒータと、
前記複数の発熱ブロックに供給する電力を制御し、前記複数の発熱ブロックを個々に制御可能であり、制御温度を維持するように前記第1及び第2の発熱ブロックをそれぞれ制御する制御部と、
を有し、
前記第2の発熱ブロックによって加熱される記録材上の第2の領域に画像が存在し、前記第1の発熱ブロックによって加熱される記録材上の第1の領域に画像が存在しない場合、前記制御部は、前記第2の領域における前記画像の端部と、前記第1の領域と前記第2の領域の境界と、の間の距離に応じて、前記第2の領域を加熱する時の前記第2の発熱ブロックの前記制御温度を設定することを特徴とする像加熱装置。 - 前記第2の発熱ブロックによって加熱される前記記録材上の前記第2の領域に画像が存在し、前記第1の発熱ブロックによって加熱される前記記録材上の前記第1の領域に画像が存在しない場合であって、且つ、前記第2の領域における前記画像の端部と前記第1の
領域と前記第2の領域の境界との間の距離が所定距離よりも短い場合に、
前記制御部は、前記距離が前記所定距離よりも長い場合に設定する制御温度よりも高く、前記第2の領域を加熱する時の前記第2の発熱ブロックの前記制御温度を設定することを特徴とする請求項10に記載の像加熱装置。 - 前記制御部は更に、前記第2の領域に存在する画像の濃度に応じて、前記第2の領域を加熱する時の前記第2の発熱ブロックの前記制御温度を設定することを特徴とする請求項10または11に記載の像加熱装置。
- 前記制御部は、前記境界と前記第2の領域において前記境界から前記所定距離離れた位置と、の間に存在する画像の濃度に応じて、前記第2の領域を加熱する時の前記第2の発熱ブロックの前記制御温度を設定する請求項11または12に記載の像加熱装置。
- 前記制御部は、前記境界と前記境界から前記所定距離離れた位置との間に存在する画像の濃度が濃くなればなるほど、前記制御温度が高くなるように、前記第2の領域を加熱する時の前記第2の発熱ブロックの前記制御温度を設定する請求項11〜13のいずれか1項に記載の像加熱装置。
- 前記複数の発熱ブロックは、前記ヒータの長手方向において前記第2の発熱ブロックに隣接し、前記第1及び第2の発熱ブロックとは独立して制御可能な第3の発熱ブロックを更に有し、
前記第2の領域に画像が存在し、前記第1の領域と前記第3の発熱ブロックによって加熱された前記記録材上の第3の領域のいずれか一方に画像が存在しない場合、前記制御部は、前記第2の領域における前記画像の端部と、前記第1の領域と前記第2の領域の前記境界と、の間の距離と、前記第2の領域における前記画像の端部と、前記第2の領域と前記第3の領域の境界と、の間の距離のうち、短い方の距離に基づいて、前記第2の領域を加熱する時の前記第2の発熱ブロックの前記制御温度を設定することを特徴とする請求項10〜14のいずれか1項に記載の像加熱装置。 - 筒状のフィルムを更に有し、前記ヒータは前記フィルムの内面に接触しており、
記録材上の画像は、前記フィルムを介して前記ヒータからの熱によって加熱されることを特徴とする請求項10〜15のいずれか1項に記載の像加熱装置。 - 記録材に画像を形成する画像形成部と、
前記記録材に形成された画像を前記記録材に定着する定着部と、
を有する画像形成装置において、
前記定着部が請求項10〜16のいずれか1項に記載の像加熱装置であることを特徴とする画像形成装置。
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