JP6833377B2 - 画像形成装置および定着装置 - Google Patents
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Description
(画像形成装置)
図1は、画像形成部および定着部(定着装置)Fを有する画像形成装置を示す断面図である。ここで、感光ドラム100の表面に未定着トナー像が形成される画像形成部について、画像形成の流れと共に図1を用いて説明する。本実施形態に係る画像形成装置としての電子写真装置は感光ドラム100を備え、感光ドラム100は時計回りに不図示のモータにより回転する。感光ドラム100の表面にクリーニング手段101を当接させ不要なトナーを除去する。
次に、定着装置Fについて図2を用いて説明する。定着装置Fは、定着スリーブ200と、定着スリーブ200の内面に接触するヒータ201と、により構成される加熱部材を有する。また、定着スリーブ200を介してヒータ201に対向し、ヒータ201と共に定着ニップ部(ニップ部)Nを形成する加圧部材(対向部材)としての加圧ローラ202を有する。
本実施形態では、図3に示す長手方向におけるサーミスタThが設けられる位置(領域)に対応した記録材の該当領域(領域A)におけるトナー量を考慮して、制御部108はヒータ201を加熱制御する設定温度を決定することを特徴とする。即ち、本実施形態では、少なくともサーミスタ(第1の検知手段)の出力および記録材の該当領域(領域A)におけるトナー量を検知する第1のトナー量検知手段(第2の検知手段)の出力に基づき、制御部108はヒータ201を加熱制御する。
本実施形態における制御のフローチャートを、図4に示す。画像形成装置は、プリントJob(ジョブ)を受け取ってプリントが開始(401)されると、ビデオコントローラ109において受け取った画像情報から、次に定着装置Fを通過する記録材における領域Aのトナー量を算出(402)する。次に、算出されたトナー量を基に、後述の制御式(1)によって、制御部108で設定温度Tを決定(403)する。
本実施形態の効果を、従来技術(本実施形態を適応しない場合)と比較した。図7は、200枚連続通紙した場合における平均電力をパターンごとに測定した結果である。従来技術では、領域Aのトナー量によって設定温度を変化させないために、パターン1−1から1−4まですべて180℃で制御する。従来技術では、領域Aのトナー量に拘らず設定温度が一定であるために、領域Aのトナー量が増えるほど投入される電力が増えている。
本実施形態における画像形成装置及び定着装置の構成は、第1の実施形態と同じであるため、説明は省略する。本実施形態では、図3における領域Bのトナー量から基準設定温度Toを算出し、サーミスタTh位置(領域A)におけるトナー量に応じて、設定温度Tを決定することを特徴とする。
本実施形態における制御のフローチャートを、図8に示す。画像形成装置は、プリントJobを受け取りプリントが開始(801)されると、ビデオコントローラ109において受け取った画像情報から、次に定着装置Fを通過する記録材における領域B(図3)のトナー量を算出(802)する。次に、算出されたトナー量を基に基準設定温度Toを後述の制御式(2)によって決定(803)する。
本実施形態の効果を、第1の実施形態と比較した。図12は、200枚連続通紙した場合における平均電力をパターンごとに測定した結果である。領域Bのトナー量も考慮に入れることにより、第1の実施形態と比べ最も効果があるパターン4−1の場合で19[W]の電力を削減できた。
本実施形態における画像形成装置及び定着装置の構成は、第1、第2の実施形態と同じであるため、説明は省略する。本実施形態では、転写部を構成する転写装置106(図1)を通過するn枚目の記録材に対する定着装置F(図1)における設定温度T(n)の決定は、トナー量情報のみで決定しない。より具体的には、n枚目の記録材に対し設定される温度を、先行する直前の(n−1)枚目の記録材に対し設定された設定温度、もしくはその後に後行する(n+1)枚目の記録材に対し設定される温度との大小関係によってオフセットさせることを特徴とする。
本実施形態における制御のフローチャートを、図13に示す。画像形成装置は、プリントJobを受け取りプリントが開始(1301)される。すると、ビデオコントローラ109において受け取った画像情報から、次に定着装置を通過するn枚目の記録材における領域Bのトナー量と、さらにその次に通過するn+1枚目の記録材における領域Bのトナー量と、を算出(1302)する。そして、算出されたトナー量を基に基準設定温度To(n)、To(n+1)を決定する(1303)。
図14は、本実施形態の効果を確認するのに用いた各領域のトナー量と、その各トナー量における最適な設定温度を示した表である。例えば4枚目の場合は、領域Aのトナー量が0.00[mg/cm2]、領域Bのトナー量が0.30[mg/cm2]である。そして、この画像を後述の条件で連続通紙した場合の最適な温度は、200℃である。
ここで、本実施形態を以下に示すような比較例1、2(第2の実施形態の制御で通紙)と比較した。図15は、比較例1、2の定着性の結果と、本実施形態の定着性の結果を示した表である。比較は、2通りの画像を3枚毎に切り替える図14の通紙パターンで行い、定着装置における搬送速度を300mm/sec、スループットは50ppmに設定した。
比較例1は、前後の設定温度に基づきオフセットさせることなく、各トナー量に対する最適な設定温度で制御させた場合の結果を示す。本比較例では、第2の実施形態に比べ高速化を行っているために、低い温度から高い温度に切り替えた直後(4枚目、10枚目)において、定着不良が発生している。これは、設定温度に対して定着スリーブ200の温度が追従していないためである。逆に高い温度から低い温度に切り替えた直後(7枚目)においても、大きな温調変化によって温度のアンダーシュートが発生し、許容可能ではあるものの定着不良が見られた。
比較例2は、前後の設定温度に基づきオフセットさせることなく、定着スリーブの200の温度が設定温度に追従する範囲で通紙した場合の結果を示す。比較例1において200℃に移行する前に190℃に設定していたが、本比較例では200℃に移行する前に195℃に設定することで、切り替える温度差が小さくなり定着不良を抑えることができる。しかしながら、定着不良を抑えるために設定温度を高くせざるを得ず、電力削減の効果が少なくなる。
前後の設定温度に基づきオフセットさせることで、設定温度の急激な変化を抑えながら通紙させる。比較例1のような定着不良が発生せず、比較例2で定着性に問題のなかった記録材(1枚目、2枚目、8枚目)に対しても195℃でなく190℃という設定温度で通紙することができ、比較例2と比べ、20[W]の電力を削減できた。
以上、本発明の好ましい実施形態について説明したが、本発明はこれらの実施形態に限定されず、その要旨の範囲内で種々の変形及び変更が可能である。
上述した実施形態では、画像形成装置として、長手方向における第1の検知手段としてのサーミスタが設けられる第1の領域に対応した記録材のトナー量を検知する第2の検知手段(第1のトナー量検知手段)を設けた。更には、長手方向における上記第1の領域を含む全体領域に対応した記録材のトナー量を検知する第3の検知手段(第2のトナー量検知手段)を設けた。
Claims (11)
- 記録材にトナー像を形成する画像形成部と、
前記トナー像が形成された前記記録材を加熱する加熱部材と、
前記加熱部材に対向し、前記加熱部材と共に前記記録材を挟持搬送するニップ部を形成する対向部材と、
前記加熱部材の温度を検知する第1の検知手段と、
前記記録材の搬送方向に直交する長手方向における前記第1の検知手段が設けられる第1の領域に対応した前記記録材のトナー量を検知する第2の検知手段と、
少なくとも前記第1の検知手段の出力および前記第2の検知手段の出力に基づき、前記第1の検知手段により検知される温度を前記第2の検知手段で検知されるトナー量が多くなるほど低くなる設定温度に保つように前記加熱部材に投入する電力を制御する加熱制御手段と、
を有することを特徴とする画像形成装置。 - 前記長手方向における前記第1の領域を含む全体領域に対応した前記記録材のトナー量を検知する第3の検知手段を有し、
前記加熱制御手段は、少なくとも前記第1の検知手段の出力および前記第2の検知手段の出力および前記第3の検知手段の出力に基づき、前記第1の検知手段により検知される温度を前記第2の検知手段で検知されるトナー量が多くなるほど低くなり、かつ前記第3の検知手段で検知されるトナー量が多くなるほど高くなる設定温度に保つように前記加熱部材に投入する電力を制御することを特徴とする請求項1に記載の画像形成装置。 - 前記第3の検知手段は、前記長手方向における各位置での前記記録材のトナー量を検知可能であり、
前記第3の検知手段で検知される前記全体領域に対応した前記記録材のトナー量の最大値に基づき基準設定温度が設定され、
前記加熱制御手段は、前記第1の検知手段により検知される温度を前記第2の検知手段で検知されるトナー量が多くなるほど低くなり、かつ前記基準設定温度が高くなるほど高くなる前記設定温度に保つことを特徴とする請求項2に記載の画像形成装置。 - 前記設定温度を、前記第1の領域に対応した前記記録材のトナー量を検知する領域に対し先行する先行領域の設定された温度、もしくは前記領域に対し後行する後行領域の設定される温度との大小関係よりオフセットさせることを特徴とする請求項1乃至3のいずれか1項に記載の画像形成装置。
- 前記先行領域および前記後行領域は、前記記録材における分割された領域として設けられることを特徴とする請求項4に記載の画像形成装置。
- 前記先行領域は前記記録材に対し先行する記録材に設けられ、かつ前記後行領域は前記記録材に対し後行する記録材に設けられることを特徴とする請求項4に記載の画像形成装置。
- 前記設定温度は、前記記録材の1枚毎に設定されることを特徴とする請求項1乃至6のいずれか1項に記載の画像形成装置。
- 前記設定温度は、プリントジョブ毎に設定されることを特徴とする請求項1乃至6のいずれか1項に記載の画像形成装置。
- 前記トナー量は、ビデオコントローラに送られてきた画像情報から算出することを特徴とする請求項1乃至8のいずれか1項に記載の画像形成装置。
- 加熱部材と、
前記加熱部材に対向し、前記加熱部材と共にトナー像を形成した記録材を挟持搬送するニップ部を形成する対向部材と、
前記加熱部材の温度を検知する第1の検知手段と、
前記記録材の搬送方向に直交する長手方向における前記第1の検知手段が設けられる第1の領域に対応した前記記録材のトナー量を取得する第1のトナー量取得手段と、
少なくとも前記第1の検知手段の出力および前記第1のトナー量取得手段の出力に基づき、前記第1の検知手段により検知される温度を前記第1のトナー量取得手段で取得されるトナー量が多くなるほど低くなる設定温度に保つように前記加熱部材に投入する電力を制御する加熱制御手段と、
を有することを特徴とする定着装置。 - 前記長手方向における前記第1の領域を含む全体領域に対応した前記記録材のトナー量を取得する第2のトナー量取得手段を有し、
前記加熱制御手段は、少なくとも前記第1の検知手段の出力および前記第1のトナー量取得手段の出力および前記第2のトナー量取得手段の出力に基づき、前記第1の検知手段により検知される温度を前記第1のトナー量取得手段で取得されるトナー量が多くなるほど低くなり、かつ前記第2のトナー量取得手段で取得されるトナー量が多くなるほど高くなる設定温度に保つように前記加熱部材に投入する電力を制御することを特徴とする請求項10に記載の定着装置。
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