JP7250550B2 - 定着装置及び画像形成装置 - Google Patents
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Description
図1は、実施例1のタンデム方式(4ドラム系)のカラー画像形成装置の構成図である。ここで、各符号の英文字aはイエロー(Y)、bはマゼンタ(M)、cはシアン(C)、dはブラック(Bk)の構成及びユニットを示す。なお、以下の説明において、特定のユニットを説明する場合を除いて英文字a,b,c,dを省略する。
次に、実施例1における定着装置50の構成について図2を用いて説明する。ここで、長手方向とは、後述する用紙Pの搬送方向と略直交する加圧ローラ53の回転軸方向のことである。また、搬送方向に略直交する方向(長手方向)の用紙Pの長さを幅という。図2(a)は、定着装置50の断面模式図、図2(b)はヒータ54と電力制御部97の模式図である。
(ヒータ)
ヒータ54について、図2(b)を用いて詳しく説明する。ヒータ54は、基板54a、複数の発熱体である発熱体54b1、54b2、導体54c、接点54d1~54d3、保護ガラス層54eからなる。基板54a上に、発熱体54b1、54b2、導体54c、接点54d1~54d3が形成され、その上に発熱体54b1、54b2とフィルム51との絶縁を確保するために保護ガラス層54eが形成されている。第1の発熱体である発熱体54b1と第2の発熱体である発熱体54b2とは、長手方向の長さ(以下、サイズともいう)が異なっている。具体的には、発熱体54b1の長手方向の長さがL1であり、発熱体54b2の長手方向の長さがL2であり、長さL1と長さL2は、L1>L2の関係になっている。発熱体54b1の長さL1は、この画像形成装置によって印刷する(又は、搬送する)ことが可能な用紙Pのうち最大の幅(以下、最大通紙幅という)を有する用紙Pを定着可能な長さになっている。以下、長さL1の用紙PをL1幅の用紙P、長さL2の用紙PをL2幅の用紙Pともいう。発熱体54b1は導体54cを介して接点54d1、54d3に電気的に接続されており、発熱体54b2は導体54cを介して接点54d2、54d3に電気的に接続されている。すなわち、接点54d3は、発熱体54b1、54b2に共通して接続されている接点である。
図2(b)には定着装置50の制御回路である電力制御部97も示している。定着装置50の電力制御部97は、発熱体54b1、54b2(ヒータ54)、交流電源55、双方向サイリスタ(以下、トライアックという)56、切替手段である発熱体切り替え器57からなる。トライアック56は、交流電源55から発熱体54b1、54b2へ電力を供給する際に導通し、交流電源55から発熱体54b1、54b2への電力の供給を遮断する際に非導通となる。トライアック56は、電力のヒータ54への供給を接続又は遮断する接続手段として機能する。エンジンコントローラ92は定着温度センサ59の検知結果である温度情報に基づいて、発熱体54b1、54b2を目標温度(目標となる定着温度)に制御するために必要な電力を算出し、トライアック56を導通又は非導通に制御する。
図3は、制御手段であるエンジンコントローラ92に係る機能ブロックと、外部機器400、ビデオコントローラ91、ハードウェア403を示した図である。エンジンコントローラ92における、発熱体選択部421、発熱体制御部422、定着温度検知部423、蓄熱状況判断部434のそれぞれは機能ブロックを示す。また、トライアック56、発熱体切り替え器57、定着温度センサ59のそれぞれはハードウェア403を構成する。トライアック56、発熱体切り替え器57は電力制御部97でもある。以下、それぞれについて具体的に説明する。
実施例1では、用紙Pの幅が広くても用紙Pに転写する(以下、印刷するという)画像の幅(以下、画像幅という)が狭い場合は、画像幅に応じた幅の狭いヒータ54へ切り替える方法について説明する。図4は実施例1の発熱体切り替え制御を示すフローチャートである。ステップ(以下、Sとする)500でエンジンコントローラ92は、ビデオコントローラ91から、次に印刷するページの印刷情報を受信しているか否かを判断する。ここでの印刷情報とは、用紙Pに印刷する画像サイズと用紙Pのサイズとで構成される。なお、用紙Pのサイズは、幅センサ160m、160nの検知結果に基づいた情報であってもよい。
エンジンコントローラ92は、定着装置50の端部の温度を、当該(現在の)印刷よりも前の印刷状況における非通紙部の蓄熱状態に基づいて蓄熱状況判断部434によって推測する。エンジンコントローラ92は、定着装置50の端部の温度が所定の温度以上であると推測した場合には、定着装置50にダメージが発生しないと判断し、処理をS505に進めて、発熱体54b2を選択する。すなわち、実施例1では、用紙幅Lpが長さL2より大きい用紙Pであっても、定着装置50にダメージが発生しないと判断できる場合には、用紙Pの定着処理に発熱体54b2を用いる。
TEC=TSC=TS・・・式(1)
TEE=TSE-TF・・・式(2)
図5は、エンジンコントローラ92に係る機能ブロックと、外部機器400、ビデオコントローラ91、ハードウェア403を示した図である。エンジンコントローラ92は、実施例1で説明した機能ブロックに加え、温度推測部620、用紙タイプ識別部621を有している。温度推測部620は、定着ニップ部Nにおいて用紙Pを搬送した後の、定着装置50の端部の温度を推測する。また、ハードウェア403は、実施例1のハードウェアに加え、用紙タイプ識別センサ60を有している。図5について実施例1の図3と同じ構成には同じ符号を付し、説明を省略する。以下、実施例1と異なる個所について具体的に説明する。
実施例2における発熱体切り替え処理の流れについて図6のフローチャートを用いて説明する。なお、実施例1と同じ処理には同じステップ番号を付し、説明を省略する。エンジンコントローラ92は、S501で用紙幅Lpが発熱体54b2の長さL2より大きい(Lp>L2)と判断し、S503で画像幅Liが長さL2以下である(Li≦L2)と判断した場合、処理をS710に進める。S710でエンジンコントローラ92は、フィルム51、加圧ローラ53、ヒータ54の蓄熱状態から発熱体54b2よりも外側の定着装置50の端部の温度TSEを推測する。このとき、エンジンコントローラ92は、用紙タイプ識別部621によって識別された用紙Pのタイプ(種類)に応じた定着装置50の温度勾配TFPから、用紙P搬送後の定着装置50の端部の温度TEEを、以下の式(3)を用いて算出する。
TEE=TSE-TFP・・・式(3)
実施例2では、例えば普通紙、薄紙、厚紙、グロス紙等に応じて温度勾配TFPを紙種ごとに分類するように構成したが、このような分類によらず少なくとも2種類以上の分類であればよい。
(ヒータ)
ヒータ54について、図7を用いて詳しく説明する。ヒータ54は、基板54a、複数の発熱体である発熱体54m1~54m3、接点54n1~54n4、保護ガラス層54eからなる。基板54a上に、発熱体54m1~54m3、接点54n1~54n4が形成され、その上に発熱体54m1~54m3とフィルム51との絶縁を確保するために保護ガラス層54eが形成されている。第1の発熱体である発熱体54m1と第2の発熱体である発熱体54m2と第3の発熱体である発熱体54m3は、長手方向の長さが異なっている。具体的には、発熱体54m1の長手方向の長さがL1であり、発熱体54m2の長手方向の長さがL2であり、発熱体54m3の長手方向の長さがL3である。長さL1と長さL2と長さL3は、L1>L2>L3の関係になっている。発熱体54m1の長さL1は、この画像形成装置によって印刷する(又は、搬送する)ことが可能な用紙Pのうち最大の幅(以下、最大通紙幅という)を有する用紙Pを定着可能な長さになっている。以下、長さL1の用紙PをL1幅の用紙P、長さL2の用紙PをL2幅の用紙P、長さL3の用紙PをL3幅の用紙Pともいう。発熱体54m1は接点54n1、54n4に電気的に接続されており、発熱体54m2は接点54n2、54n4に電気的に接続されており、発熱体54m3は接点54n2、54n3に電気的に接続されている。すなわち、接点54n2は、発熱体54m2、54m3に共通して接続されている接点であり、接点54n4は、発熱体54m1、発熱体54m2に共通して接続されている接点である。
図7には定着装置50の制御回路である電力制御部97も示している。定着装置50の電力制御部97は、発熱体54m1~54m3(ヒータ54)、交流電源55、双方向サイリスタ(以下、トライアックという)56a、56b、切替手段である発熱体切り替え器57からなる。
図8は実施例3の発熱体切り替え制御を示すフローチャートである。S800でエンジンコントローラ92は、ビデオコントローラ91から、次に印刷するページの印刷情報を受信しているか否かを判断する。ここでの印刷情報とは、用紙Pに印刷する画像サイズと用紙Pのサイズとで構成される。なお、用紙Pのサイズは、幅センサ160m、160nの検知結果に基づいた情報であってもよい。S800でエンジンコントローラ92は、次の印刷情報を受信していると判断した場合、処理をS801に進め、受信していないと判断した場合、処理を終了する。
ここで、定着装置50に発生するダメージの一例としては、実施例1と同様にフィルム51に発生する座屈破壊があげられる。座屈破壊が発生する温度は長手方向の温度分布で変わることがある。そのため発熱体54b2を選択した場合の温度TD1と発熱体54b3を選択した場合の温度TD2は変わることがある。
51 フィルム
53 加圧ローラ
54 ヒータ
54b1、54b2 発熱体
57 発熱体切り替え器
92 エンジンコントローラ
Claims (9)
- 第1の発熱体と、前記第1の発熱体よりも長手方向の長さである幅が短い第2の発熱体と、を少なくとも有するヒータと、
前記ヒータにより加熱される第1の回転体と、
前記第1の回転体とともにニップ部を形成する第2の回転体と、
前記第1の発熱体又は前記第2の発熱体に電力を供給するための電力供給経路を切り替える切替手段と、
前記切替手段を制御する制御手段と、
を備え、記録材が前記ニップ部を通過することで、前記ニップ部で記録材に担持された未定着のトナー像を熱により定着する定着装置であって、
前記制御手段は、
記録材の前記長手方向の長さである幅が前記第2の発熱体の幅よりも長い第1の記録材に担持された、前記長手方向の長さである幅が前記第2の発熱体の幅以下である画像に定着処理を行う場合に、前記ニップ部における前記第2の発熱体に対応する領域外であり、且つ前記第1の記録材が通過する領域の温度に応じて、前記第1の発熱体を用いて定着処理を行うか、又は前記第2の発熱体を用いて定着処理を行うかを選択し、
前記第1の記録材に形成される画像の幅が前記第2の発熱体の幅以下であり、かつ、前記第2の発熱体を用いて前記第1の記録材に定着処理を行った後の前記ニップ部の前記長手方向における端部の温度が所定の温度以上である場合に、前記第2の発熱体を用いて前記第1の記録材への定着処理を行い、
前記第1の記録材に形成される画像の幅が前記第2の発熱体の幅以下であっても、前記第2の発熱体を用いて前記第1の記録材に定着処理を行った後の前記ニップ部の前記端部の温度が前記所定の温度未満である場合には、前記第1の発熱体を用いて前記第1の記録材への定着処理を行い、
前記第1の記録材が前記ニップ部を通過する前と後の前記長手方向における前記ニップ部の中央部の温度及び前記端部の温度と、前記第1の記録材が前記ニップ部を通過することによって前記ニップ部の端部において温度が降下する度合いと、に基づいて、前記第2の発熱体を用いて前記第1の記録材に定着処理を行った後の前記ニップ部の前記端部の温度を推測することを特徴とする定着装置。 - 記録材の種類を検知する検知手段を備え、
前記制御手段は、前記検知手段により検知した結果に基づいて、前記度合いを設定することを特徴とする請求項1に記載の定着装置。 - 前記ニップ部の前記端部とは、前記第2の発熱体よりも前記長手方向における外側の領域であることを特徴とする請求項1又は請求項2に記載の定着装置。
- 前記制御手段は、記録材の幅が前記第2の発熱体の幅以下である第2の記録材に定着処理を行う場合には、前記第2の発熱体を用いて前記第2の記録材への定着処理を行うことを特徴とする請求項1から請求項3のいずれか1項に記載の定着装置。
- 前記第2の発熱体よりも幅が短い第3の発熱体を備えることを特徴とする請求項1から請求項4のいずれか1項に記載の定着装置。
- 前記第1の発熱体、前記第2の発熱体、及び前記第3の発熱体が配置される基板を備え、
前記第1の発熱体は、前記基板の短手方向の一方の端部に配置された一方の前記第1の発熱体と、他方の端部に配置された他方の前記第1の発熱体とであり、
前記短手方向において、一方の前記第1の発熱体、前記第2の発熱体、前記第3の発熱体、他方の前記第1の発熱体の順に配置されていることを特徴とする請求項5に記載の定着装置。 - 前記第1の回転体はフィルムであることを特徴とする請求項1から請求項6のいずれか1項に記載の定着装置。
- 前記フィルムの内部空間に配置されており、前記ヒータと前記第2の回転体により前記フィルムを挟持しており、
記録材上の画像は、前記フィルムと前記第2の回転体との間に形成されたニップ部で前記フィルムを介して加熱されることを特徴とする請求項7に記載の定着装置。 - 記録材に未定着のトナー像を形成する画像形成手段と、
記録材上の未定着のトナー像を定着する請求項1から請求項8のいずれか1項に記載の定着装置と、
を備えることを特徴とする画像形成装置。
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JP2011027989A (ja) | 2009-07-24 | 2011-02-10 | Canon Inc | 画像形成装置 |
JP2013235181A (ja) | 2012-05-10 | 2013-11-21 | Canon Inc | 像加熱装置、及びその像加熱装置を備えるが画像形成装置 |
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