JP7308108B2 - image forming device - Google Patents
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Description
本発明の実施形態は、画像形成装置に関する。 An embodiment of the present invention relates to an image forming apparatus.
画像形成装置は、トナー等の現像剤を用いてシート上に画像を形成する。画像形成装置は、定着装置による加熱によって、シート上に形成された画像をシートに定着させる。定着装置には、面状のヒータと無端ベルト(定着ベルト)とを用いるものがある。このような定着装置では、ヒータと定着ベルトとの間にグリースが配置されることによって、定着装置の駆動トルクが高くなることが抑止される。しかし、ヒータと定着ベルトとの間のグリースの劣化が進んでいる場合、定着装置の駆動トルクが高くなってしまう場合があった。 An image forming apparatus forms an image on a sheet using developer such as toner. The image forming apparatus fixes an image formed on the sheet to the sheet by heating with a fixing device. Some fixing devices use a planar heater and an endless belt (fixing belt). In such a fixing device, grease is placed between the heater and the fixing belt to prevent the drive torque of the fixing device from increasing. However, when the deterioration of the grease between the heater and the fixing belt progresses, the driving torque of the fixing device may increase.
本発明が解決しようとする課題は、定着装置の駆動トルクが高くなることを抑止することができる画像形成装置を提供することである。 SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide an image forming apparatus capable of suppressing an increase in driving torque of a fixing device.
実施形態の画像形成装置は、定着装置と、取得部と、制御部とを持つ。定着装置は、発熱体と、定着ベルトと、回転体と、潤滑剤とを持つ。発熱体は、熱を発する。定着ベルトは、内周面で発熱体に接触しながら発熱体の表面を摺動する帯状の薄膜である。回転体は、定着ベルトの外周面に押圧可能であって回転可能である。潤滑剤は、内周面に接触している。取得部は、回転体のトルクの大きさに応じて変化する物理量を取得する。制御部は、定着装置による画像形成時に取得された物理量に基づいて、発熱体と定着ベルトとの隙間ができるように予め定められた動作を、画像形成時でない場合において回転体に実行させる。 An image forming apparatus according to an embodiment has a fixing device, an acquisition section, and a control section. A fixing device has a heating element, a fixing belt, a rotating body, and a lubricant. A heating element generates heat. The fixing belt is a strip-shaped thin film that slides on the surface of the heating element while its inner peripheral surface is in contact with the heating element. The rotating body can be pressed against the outer peripheral surface of the fixing belt and can rotate. A lubricant is in contact with the inner peripheral surface. The acquisition unit acquires a physical quantity that changes according to the magnitude of the torque of the rotating body. The control unit causes the rotator to perform a predetermined operation to create a gap between the heating element and the fixing belt based on the physical quantity acquired during image formation by the fixing device when not during image formation.
以下、実施形態の画像形成装置を、図面を参照して説明する。
(第1実施形態)
図1は、実施形態の画像形成装置100の全体構成例を示す外観図である。画像形成装置100は、例えば複合機である。画像形成装置100は、ディスプレイ110と、コントロールパネル120と、プリンタ130と、シート収容部140と、画像読取部200とを備える。
An image forming apparatus according to embodiments will be described below with reference to the drawings.
(First embodiment)
FIG. 1 is an external view showing an example of the overall configuration of an
画像形成装置100は、トナー等の現像剤を用いてシート上に画像を形成する。シートは、例えば紙やラベル用紙である。シートは、その表面に画像形成装置100が画像を形成できる物であればどのような物であってもよい。
The
ディスプレイ110は、液晶ディスプレイ、有機EL(Electro Luminescence)ディスプレイ等の画像表示装置である。ディスプレイ110は、画像形成装置100に関する種々の情報を表示する。
The
コントロールパネル120は、複数のボタンを有する。コントロールパネル120は、ユーザの操作を受け付ける。コントロールパネル120は、ユーザによって行われた操作に応じた信号を、画像形成装置100の制御部に出力する。なお、ディスプレイ110とコントロールパネル120とは一体のタッチパネルとして構成されてもよい。
プリンタ130は、現像剤による画像をシート上に形成し、形成された画像をシートに定着させる装置である。プリンタ130は、画像読取部200によって生成された画像情報又は通信路を介して受信された画像情報に基づいて、シート上に画像を形成する。
The
プリンタ130は、例えば以下のような処理によって画像を形成する。プリンタ130の画像形成部は、画像情報に基づいて感光体ドラム上に静電潜像を形成する。プリンタ130の画像形成部は、静電潜像に現像剤を付着させることによって可視像を形成する。現像剤の具体例として、トナーがある。プリンタ130の転写部は、可視像をシート上に転写する。プリンタ130の定着部は、シートに対して加熱及び加圧を行うことによって、可視像をシート上に定着させる。なお、画像が形成されるシートは、シート収容部140に収容されているシートでもよいし、手挿しされたシートでもよい。
The
シート収容部140は、プリンタ130における画像形成に用いられるシートを収容する。
The
画像読取部200は、読み取り対象の画像情報を光の明暗として読み取る。画像読取部200は、読み取られた画像情報を記録する。記録された画像情報は、ネットワークを介して他の情報処理装置に送信されてもよい。記録された画像情報は、プリンタ130によってシート上に画像形成されてもよい。
The
図2は、実施形態の画像形成装置100の構成例を示すブロック図である。画像形成装置100は、ディスプレイ110と、コントロールパネル120と、プリンタ130と、シート収容部140と、記憶部150と、処理装置160とを備える。プリンタ130は、制御回路131と、定着装置132とを備える。
FIG. 2 is a block diagram showing a configuration example of the
記憶部150は、例えばフラッシュメモリなどの不揮発性の記録媒体(非一時的な記録媒体)である。記憶部150は、例えば、プリンタ130の駆動プログラムを記憶する。記憶部150は、例えばDRAM(Dynamic Random Access Memory)などの揮発性の記録媒体を有してもよい。
The
処理装置160は、取得部161と、制御部162とを備える。処理装置160の一部又は全部は、CPU(Central Processing Unit)等のプロセッサが、記憶部150に記憶されたプログラムを実行することにより、ソフトウェアとして実現される。処理装置160の一部又は全部は、例えば、LSI(Large Scale Integration circuit)等のハードウェアを用いて実現されてもよい。
The
次に、定着装置132の詳細を説明する。
図3は、実施形態の定着装置132の構成例を示す断面図である。定着装置132は、フィルムユニット10と、加圧ローラ11とを有する。フィルムユニット10は、定着ベルト14と、支持部材15と、ステイ16と、ヒータユニット17と、伝熱部材18と、ヒータ温度計19と、フィルム温度計20と、サーモスタット21とを有する。
Next, details of the
FIG. 3 is a cross-sectional view showing a configuration example of the
加圧ローラ11がフィルムユニット10に当接することによって、加圧ローラ11とフィルムユニット10とは、ニップ300を形成する。加圧ローラ11と定着ベルト14とは、ニップ300においてシートを挟み支持する。シートにはトナー像が形成されている。
The
加圧ローラ11(回転体)は、ニップ300に進入したシートを加圧する。加圧ローラ11は、回転することによってシートを搬送する。加圧ローラ11は、芯金12と、弾性層13と、離型層(不図示)とを有する。
The pressure roller 11 (rotating body) presses the sheet entering the
芯金12の材料は、ステンレス等の金属である。芯金12の形状は、円柱状である。芯金12の軸方向の両端において、芯金12は回転可能に支持される。芯金12は、ブラシレスモータ等のモータ(不図示)により回転駆動される。芯金12は、カム部材(不図示)等の機構に当接する。カム部材(当接機構)は、回転することにより、芯金12をフィルムユニット10に接近させる。カム部材は、回転することにより、弾性層13を定着ベルト14に当接させてもよい。カム部材(離間機構)は、さらに回転することにより、芯金12をフィルムユニット10から離間させる。
The material of the cored
弾性層13は、シリコンゴム等の弾性材料で形成される。弾性層13は、芯金12の外周面上に一定の厚さで形成される。離型層(不図示)は、PFA(テトラフルオロエチレン・パーフルオロアルキルビニルエーテル共重合体)などの樹脂材料で形成される。離型層は、弾性層13の外周面上に形成される。加圧ローラ11の外周面の硬度は、ASKER-C硬度計で例えば9.8Nの荷重において、例えば40~70度である。これにより、ニップ300の面積と加圧ローラ11の耐久性が確保される。
The
制御部162は、画像形成装置100の各部の動作を制御する。例えば、制御部162は、制御回路131に指示を出す。制御回路131は、指示に基づいて定着装置132の動作を制御する。加圧ローラ11は、制御部162による制御に応じたカム部材の回転により、フィルムユニット10に接近することが可能である。制御部162が加圧ローラ11をフィルムユニット10に接近させ、弾性体により押圧すると、ニップ300が形成される。
加圧ローラ11は、制御部162による制御に応じたカム部材の回転により、フィルムユニット10から離間することが可能である。例えば、定着装置132でシートのジャムが発生した場合等において、カム部材は加圧ローラ11をフィルムユニット10から離間させる。加圧ローラ11がフィルムユニット10から離間している場合、ユーザは、定着装置132からシートを取り除くことができる。スリープ時など定着ベルト14の回転が停止している状態において、カム部材が加圧ローラ11をフィルムユニット10から離間させることにより、定着ベルト14の塑性変形は防止される。
The
加圧ローラ11は、制御部162による制御に応じて、モータにより駆動されて回転する。ニップ300が形成された状態で加圧ローラ11が回転すると、フィルムユニット10の定着ベルト14が従動回転する。加圧ローラ11は、ニップ300にシートが配置された状態で自転することにより、シートを搬送方向に搬送する。図3に示された矢印「W」は、シートの搬送方向を表す。
The
定着ベルト14は、筒状に形成された帯状の薄膜である。定着ベルト14は、内周側から順に、基層と、弾性層と、離型層とを有する。基層は、ニッケル又はポリイミド等の材料により筒状に形成される。基層は、セラミック又は金属等の発熱層を備えている。基層の内側には、ヒータユニットに対する定着ベルト14の摺動性を向上させる目的のフッ素系又はポリイミド系のコーティングが施されてもよい。弾性層は、基層の外周面上に積層配置される。弾性層は、シリコンゴム等の弾性材料で形成される。離型層は、弾性層の外周面上に積層配置される。離型層は、PFA樹脂などの材料で形成される。
The fixing
定着ベルト14は、樹脂製のフランジ(不図示)によって、定着ベルト14の内側から支持されている。定着ベルト14の両端は開放されている。定着ベルト14は、加圧ローラ11の回転に応じて従動する。なお、加圧ローラ11には、モータ等の駆動機構が、ギアを介して備えられてもよい。
The fixing
図3では、加圧ローラ11の中心「pc」とフィルムユニット10の中心hcとを結ぶ直線「CL」が定義されている。ヒータユニット17は、シートにおけるニップ300の範囲を加熱する。ヒータユニット17は、基板171と、発熱体セット172とを有する。基板171のx方向の中心18cは、直線「CL」を基準位置として、+x方向に配置される。これにより、ニップ300の+x方向に基板171が伸びるため、ニップ300を通過したシートはフィルムユニット10から容易に剥離される。
In FIG. 3, a straight line "CL" connecting the center "pc" of the
発熱体セット172のx方向の中心19cは、直線「CL」上に配置される。発熱体セット172、ニップ300を通過するシートを加熱する。発熱体セット172は、全体がニップ300の領域内に含まれて、ニップ300の中心に配置される。これにより、ニップ300の熱分布が均等になるので、ニップ300を通過中のシートが均等に加熱される。
The
図4は、実施形態の潤滑剤400の状態例を示す図である。画像形成装置100の使用開始時では、潤滑剤400において不純物が少なく、オイルが潤滑剤400から揮発していないので、モータは加圧ローラ11を低トルクで駆動することが可能である。画像形成装置100が長時間使用された場合、定着ベルト14の磨耗粉と潤滑剤400のオイルの揮発とによって、潤滑剤400は劣化する。潤滑剤400が劣化した場合、加圧ローラ11は、低トルクでは駆動することができない。定着装置132が交換される時期まで、加圧ローラ11は低トルクでも駆動可能である必要がある。
FIG. 4 is a diagram showing a state example of the
ヒータユニット17は、定着ベルト14の内側に配置される。定着ベルト14の内周面及び発熱体セット172には、潤滑剤400が塗布されている。潤滑剤400は、例えば、フッ素系のグリースである。ヒータユニット17は、潤滑剤400を介して定着ベルト14の内周面に接触する。ヒータユニット17が発熱すると、潤滑剤400の粘度が低下する。潤滑剤400の表面張力は、潤滑剤400の粘度に応じて変化する。潤滑剤400は、潤滑剤400の表面張力に応じて、ヒータユニット17と定着ベルト14との隙間に浸透する。
The heater unit 17 is arranged inside the fixing
図3に示された直線「CL」の長さには、例えば3種類の長さが予め定められている。すなわち、加圧ローラ11の位置には、例えば、当接ポジションと、封筒モードのポジションと、離間モードのポジションとが予め定められている。加圧ローラ11が当接ポジションの位置に移動した場合、加圧ローラ11と定着ベルト14とがニップ300において接触しているので、定着ベルト14には加圧ローラ11によって300N程度の圧力が加えられる。加圧ローラ11が封筒モードの位置に移動した場合、定着ベルト14には、加圧ローラ11によって300N未満以下の圧力が加えられる。加圧ローラ11が離間モードの位置に移動した場合、加圧ローラ11と定着ベルト14との間には隙間があるので、定着ベルト14には加圧ローラ11からの圧力が加えられない。
For the length of the straight line "CL" shown in FIG. 3, for example, three lengths are predetermined. That is, the
潤滑剤400は、支持部材15と定着ベルト14とが接触する位置において停滞してしまう場合がある。例えば、潤滑剤400はニップ300の上流に停滞してしまう場合がある。ヒータユニット17と定着ベルト14との隙間が適度に広がることによって、潤滑剤400は、ヒータユニット17と定着ベルト14との隙間に浸透しやすくなる。すなわち、図3に示された直線「CL」の長さが調節されることによって、潤滑剤400は、ヒータユニット17と定着ベルト14との隙間に浸透しやすくなる。これにより、ヒータユニット17と定着ベルト14との摺動性が確保される。
The
図5は、実施形態の当接ポジションの例を示す図である。定着装置132は、モータ22と、支点23と、カム部材24と、アーム25と、回転軸26と、弾性体27と、ベアリング28とを備える。モータ22は、制御部162による制御に応じて、カム部材24の支点23を駆動する。支点23は、モータ22による駆動に応じて、カム部材24を回転させる。
FIG. 5 is a diagram showing an example of contact positions according to the embodiment. The fixing
アーム25の形状は、一例として、略L字の形状である。アーム25の屈曲部には、回転軸26が設けられている。アーム25は、加圧ローラ11の中心「pc」の軸に接続されたベアリング28を支持する。回転軸26は、アーム25を回転可能に支持する。弾性体27は、加圧バネであり、例えば圧縮コイルバネである。弾性体27は、定着装置132に設けられた壁とアーム25との間に配置されている。弾性体27は、図示時計回りに回転したアーム25と、定着装置132に設けられた壁とによって圧縮される。圧縮された弾性体27は、カム部材24にアーム25が接触するように、アーム25を加圧する。ベアリング28は、加圧ローラ11の中心「pc」において、加圧ローラ11を回転可能に支持する。図5では、カム部材24とアーム25との接触点は、当接ポジションの接触点「A」と表記される。図5では、カム部材24は、当接ポジションの接触点「A」において、圧縮された弾性体27の長さに応じた圧力をアーム25から受ける。支点23と当接ポジションの接触点「A」との間の距離が所定距離よりも長いので、フィルムユニット10及び加圧ローラ11は互いに接触している。
The shape of the
図6は、実施形態の封筒モードのポジション(半当接ポジション)の例を示す図である。図6では、カム部材24とアーム25との接触点は、半当接ポジションの接触点「B」と表記される。図6では、カム部材24は、半当接ポジションの接触点「B」において、圧縮された弾性体27の長さに応じた圧力をアーム25から受ける。支点23と半当接ポジションの接触点「B」との間の距離は、支点23と当接ポジションの接触点「A」との間の距離よりも短い。このため、アーム25は、回転軸26を中心として図示反時計回りに回転する。図6に示された直線「CL」の長さは、アーム25の回転角度に応じて、図5に示された直線「CL」の長さよりも長くなる。
FIG. 6 is a diagram showing an example of the envelope mode position (half-contact position) of the embodiment. In FIG. 6, the point of contact between the
図7は、実施形態の離間モードのポジション(離間ポジション)の例を示す図である。図7では、カム部材24とアーム25との接触点は、離間ポジションの接触点「C」と表記される。図7では、カム部材24は、離間ポジションの接触点「C」において、圧縮された弾性体27の長さに応じた圧力をアーム25から受ける。支点23と離間ポジションの接触点「C」との間の距離は、支点23と半当接ポジションの接触点「B」との間の距離よりも短い。このため、アーム25は、回転軸26を中心として図示反時計回りに更に回転する。図7に示された直線「CL」の長さは、アーム25の回転角度に応じて、図6に示された直線「CL」の長さよりも長くなる。支点23と離間ポジションの接触点「C」との間の距離が所定距離よりも短いので、フィルムユニット10及び加圧ローラ11は、互いに離れている。したがって、ヒータユニット17の熱は、加圧ローラ11には伝わらない。
FIG. 7 is a diagram showing an example of positions in the separation mode (separation positions) of the embodiment. In FIG. 7, the point of contact between the
図3に戻り、定着装置132の構成例の説明を続ける。伝熱部材18(均熱部材)は、銅などの熱伝導率の高い金属材料により形成される。伝熱部材18の外形は、ヒータユニット17の基板171の外形と同等である。伝熱部材18は、ヒータユニット17の-z方向の面に接触して配置される。-z方向の面とは、すなわちヒータユニット17が定着ベルト14と接触する面に対して反対側の面である。
Returning to FIG. 3, the description of the configuration example of the fixing
支持部材15(ヒータ・ホルダ)は、液晶ポリマーなどの樹脂材料により形成される。支持部材15は、ヒータユニット17の-z方向と、x方向の両側とを覆うように配置される。支持部材15は、伝熱部材18を介してヒータユニット17を支持する。支持部材15のx方向の両端部には丸面取りが形成される。支持部材15は、ヒータユニット17のx方向の両端部において、定着ベルト14の内周面を支持する。
The support member 15 (heater holder) is made of a resin material such as liquid crystal polymer. The
定着装置132を通過中のシートが加熱される場合、シートのサイズに応じてヒータユニット17に温度分布が発生する。ヒータユニット17が局所的に高温になると、ヒータユニット17の温度は、樹脂材料で形成される支持部材15の耐熱温度を上回る可能性がある。ヒータユニット17の温度が支持部材15の耐熱温度を上回ると、支持部材15を構成する樹脂材料が溶けて損傷してしまう。伝熱部材18は、ヒータユニット17の温度分布を平均化させる。これにより、支持部材15の耐熱性が確保される。
When a sheet passing through the fixing
ステイ16は、鋼板材料等により形成される。ステイ16のy方向に垂直な断面はU字状に形成される。ステイ16は、U字の開口部を支持部材15で塞ぐように、支持部材15の-z方向に装着される。ステイ16はy方向に伸びる。ステイ16のy方向の両端部は、画像形成装置100のハウジングに固定される。これにより、フィルムユニット10が画像形成装置100に支持される。ステイ16は、フィルムユニット10の曲げ剛性を向上させる。ステイ16のy方向の両端部付近には、定着ベルト14のy方向への移動を規制するフランジ(不図示)が装着される。
The
ヒータ温度計19は、伝熱部材18を挟んでヒータユニット17の-z方向に配置される。例えば、ヒータ温度計19はサーミスタである。ヒータ温度計19は、支持部材15の-z方向の面に装着されて支持される。ヒータ温度計19の感温素子は、支持部材15をz方向に貫通する孔を通って、伝熱部材18に接触する。ヒータ温度計19は、伝熱部材18を介してヒータユニット17の温度を計測する。
The heater thermometer 19 is arranged in the −z direction of the heater unit 17 with the
フィルム温度計20は、定着ベルト14の内側であって、ヒータユニット17の+x方向に配置される。フィルム温度計20は、定着ベルト14の内周面に接触して、定着ベルト14の温度を計測する。
The
サーモスタット21は、ヒータ温度計19と同様に配置される。サーモスタット21は、電気回路に組み込まれる。サーモスタット21は、伝熱部材18を介して検出されたヒータユニット17の温度が所定温度を超えた場合、発熱体セット172への通電を遮断する。
Thermostat 21 is arranged similarly to heater thermometer 19 . Thermostat 21 is incorporated into the electrical circuit. The thermostat 21 cuts off the energization of the heating element set 172 when the temperature of the heater unit 17 detected via the
次に、図2に示された処理装置160の詳細を説明する。
取得部161は、加圧ローラ11のトルクの大きさに応じて変化する物理量を取得する。例えば、取得部161は、加圧ローラ11の芯金12を駆動するモータ(不図示)の電流値を取得する。モータの電流値を検出する機構(不図示)は、例えば芯金12から所定距離内に配置される。
Next, the details of the
モータの定格電流値が例えば2Aであり、定格電流値に対して例えば25%のマージンが確保される場合、モータの電流値の閾値は1.5Aと定められる。閾値情報は、例えば記憶部150に記憶されている。制御部162は、定着装置132による画像形成時において、閾値情報を記憶部150から取得する。定着装置132による画像形成時とは、例えば印刷ジョブの実行中である。
If the rated current value of the motor is, for example, 2A and a margin of, for example, 25% is ensured for the rated current value, the threshold value of the current value of the motor is determined to be 1.5A. The threshold information is stored in the
制御部162は、芯金12を駆動するモータの電流値が閾値以上であるか否かを判定する。モータの電流値が閾値以上であると判定され、定着装置132による画像形成時でない場合、制御部162は、定着装置132の動作モードを潤滑剤循環モードに移行させる。
The
定着装置132による画像形成時でない場合とは、例えば、印刷ジョブの実行の直後、印刷ジョブの実行前、定着装置132のウォーミングアップ中、定着装置132のウォーミングアップ直後、画質維持のための処理(トナーの濃度チェック処理)の実行中、又は、定着装置132の所定機構の位置合わせ処理の実行中である。
Examples of when the fixing
潤滑剤循環モードとは、定着ベルト14及び加圧ローラ11の回転駆動が停止している状態において、図3に示された直線「CL」の長さを1回以上変化させる動作モードである。すなわち、潤滑剤循環モードとは、定着ベルト14及び加圧ローラ11の回転駆動が停止している状態において、ヒータユニット17と定着ベルト14との隙間を制御部162が変更する動作モードである。潤滑剤循環モードでは、制御部162は、ヒータユニット17に対して加圧ローラ11から与えられる圧力を小さくする。潤滑剤循環モードでは、制御部162は、ヒータユニット17と加圧ローラ11の中心軸との距離を長くする。
The lubricant circulation mode is an operation mode in which the length of straight line "CL" shown in FIG. That is, the lubricant circulation mode is an operation mode in which the
制御部162は、潤滑剤循環モードにおいて、ヒータユニット17と定着ベルト14との隙間の距離を複数回変更してもよい。ニップ300の上流に停滞している新鮮な潤滑剤400は、潤滑剤循環モードにおいて、ヒータユニット17と定着ベルト14との間における開放された隙間に浸透する。これによって、ニップ300における潤滑剤400の性能は回復する。制御部162は、隙間の距離を変更する動作を加圧ローラ11に1回以上実行させた後で、所定条件が満たされ、隙間の距離を変更する動作を加圧ローラ11に再実行させる場合、隙間の距離を変更する動作を複数回実行させてもよい。所定条件とは、印刷対象のシートの枚数が所定枚数以下であるという条件、経過時間が所定時間以内であるという条件である。潤滑剤循環モードで加圧ローラ11等が動作した後で、加圧ローラ11のトルクがすぐに高くなった場合(物理量が大きくなった場合)、潤滑剤循環モードの動作が不十分であった可能性がある。このため、制御部162は、潤滑剤循環モードで加圧ローラ11等が動作した後で、加圧ローラ11のトルクがすぐに高くなった場合、隙間の距離を変更する動作を加圧ローラ11に複数回実行させてもよい。
The
制御部162は、潤滑剤循環モードにおいて、ヒータユニット17に対して加圧ローラ11から与えられる圧力を、複数回小さくしてもよい。制御部162は、圧力を変更する動作を加圧ローラ11に1回以上実行させた後で、所定条件が満たされ、圧力を変更する動作を加圧ローラ11に再実行させる場合、圧力を変更する動作を複数回実行させてもよい。制御部162は、潤滑剤循環モードにおいて、ヒータユニット17と加圧ローラ11の中心軸との距離を、複数回長くしてもよい。制御部162は、ヒータユニット17と加圧ローラ11の中心軸との距離を変更する動作を加圧ローラ11に1回以上実行させた後で、所定条件が満たされ、距離を変更する動作を加圧ローラ11に再実行させる場合、距離を変更する動作を複数回実行させてもよい。
The
図8は、実施形態のモータの電流値の変化例を示す図である。加圧ローラ11を回転させる芯金12を駆動するモータの定格負荷のトルク限界値は、例えば100mN・mである。加圧ローラ11を駆動するモータの駆動力とモータに入力される電流量とには、相関関係がある。制御部162は、モータに入力される電流量を加圧ローラ11の負荷トルクに応じて増やすことによって、加圧ローラ11及び定着ベルト14の規定回転数を維持する。
FIG. 8 is a diagram showing an example of changes in the current value of the motor according to the embodiment. The torque limit value of the rated load of the motor that drives the
図8では時刻t1において、制御部162は、モータの電流値が閾値以上であると判定する。制御部162は、モータの電流値が閾値以上であると判定され、定着装置132による画像形成時でない場合、定着装置132の動作モードを潤滑剤循環モードに移行させる。潤滑剤400は、潤滑剤循環モードにおいて、ヒータユニット17と定着ベルト14との間における開放された隙間に浸透する。これによって、ニップ300における潤滑剤400の性能は回復する。加圧ローラ11の駆動トルクが一時的に低下するので、所定時間、加圧ローラ11の低トルク状態が維持される。
At time t1 in FIG. 8, the
制御部162は、潤滑剤循環モードにおけるヒータユニット17と定着ベルト14との隙間の距離の変更を繰り返すことによって、定着装置132の寿命を長寿命化することができる。図8では時刻t2において、制御部162は、モータの電流値が閾値以上であると再び判定する。モータの電流値が閾値以上であると判定され、定着装置132による画像形成時でない場合、制御部162は、定着装置132の動作モードを潤滑剤循環モードに移行させる。
The
なお、定着装置132は、例えば20万枚から60万枚程度の予め定められた枚数のシートに対してトナー像を形成した場合、ユニット交換されてもよい。
Note that the fixing
次に、画像形成装置100の動作例を説明する。
図9は、実施形態の画像形成装置100の動作例を示すフローチャートである。取得部161は、定着装置132が画像を形成しているか否かを判定する。すなわち、取得部161は、定着装置132による画像形成時であるか否かを判定する(ACT101)。
Next, an operation example of the
FIG. 9 is a flowchart showing an operation example of the
画像形成時である場合(ACT101:YES)、取得部161は、加圧ローラ11のトルクの大きさに応じて変化する物理量を取得する(ACT102)。取得部161は、ACT101に処理を戻す。
If it is during image formation (ACT101: YES), the
画像形成時でない場合(ACT101:NO)、制御部162は、物理量を取得部161が取得済であるか否かを判定する(ACT103)。物理量を取得部161が取得していない場合(ACT103:NO)、取得部161は、ACT101に処理を戻す。物理量を取得部161が取得済である場合(ACT103:YES)、制御部162は、物理量が閾値以上であるか否かを判定する(ACT104)。
If it is not during image formation (ACT101: NO), the
物理量が閾値未満である場合(ACT104:NO)、制御部162は、ACT101に処理を戻す。物理量が閾値以上である場合(ACT104:YES)、制御部162は、発熱体セット172と定着ベルト14との隙間ができるように予め定められた動作を、加圧ローラ11に実行させる(ACT103)。制御部162は、ACT101に処理を戻す。
If the physical quantity is less than the threshold (ACT104: NO), the
以上のように、第1実施形態の画像形成装置100は、定着装置132と、取得部161と、制御部162とを持つ。定着装置132は、ヒータユニット17と、定着ベルト14と、加圧ローラ11と、潤滑剤400とを有する。ヒータユニット17は、熱を発する。定着ベルト14は、定着ベルト14の内周面でヒータユニット17に接触しながらヒータユニット17の表面を摺動する帯状の薄膜である。加圧ローラ11は、定着ベルト14の外周面に押圧可能であって回転可能である。潤滑剤400は、定着ベルト14の内周面接触している。取得部161は、加圧ローラ11のトルクの大きさに応じて変化する物理量を取得する。物理量とは例えば電流量である。取得部161は、測定された加圧ローラ11のトルク情報又は温度情報を取得してもよい。制御部162は、定着装置132による画像形成時に取得された物理量に基づいて、ヒータユニット17と定着ベルト14との隙間ができるように予め定められた動作を、画像形成時でない場合において加圧ローラ11に実行させる。
As described above, the
これにより、第1実施形態の画像形成装置100は、定着装置132の駆動トルクが高くなることを抑止することが可能である。
Accordingly, the
画像形成装置100では、単に所定時間が経過したという理由では潤滑剤循環モードが実行されず、加圧ローラ11のトルクの大きさに応じて潤滑剤循環モードが実行されるので、潤滑剤循環モードの無駄な実行がなく、加圧ローラ11及び定着ベルト14等の消耗品の回転駆動の回数の増加が抑えられる。定着ベルト14の走行距離が伸びにくいので、画像形成装置100は、定着装置132に対して規定されたユニット交換時期となるまで、安定した低トルクで加圧ローラ11を駆動することが可能である。画像形成装置100は、印刷ジョブを実行することができないロスタイムを削減することが可能である。
In the
なお、加圧ローラ11にはマークが付けられていてもよい。加圧ローラ11に付けられたマークの回転速度は、例えば画像センサを用いて測定されてもよい。取得部161は、加圧ローラ11に付けられたマークの回転速度とモータの電流値との関係に基づいて、加圧ローラ11のトルクを導出してもよい。制御部162は、加圧ローラ11のトルクが閾値以上であるか否かを判定してもよい。制御部162は、加圧ローラ11のトルクが閾値以上であると判定され、定着装置132による画像形成時でない場合、定着装置132の動作モードを潤滑剤循環モードに移行させてもよい。
Note that the
(第2実施形態)
第2実施形態では、潤滑剤循環モードにおいて制御部162が加圧ローラ11及び定着ベルト14を回転させる点が、第1実施形態と相違する。第2実施形態では第1実施形態との相違点を説明する。
(Second embodiment)
The second embodiment differs from the first embodiment in that the
潤滑剤循環モードにおいて、加圧ローラ11の負荷トルクが所定トルク値以上である場合、制御部162は、加圧ローラ11及び定着ベルト14を回転させながら、ヒータユニット17と定着ベルト14との隙間の距離を変更してもよい。ニップ300に配置されている潤滑剤400は、ヒータユニット17によって加熱される。このため、ニップ300に位置している潤滑剤400の劣化は、ニップ300から離れて位置している潤滑剤400と比較して早く進む。制御部162は、ヒータユニット17と定着ベルト14との隙間の距離を変更し、定着ベルト14を回転させることによって、劣化度が低い潤滑剤400をニップ300に近い位置に移動させる。このようにして、制御部162は、定着ベルト14の内周面に付着している潤滑剤400を満遍なく劣化させる。これによって、制御部162は、定着装置132の駆動トルクを低く保つことができる。なお、潤滑剤循環モードにおいて、制御部162は、加圧ローラ11の回転方向を逆転させてもよい。これによって、制御部162は、潤滑剤400を変形させることができる。
In the lubricant circulation mode, when the load torque of the
以上のように、第2実施形態の制御部162は、潤滑剤循環モードにおいて、加圧ローラ11を回転させる。定着ベルト14による搬送によって、ニップ300に供給される潤滑剤400の量が増えるので、低い駆動トルクで加圧ローラ11を駆動させることが可能になる。例えば、ニップ300に位置している潤滑剤400の量が減っていた場合でも、定着ベルト14が回転することによって、ニップ300に位置する潤滑剤400の量を増やすことができる。駆動トルクに応じてモータの電流値が閾値以上となった場合、定着ベルト14は、回転することによって、ニップ300に配置される潤滑剤400の量を増やしてもよい。
As described above, the
(第3実施形態)
第3実施形態では、潤滑剤循環モードにおいて制御部162による制御に応じて潤滑剤400が加熱される点が、第1実施形態と相違する。第3実施形態では第1実施形態との相違点を説明する。
(Third embodiment)
The third embodiment differs from the first embodiment in that the
画像形成装置100内の環境温度が常温より極端に低い場合、又は、トナー像が形成されシートの枚数(印刷部数)が少ない場合、潤滑剤400の温度は低い。潤滑剤400の温度が低い場合、潤滑剤400の粘度が高いので、潤滑剤400の潤滑性は低い。潤滑剤循環モードにおいて、画像形成装置100内の環境温度が所定温度以下である場合、制御部162は、ヒータユニット17によって定着ベルト14を加熱しながら、ヒータユニット17と定着ベルト14との隙間の距離を変更してもよい。これによって、潤滑剤400の温度が高くなるので、潤滑剤400の粘度が低くなり、潤滑剤400の潤滑性は高くなる。
The temperature of the
なお、定着ベルト14及び加圧ローラ11が回転していないので、定着ベルト14及び加圧ローラ11にダメージを与えない程度の温度で、ヒータユニット17は定着ベルト14を加熱する。ヒータユニット17の定格電力が例えば1000Wである場合、定着ベルト14及び加圧ローラ11にダメージを与えない程度の温度を発生させる電力とは、例えば300W程度である。
Since the fixing
以上のように、第3実施形態の制御部162は、環境温度が所定温度以下である場合、潤滑剤循環モードにおいてヒータユニット17を発熱させる。これにより、第3実施形態の画像形成装置100は、第1実施形態と比較して、ヒータユニット17と定着ベルト14との摺動性(潤滑剤400の潤滑性)を更に向上させることが可能である。
As described above, the
第1実施形態と第2実施形態と第3実施形態とは組み合わされてもよい。例えば、画像形成装置100は、前回の潤滑剤循環モードの実行時刻と今回の潤滑剤循環モードの実行時刻との間隔が所定時間以内である場合、温度又は負荷トルクの条件が厳しくなったと判定する。画像形成装置100は、印刷枚数が一定枚数以上となった場合、温度又は負荷トルクの条件が厳しくなったと判定してもよい。温度又は負荷トルクの条件が厳しくなったと判定された場合、画像形成装置100は、潤滑剤循環モードにおいて制御部162による制御に応じて加圧ローラ11及び定着ベルト14を回転させる動作を、第1実施形態の動作よりも優先して実行してもよい。
The first, second and third embodiments may be combined. For example, the
なお、加圧ローラ11の負荷トルクの上昇が潤滑剤400の酸化に起因する場合、制御部162は、酸化を中和する物質を潤滑剤400に添加する制御を実行してもよい。この場合、制御部162は、ヒータユニット17と定着ベルト14との隙間の距離を変更しなくてもよい。
If the increase in the load torque of
以上述べた少なくともひとつの実施形態によれば、定着装置の駆動トルクが高くなることを抑止することが可能である。 According to at least one embodiment described above, it is possible to prevent the driving torque of the fixing device from increasing.
本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれると同様に、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれるものである。 While several embodiments of the invention have been described, these embodiments have been presented by way of example and are not intended to limit the scope of the invention. These embodiments can be implemented in various other forms, and various omissions, replacements, and modifications can be made without departing from the scope of the invention. These embodiments and their modifications are included in the scope and spirit of the invention, as well as the scope of the invention described in the claims and equivalents thereof.
10…フィルムユニット、11…加圧ローラ、12…芯金、13…弾性層、14…定着ベルト、15…支持部材、16…ステイ、17…ヒータユニット、18…伝熱部材、19…ヒータ温度計、20…フィルム温度計、21…サーモスタット、22…モータ、23…支点、24…カム部材、25…アーム、26…回転軸、27…弾性体、28…ベアリング、100…画像形成装置、110…ディスプレイ、120…コントロールパネル、130…プリンタ、131…制御回路、132…定着装置、140…シート収容部、150…記憶部、160…処理装置、161…取得部、162…制御部、171…基板、172…発熱体セット、200…画像読取部、300…ニップ、400…潤滑剤
DESCRIPTION OF
Claims (4)
前記回転体のトルクの大きさに応じて変化する物理量を取得する取得部と、
前記定着装置による画像形成時に取得された前記物理量に基づいて、前記発熱体と前記定着ベルトとの隙間ができるように予め定められた動作を、画像形成時でない場合において前記回転体に実行させる制御部と
を備え、
前記制御部は、前記予め定められた動作を実行させた後で、所定条件が満たされ、前記予め定められた動作を再実行させる場合、当該予め定められた動作を前記回転体に複数回実行させる、画像形成装置。 A heat generating element that emits heat, a fixing belt that is a strip-shaped thin film that slides on the surface of the heat generating element while being in contact with the heat generating element on the inner peripheral surface, and can be pressed against the outer peripheral surface of the fixing belt and rotatable. and a lubricant in contact with the inner peripheral surface;
an acquisition unit that acquires a physical quantity that changes according to the magnitude of the torque of the rotating body;
Control for causing the rotator to perform a predetermined operation to create a gap between the heating element and the fixing belt based on the physical quantity acquired during image formation by the fixing device when not during image formation. and
If a predetermined condition is satisfied after causing the predetermined operation to be performed and the predetermined operation is to be re-executed, the control unit performs the predetermined operation on the rotating body a plurality of times. image forming apparatus.
前記制御部は、前記電流値が所定値以上である場合、前記予め定められた動作を実行させる、請求項1から請求項3のいずれか一項に記載の画像形成装置。 the physical quantity is a current value of a motor that drives the rotating body;
The image forming apparatus according to any one of claims 1 to 3, wherein the controller causes the predetermined operation to be performed when the current value is equal to or greater than a predetermined value.
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