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画像形成装置 - 株式会社リコー
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発明の名称 画像形成装置
発行国 日本国特許庁(JP)
公報種別 公開特許公報(A)
公開番号 特開2007−4040(P2007−4040A)
公開日 平成19年1月11日(2007.1.11)
出願番号 特願2005−186794(P2005−186794)
出願日 平成17年6月27日(2005.6.27)
代理人 【識別番号】100110319
【弁理士】
【氏名又は名称】根本 恵司
発明者 皆川 浩之
要約 課題
画像形成装置の稼動状態等に対応した定着温度制御を行う。

解決手段
加圧ローラの温度を検出素子から取得(S1)、ターゲット温度Tcとの差を計算(S2)、計算結果に基いてEEPROMから複数の制御テーブルのうち対応するテーブルを読出す(S3)。加熱ローラの軸心方向中央部の温度を検出素子から取得(S4)、ターゲット温度Taとの差を計算(S5)、更に軸心方向端部の温度を検出素子から取得(S6)、ターゲット温度Tbとの差を計算(S7)。前記S3で読出したテーブルから加熱ヒータの点灯形態を取得(S8)。ヒータの点灯形態が消灯(OFF)か否かを判断(S9)、OFFのとき加熱ヒータを消灯(S10)。OFFでないとき加熱ヒータを規定されたデューティ割合で点灯(S11)。前記テーブルは通紙時用及び待機時用のものを用意し、画像形成装置の稼動状況により選択使用する。
特許請求の範囲
【請求項1】
中央部に配熱する第1の熱源及び端部に配熱する第2の熱源が内蔵された加熱部材と第3の熱源が内蔵された圧着部材を用いてトナー像を転写材に熱圧着する定着装置を備えた画像形成装置において、
加熱部材の中央部温度を検出する第1の温度検出手段と、
加熱部材の両端部温度を検出する第2の温度検出手段と
圧着部材の温度を検出する第3の温度検出手段と、
圧着部材の温度別であって、加熱部材の中央部及び端部の温度毎に第1、第2及び第3の熱源の通電形態が規定されたテーブルを記憶する手段と、
第3の温度検出手段で検出された温度により所定のテーブルを選択する手段と、
選択されたテーブルから第1及び第2の温度検出手段の検出温度に対応する第1、第2及び第3の熱源の通電形態を取得する手段と、
取得された通電形態により第1、第2及び第3の熱源の通電を制御する手段と、
を備えたことを特徴とする画像形成装置。
【請求項2】
請求項1記載の画像形成装置において、
前記テーブルは、加熱部材及び圧着部材の目標温度からの所定の温度乖離段階毎に第1及び第2の熱源のオン又はオフ、及びオン時間間隔からなる通電形態が規定されていることを特徴とする画像形成装置。
【請求項3】
請求項1又は2記載の画像形成装置において、前記テーブルは、通紙時用テーブル及び待機時用テーブルであることを特徴とする画像形成装置。
【請求項4】
請求項3記載の画像形成装置において、
通紙時用テーブル又は待機時用テーブルを選択使用可能にする手段を備えたことを特徴とする画像形成装置。
【請求項5】
中央部に配熱する第1の熱源及び端部に配熱する第2の熱源が内蔵された加熱部材と第3の熱源が内蔵された圧着部材を用いてトナー像を転写材に熱圧着する定着装置を備えた画像形成装置において、
加熱部材の中央部温度を検出する第1の温度検出手段と、
加熱部材の両端部温度を検出する第2の温度検出手段と、
圧着部材の温度を検出する第3の温度検出手段と、
第1及び第3の温度検出手段により検出された前回及び今回温度に基いて、加熱部材の中央部及び圧着部材の温度状況を決定する手段と、
加熱部材の端部温度別であって、加熱部材の中央部及び圧着部材の温度状況毎に第1、第2及び第3の熱源の通電形態が規定されたテーブルを記憶する手段と、
第2の温度検出手段で検出された温度により所定のテーブルを選択する手段と、
選択されたテーブルから決定された温度状況の第1、第2及び第3の熱源の通電形態を取得する手段と、
取得された通電形態により第1、第2及び第3の熱源の通電を制御する手段と、
を備えたことを特徴とする画像形成装置。
【請求項6】
請求項5記載の画像形成装置において、
前記テーブルは、加熱部材中央部及び圧着部材の目標温度状況からの所定の乖離温度状況毎に第1、第2及び第3の熱源のオン又はオフ、及びオン時間間隔からなる通電形態が規定されていることを特徴とする画像形成装置。
【請求項7】
請求項5又は6記載の画像形成装置において、
前記テーブルは、厚さ及び幅の異なる転写紙用に作成された複数のテーブルであることを特徴とする画像形成装置。
【請求項8】
請求項7記載の画像形成装置において、記憶された複数のテーブルから任意のテーブルを選択使用可能にする手段を備えたことを特徴とする画像形成装置。
発明の詳細な説明
【技術分野】
【0001】
本発明は、加熱用ヒータが内蔵された定着部材を用いてトナー像を転写材に加熱定着する定着装置を有する電子写真方式の複写機、プリンタ、ファクシミリ装置及び複合機等の画像形成装置に関する。
【背景技術】
【0002】
近年、画像形成装置の分野においては高画質の画像形成が指向されており、そのために画像形成装置を構成する単体装置において様々な工夫がなされている。例えば画像形成装置を構成する一単体装置である定着装置においては定着熱源の制御を行うことにより定着むらに伴う高画質化阻害の原因を排除している。
【0003】
そこで従来、2つのハロゲンヒータ(1つは中央部加熱用、他の1つは端部加熱用)が内蔵される定着ローラとこの定着ローラに従動して回動する加圧ローラのローラ対からなり、制御用データを含む制御テーブルに基いて2つのハロゲンヒータの点灯が制御される定着装置を備えた画像形成装置が発明されている。
【0004】
即ち、この発明の定着装置は、2つのハロゲンヒータに対する画像形成動作時の温度制御方式として、定着ローラのヒータ温度をサンプリングするサンプリング手段が設けられており、サンプリング手段が所定の間隔で、定着ローラの中央部と端部にそれぞれ設けられた2つのサーミスタにより、各々温度をサンプリングし、そのサンプルデータ、つまり中央部及び端部の温度データにより、点灯ハロゲンヒータの決定及び点灯デューティの決定を予め各々入力され記憶されている点灯ヒータ決定用テーブルと点灯時間決定用テーブルから選択するようにしている。
【0005】
より具体的には、テーブルを構成するパラメータとして、
・中央部今回検出温度と中央部前回検出温度との差分
・中央部制御温度と中央部今回検出温度との差分
・端部今回検出温度と端部前回検出温度との差分
・端部制御温度と端部今回検出温度との差分
が用いられる。
【0006】
この点灯ヒータ決定用テーブルは、目標制御温度に対して、サンプリングにより得られたサンプリング温度が高い場合をHigh、サンプリング温度が低い場合をLowとし、目標とする制御温度との差の大小の程度により、温度状態をグループ分けし、中央部用のサーミスタと端部用のサーミスタとのサンプリング結果に応じて、2つのハロゲンヒータをどのように点灯するかを規定している。例えば、2つのハロゲンヒータを点灯、中央部のハロゲンヒータのみを点灯、端部のハロゲンヒータのみを点灯、2つのハロゲンヒータを消灯などである。
【0007】
また点灯時間決定用テーブルは、2つのハロゲンヒータの点灯デューティを、
・100%点灯:サンプリング周期内で全点灯、
・70%点灯:サンプリング周期内で70%点灯、
・50%点灯:サンプリング周期内で50%点灯、
・30%点灯:サンプリング周期内で30%点灯、
・0:サンプリング周期内でハロゲンヒータは消灯、のように規定している。
【0008】
従って画像形成装置は、コピー指示等により画像形成状態になったとき、タイマー管理により、CPUは、所定のサンプリングタイミングで2つのサーミスタの出力を取り込み、各々の制御温度(中央部制御温度、端部制御温度)とサンプリングにより得られた今回検出温度(中央部今回検出温度、端部今回検出温度)との差分を演算より求め、求められた各々差分温度をパラメータとして点灯ヒータ決定用テーブルと点灯時間決定用テーブルを検索し、点灯すべきハロゲンヒータとそのデューティを決定する。この決定に従い2つのハロゲンヒータに対する通電を制御するものである(特許文献1参照)。
【特許文献1】特開2004―264397号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【0009】
上述の従来の発明によれば、標準的な画像形成においては簡単な制御で定着制御を安定して行うことができると共に良好な定着温度制御を行うことができる。しかしながら近時のユーザーの多様な要求に従ってサイズ(紙幅)、厚さ、紙質等が異なる転写紙が使用される場合に、これら異なる多種類の転写紙に対応して転写紙毎に適正に定着温度を制御することは配慮されていないために、通常紙に対して適正な制御がなされても転写紙が異なると必ずしも有効な定着温度制御がなされているとはいえない。従って、少しでも転写紙の種類が異なると適正な定着温度が確保できないことになり、転写紙によっては定着むらが発生し高画質化を阻害する要因になっていた。
【0010】
本発明は、このような実情に鑑みなされたもので、その第1の目的は、画像形成装置の稼動状態、幅及び厚さの異なる転写紙等に対応して簡単に安定した定着温度制御が行えるようにすることであり、第2の目的は前記異なる種類の転写紙に対して定着温度変化に起因する定着むらが発生しないようにすることである。そして第3の目的は、画像形成装置として高画質の画像形成が行えるようにすることである。
【課題を解決するための手段】
【0011】
請求項1の発明は、中央部に配熱する第1の熱源及び端部に配熱する第2の熱源が内蔵された加熱部材と第3の熱源が内蔵された圧着部材を用いてトナー像を転写材に熱圧着する定着装置を備えた画像形成装置において、加熱部材の中央部温度を検出する第1の温度検出手段と、加熱部材の両端部温度を検出する第2の温度検出手段と、圧着部材の温度を検出する第3の温度検出手段と、圧着部材の温度別であって、加熱部材の中央部及び端部の温度毎に第1、第2及び第3の熱源の通電形態が規定されたテーブルを記憶する手段と、第3の温度検出手段で検出された温度により所定のテーブルを選択する手段と、選択されたテーブルから第1及び第2の温度検出手段の検出温度に対応する第1、第2及び第3の熱源の通電形態を取得する手段と、取得された通電形態により第1、第2及び第3の熱源の通電を制御する手段と、を備えたことを特徴とする画像形成装置である。
請求項2の発明は、請求項1記載の画像形成装置において、前記テーブルは、加熱部材及び圧着部材の目標温度からの所定の温度乖離段階毎に第1及び第2の熱源のオン又はオフ、及びオン時間間隔からなる通電形態が規定されていることを特徴とする画像形成装置である。
請求項3の発明は、請求項1又は2記載の画像形成装置において、前記テーブルは、通紙時用テーブル及び待機時用テーブルであることを特徴とする画像形成装置である。
請求項4の発明は、請求項3記載の画像形成装置において、通紙時用テーブル又は待機時用テーブルを選択使用可能にする手段を備えたことを特徴とする画像形成装置である。
請求項5の発明は、中央部に配熱する第1の熱源及び端部に配熱する第2の熱源が内蔵された加熱部材と第3の熱源が内蔵された圧着部材を用いてトナー像を転写材に熱圧着する定着装置を備えた画像形成装置において、加熱部材の中央部温度を検出する第1の温度検出手段と、加熱部材の両端部温度を検出する第2の温度検出手段と、圧着部材の温度を検出する第3の温度検出手段と、第1及び第3の温度検出手段により検出された前回及び今回温度に基いて、加熱部材の中央部及び圧着部材の温度状況を決定する手段と、加熱部材の端部温度別であって、加熱部材の中央部及び圧着部材の温度状況毎に第1、第2及び第3の熱源の通電形態が規定されたテーブルを記憶する手段と、第2の温度検出手段で検出された温度により所定のテーブルを選択する手段と、選択されたテーブルから決定された温度状況の第1、第2及び第3の熱源の通電形態を取得する手段と、取得された通電形態により第1、第2及び第3の熱源の通電を制御する手段と、を備えたことを特徴とする画像形成装置である。
請求項6の発明は、請求項5記載の画像形成装置において、前記テーブルは、加熱部材中央部及び圧着部材の目標温度状況からの所定の乖離温度状況毎に第1、第2及び第3の熱源のオン又はオフ、及びオン時間間隔からなる通電形態が規定されていることを特徴とする画像形成装置である。
請求項7の発明は、請求項5又は6記載の画像形成装置において、前記テーブルは、厚さ及び幅の異なる転写紙用に作成された複数のテーブルであることを特徴とする画像形成装置である。
請求項8の発明は、請求項7記載の画像形成装置において、記憶された複数のテーブルから任意のテーブルを選択使用可能にする手段を備えたことを特徴とする画像形成装置である。
【発明の効果】
【0012】
本発明によれば、画像形成装置の稼動状態、幅及び厚さの異なる転写紙に対応して簡単に安定した定着温度制御が行える、また前記異なる種類の転写紙が使用されるときでも定着温度むらによる定着むらが発生しない。従って、幅や厚さの異なるあらゆる種類の転写紙に対して高画質の画像を形成することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【0013】
はじめに、図1乃至図5を参照し、本発明が実施される画像形成装置について説明する。なお、本画像形成装置は、デジタル複写機、ファクシミリ装置、プリンタ等に適用可能なものである。
【0014】
図1は、本発明の実施形態に係るデジタル複写機の概略断面構成図である。図において、装置本体には、電子写真方式のプリンタエンジン1、転写紙をプリンタエンジン1に送り込むためにストックする給紙トレイ2及び手差しトレイ3が設けられ、プリンタエンジン1の上部には印刷済みの転写紙を排紙させるためのインナータイプの排紙スタック4が設けられている。更に装置本体の上部には、コピーする原稿の画像を読取る読取部5、ユーザーが各種操作を行うためのキー群やLCD等による表示部を有する操作パネル6が設けられている。
【0015】
図2は、プリンタエンジンに使用される本発明の実施形態に係るベルト定着装置の説明図である。図2(a)は概略断面図であり、図2(b)は上面図である。
図において、ベルト定着装置7は、未定着画像を担持した被加熱材である転写紙8を、定着ベルト9を介して定着ローラ10と加圧ローラ11とのニップ部で挟持搬送して加熱及び加圧を行うことにより未定着画像を転写紙8に定着させる。
【0016】
定着ベルト9は、ニッケル、耐熱性樹脂、炭素鋼、或いはステンレス鋼等により形成された薄肉の無端状ベルトであり、定着ローラ10及び加熱ローラ12に掛け渡され図示しない駆動源により回転させる構造になっている。
【0017】
定着ローラ10は、例えば表面にフッ素系樹脂がコーティングされた薄肉の金属製円筒により構成され、回転自在に支持されている。
【0018】
加圧ローラ11は、アルミニウム、ステンレス或いは炭素鋼等からなる円筒型ローラで表層に耐熱弾性層を有し、定着ローラ10に圧接し、定着ローラ10に従動回転するように支持されている。円筒内部には熱源となるハロゲンヒータ21が備えられ、加圧ローラ11を介して定着ベルト9を加熱する。
【0019】
加熱ローラ12は、アルミニウム、炭素鋼、ステンレス鋼等の金属円筒からなる薄肉のローラである。円筒内部には熱源となるハロゲンヒータであって、加熱ローラ12の軸心方向中央部の配光分布が高くなるような配光特性を持たせたハロゲンヒータ22と、加熱ローラ12の軸心方向端部の配光分布が高くなるような配光特性を持たせたハロゲンヒータ23が備えられ、これらのハロゲンヒータ22,23により加熱ローラ12を介して定着ベルト9を加熱する。
【0020】
また加圧ローラ11の表層には、加圧ローラ11の温度検出素子であるサーミスタ21a、定着ベルト9の加熱ローラ12との接触部表層には、加熱ローラ12の軸心方向中央部の温度検出素子であるサーミスタ22aと軸心方向端部の温度検出素子であるサーミスタ23aとがそれぞれ設置されている。
【0021】
続いて、デジタル複写機の電装制御系について説明する。
図3は、デジタル複写機の全体電装制御系のブロック構成図である。図において、デジタル複写機には、読取部5用の読取制御板31や操作パネル6、不図示の感光体上に潜像を形成するための光書込みを行う光書込部用の書込制御板32を制御するシステム制御板33が設けられている。システム制御板33は、各部を集中的に制御するCPU34やプログラム及びデータを固定的に格納するROM35、各種データを書換え自在に格納してワークメモリとして機能するRAM36、タイマー37、書込・消去自在のEEPROM38等を有し、マイクロコンピュータとしての機能を備える。またシステム制御板33は、I/O制御板39を介して現像ユニット10用のTセンサー40、各種画像形成用I/O41、高圧電源(PSU)19と接続し各種制御を行う。
【0022】
図4は、加圧ローラ11のハロゲンヒータ21、加熱ローラ12のハロゲンヒータ22,23の電装制御系のブロック構成図であり、図中、サーミスタ21a,22a,23aの出力に基きPSU19が、図5で後述する電源遮断用のリレー及びデューティ制御を行うためのトライアックを適宜駆動させることによりハロゲンヒータ21,22,23を独立してオン、オフし、定着ベルト9の表面温度を制御する。
【0023】
図5は、ハロゲンヒータの制御系の回路接続例を示す図である。図において、高圧電源19はハロゲンヒータ21,22,23に対する駆動制御手段として機能し、リレー27,28及びトライアック24,25,26を駆動制御することにより、ハロゲンヒータ21,22,23への通電状態を制御する。このとき、サーミスタ21a,22a,23aのセンサー出力がI/O制御板39のADC部分を介してデジタル信号に変換され高圧電源(PSU)19に取込まれハロゲンヒータの制御に供される。
【0024】
以上述べた構成のデジタル複写機において、ハロゲンヒータの点灯制御を行うために、点灯すべきハロゲンヒータの選択と選択されたハロゲンヒータの点灯間隔(点灯デューティ)とを決定するためのルックアップ形式のテーブルがEEPROM38に記憶されている。更に加熱ローラ12及び加圧ローラ11の温度をサンプリングするサンプリング手段が設けられており、このサンプリング手段が所定の間隔でサーミスタ21a,22a,23aのセンサー出力をサンプリングし、サンプリングした温度データに基いて所定のルックアップテーブルがEEPROM38から読み出される。そして読み出されたテーブルに規定された点灯すべきハロゲンヒータ及び点灯デューティによりハロゲンヒータの点灯制御が行われる。
【0025】
次に、本発明の実施形態に係る定着装置の加熱手段の稼動制御について具体的に説明する。
(実施形態1)本実施形態は、通紙時又は待機時に対応して加熱ローラのハロゲンヒータの点灯を制御する。
このために、通紙時には、サーミスタ21aからサンプリングによって得られた加圧ローラの温度が、目標温度(以下、ターゲット温度)をTcとするとき、例えば、a)加圧ローラ温度<Tc−3℃の場合、b)Tc−3℃≦加圧ローラ温度≦Tc+3℃の場合、c)Tc+3℃<加圧ローラ温度の場合、のようにグループ分けし、このグループに対応するルックアップテーブルをEEPROM38に記憶しておく。
【0026】
図6は、通紙時用の加圧ローラの温度状態グループ毎のルックアップテーブルの例を示す図であり、上段はa)加圧ローラ温度<Tc−3℃の場合のテーブル、中段はb)Tc−3℃≦加圧ローラ温度≦Tc+3℃の場合、下段はc)Tc+3℃<加圧ローラ温度の場合、の各ルックアップテーブルを示す。
【0027】
図6上段に記載の加圧ローラ温度<Tc−3℃の場合のルックアップテーブルについて更に説明すると、このテーブルは、加圧ローラ温度<Tc−3℃のとき、サーミスタ22aによりサンプリングされた加熱ローラ12の中央部ターゲット温度をTaとし、サーミスタ23aによりサンプリングされた加熱ローラ12の端部ターゲット温度をTbとし、それぞれ+3℃、+6℃、−3℃、−6℃のルックアップ形式をとる。従って、あるサンプリング時点で中央部温度がTa−3℃、端部温度がTb−3℃であったとすると、その時は、1:50%、2:50%、3:OFFのような点灯形態となる。
【0028】
ここで、ルックアップテーブル中の、番号1はハロゲンヒータ22、番号2はハロゲンヒータ23、番号3はハロゲンヒータ21を規定している。また記号%は、ハロゲンヒータのオンデューティを規定しており、100:サンプリング周期内で全点灯、70:サンプリング周期内の70%の時間点灯、50:サンプリング周期内の50%の時間点灯、30:サンプリング周期内の30%の時間点灯、OFF:サンプリング周期内で消灯、を規定している。なお、この規定は以下に説明する全てのルックアップテーブルにおいて同じである。よって、所定のプログラムに従って各サーミスタの温度がサンプリングされるとき、CPU34は、対応するルックアップテーブルから点灯すべきハロゲンヒータの点灯形態を読み出し点灯を制御する。
【0029】
図7は、ハロゲンヒータの点灯制御の手順を示すフロー図である。図において、ユーザーが点灯制御をスタートさせると、CPU34は加圧ローラ11の温度をサーミスタ21aから取得し(S1)、ターゲット温度Tcとの差を計算し(S2)、この計算結果に基いてEEPROM38から図6のテーブルのうち対応するテーブルを読み出す(S3)。次に、加熱ローラ12の軸心方向中央部の温度をサーミスタ22から取得し(S4)、ターゲット温度Taとの差を計算し(S5)、更に軸心方向端部の温度をサーミスタ23aから取得し(S6)、ターゲット温度Tbとの差を計算する(S7)。そしてステップS3で読み出したテーブルからハロゲンヒータの点灯形態を取得する(S8)。このとき、ヒータの点灯形態が消灯(OFF)か否かを判断し(S9)、OFFと判断されるときハロゲンヒータを消灯する(S10)。OFFと判断されないときハロゲンヒータを規定されたデューティ割合で点灯する(S11)。
【0030】
デジタル複写機が画像形成の待機時にあるときは、待機時用のテーブルが用意され使用される。
【0031】
図8は、待機時用のルックアップテーブルの例を示す図である。加圧ローラのターゲット温度はTcw、加熱ローラの中央部ターゲット温度はTaw、端部ターゲット温度はTbwとして表され、テーブルの基本構成は図6で示したテーブルと同じである。ただ待機時は定着ベルト9が回転しないため、熱は定着ベルト9を介してゆっくりと加圧ローラ11等へ伝わることになるので、加圧ローラ11のハロゲンヒータ21を主に制御を行い、加熱ローラ12の中央部及び端部の温度制御は補助的に行うこととしている。また、通紙時と待機時とではターゲット温度を別々に設定するようにする。なお、制御手法は通紙時と同じである。
【0032】
本実施形態によれば、予め記憶しているルックアップテーブルに基いて、取得した加熱ローラ中央部の温度と加熱ローラ端部の温度から各ハロゲンヒータの点灯形態を取得し点灯制御するので容易に安定した点灯制御を行うことができる。このとき通紙時及び待機時に対応したルックアップテーブルを使い分け点灯制御するので、デジタル複写機の稼動状態に最適の温度制御することができる。
【0033】
(実施形態2)本実施形態は、使用される転写紙のサイズ(幅)に対応して加熱ローラ及び加圧ローラのハロゲンヒータの点灯を制御する。
このために、まずCPU34は、加熱ローラ及び加圧ローラの現在の温度状況を取得する。この取得は、EEPROM38に記憶されている温度状況テーブルから温度状況を読み出して行う。
【0034】
図9は、温度状況テーブルの例を示す図である。温度状況は、定着良好温度:MMを中心にして、それより可成り低い:LL、やや低い:LM、やや高い:HM、可成り高いHH、の5段階とする。なお、5段階は例示であり適宜の段階でよい。
【0035】
図9(a)は、加熱ローラの温度状況テーブルを示し、図中、加熱ローラ中央部の今回検出温度と前回検出温度について、ターゲット温度Taと、その±3℃の温度区分につき、今回温度が−3℃で前回温度が−3℃のときはLL、今回温度が−3℃で前回温度がターゲット温度TaのときはLM、今回温度が−3℃で前回温度が+3℃のときはLM、また今回温度がターゲット温度Taで前回温度が−3℃のときはMM、今回温度がターゲット温度Taで前回温度もターゲット温度TaのときはMM、今回温度がターゲット温度Taで前回温度が+3℃のときはHM、更に今回温度が+3℃で前回温度が−3℃のときはHH、今回温度が+3℃で前回温度がターゲット温度TaのときはHH、今回温度が+3℃で前回温度が+3℃のときはHH、のように温度状況を規定しておく。
【0036】
図9(b)は、加圧ローラの温度状況テーブルを示し、温度状況の規定は図9(a)と同じ考え方による。
【0037】
続いて温度状況テーブルから読み出された加圧ローラ及び加熱ローラの温度状況に基いて行われるハロゲンヒータの点灯制御について図10を参照して説明する。
【0038】
図10は、通常幅(210mm以上)転写紙の通紙時用の加熱ローラ端部の温度状況グループ毎のルックアップテーブルの例を示す図であり、上段はa)加熱ローラ端部温度<Tb−3℃の場合、中段はb)Tb−3℃≦加熱ローラ端部温度≦Tb+3℃の場合、下段はc)Tb+3℃<加熱ローラ端部温度の場合、の各ルックアップテーブルを示す。
【0039】
図10上段に記載の加熱ローラ端部温度<Tb−3℃の場合のテーブルは、加熱ローラ端部温度<Tb−3℃のとき、図9(a)及び図9(b)のテーブルから取得された加熱ローラ中央部及び加圧ローラの温度状況により、ハロゲンヒータ21,22,23の点灯を規定している。即ち、加熱ローラ中央部の温度状況がLL、加圧ローラの温度状況がLLの場合、ハロゲンヒータ22は全点灯、ハロゲンヒータ23は全点灯、ハロゲンヒータ21は消灯のように点灯制御される。図10中段及び下段に示される端部温度の場合も同じように対応する制御形態で点灯制御される。
【0040】
図11は、温度状況に基くハロゲンヒータの点灯制御の手順のフロー図である。
ユーザーが点灯制御をスタートさせると、CPU34は加熱ローラ12の中央部温度をサーミスタ22aから取得し(S21)、取得した今回の中央部温度と既に取得しRAM36に記憶している前回の中央部温度とを比較し、温度状況テーブルから加熱ローラの温度状況Aを取得する(S22)。今回取得した中央部温度を前回温度としてRAM36に記憶する(S23)。
【0041】
更にCPU34は加圧ローラ11の温度をサーミスタ21aから取得し(S24)、取得した今回の温度と既に取得しRAM36に記憶している前回の温度とを比較し、温度状況テーブルから加圧ローラの温度状況Bを取得する(S25)。今回取得した加圧ローラ温度を前回温度としてRAM36に記憶する(S26)。
【0042】
更にまた、CPU34は加熱ローラ12の端部温度をサーミスタ23aから取得し(S27)、取得した端部温度と加熱ローラのターゲット温度との差を計算する(S28)。この計算に基いて対応する加熱ローラ端部の温度状況のルックアップテーブル(図10の上段、中段、下段のいずれかのテーブル)を選択する(S29)。選択されたルックアップテーブルの温度状況に従ってハロゲンヒータの点灯形態を取得する(S30)。このとき、ヒータの点灯形態が消灯(OFF)か否かを判断し(S31)、OFFと判断されるときハロゲンヒータを消灯する(S32)。OFFと判断されないときハロゲンヒータを規定されたデューティ割合で点灯する(S33)。
【0043】
異なる幅の転写紙が使用される場合は、その幅用に作成され記憶されているルックアップテーブルを読み出し使用する。
【0044】
図12は、幅の狭い転写紙(210mm以下)用のルックアップテーブルの例を示す図である。狭い幅の転写紙が使用される場合は、転写紙が加熱ローラの端部を通らないために転写紙に熱が奪われないので温度が上昇し易い。従って例えば、図12中の番号2で示されるハロゲンヒータ23の点灯を減らし、点灯時間(デューティ)も短くして温度が上昇し過ぎないようにしている。
【0045】
本実施形態によれば、予め記憶しているルックアップテーブルを検索し、取得した加熱ローラ中央部の温度と加熱ローラ端部の温度に基いて各ハロゲンヒータの点灯形態を取得し点灯制御するので容易に安定した制御を行うことができる。このとき通常紙及び狭幅用紙に対応したルックアップテーブルを用意し、これらを使い分け点灯制御するので、転写紙幅が異なる転写紙が使用されても当該転写紙に最適の定着温度で定着を行うことができる。このため定着むらが発生せず、常に高画質の画像形成を行うことができる。
【0046】
(実施形態3)本実施形態は、使用される転写紙の厚さに対応して加熱ローラ及び加圧ローラのハロゲンヒータの点灯を制御する。
本実施形態においても実施形態2で述べた制御形態が採用される。
図13は、厚い転写紙用のルックアップテーブルの例を示す図である。厚紙の場合、奪われる熱量が多くなるため、ルックアップテーブルにおける点灯形態は、通常紙の場合に比較して点灯量(熱量)を増やし定着ニップ部の温度低下を防ぐ点灯形態にする。本実施形態によれば、厚さの異なる転写紙が使用される場合でも当該転写紙に最適の定着温度で定着を行うことができる。
【0047】
(実施形態4)本実施形態は、使用される転写紙のサイズ(幅)と厚さに対応して加熱ローラ及び加圧ローラのハロゲンヒータの点灯を制御する。
本実施形態においても実施形態2で述べた制御形態が採用される。
図14は、厚くて狭い幅の転写紙用のルックアップテーブルの例を示す図である。厚く且つ狭幅な転写紙が使用される場合、厚紙の場合は奪われる熱量も多いが端部は紙が通らないため温度は上昇しやすく、結局厚紙用、狭幅紙用いずれのルックアップテーブルを用いても適切な温度制御が行えない。そこで本ルックアップテーブルは、通常紙用のテーブルより中央部は点灯量を増やし、定着ニップ部の温度低下を防ぐと共に端部は温度が上昇しすぎないような点灯形態を規定したテーブルを使用する。本実施形態によれば、厚さ及び幅の異なる転写紙が使用される場合でも当該転写紙に最適の定着温度で定着を行うことができる。
【0048】
なお、厚紙の場合、前記図14のルックアップテーブルを使用するだけでなく、端部のターゲット温度Tcを併せて変更してもよい。また、前記テーブルは、当該用紙(厚さ及び幅)毎に多数のテーブルを用意してもよい。
【0049】
(実施形態5)本実施形態は、加熱ローラ中央部と加圧ローラの温度状況毎に定着装置に供給すべき総熱量を規定しておき、加熱ローラ端部温度をみてこの総熱量になるようにハロゲンヒータの点灯を制御する。
このために先ず、加熱ローラ中央部と加圧ローラの温度状況を規定する。この規定は実施形態2の図9で既に述べた手法による。次に、加熱ローラ中央部と加圧ローラの温度状況毎に定着装置に供給すべき総熱量を規定する。
【0050】
図15は、加熱ローラ中央部と加圧ローラの温度状況毎に定着装置に供給すべき総熱量を規定する例を示す図である。この例では、加熱ローラ中央部の温度状況が、可成り高いLLの場合、加圧ローラがLLのとき10(単位:キロカロリー、以下同じ)、LMのとき10、MMのとき8、HMのとき5、HHのとき0、
また加熱ローラ中央部の温度状況が、やや高いLM場合、加圧ローラがLLのとき10、LMのとき10、MMのとき8、HMのとき3、HHのとき0、などのように規定する。このようにして規定された総熱量は、総熱量テーブルとしてEEPROM38に記憶しておく。
【0051】
続いて、加熱ローラの端部温度と規定された総熱量毎にハロゲンヒータの点灯形態を規定しておく。
図16は、加熱ローラの端部温度と総熱量毎のハロゲンヒータの点灯形態を規定するルックアップテーブルの例を示す。図において、加熱ローラ端部の温度がターゲット温度Tbから−6℃で、加熱ローラ中央部の温度状況がLMの場合、総熱量が10のとき、ハロゲンヒータ22は全点灯、ハロゲンヒータ23は全点灯、ハロゲンヒータ21は消灯、また総熱量が8のとき、ハロゲンヒータ22は80%点灯、ハロゲンヒータ23は80%点灯、ハロゲンヒータ21は消灯、更に総熱量が5のとき、ハロゲンヒータ22は50%点灯、ハロゲンヒータ23は50%点灯、ハロゲンヒータ21は消灯、更にまた、総熱量が3のとき、ハロゲンヒータ22は30%点灯、ハロゲンヒータ23は30%点灯、ハロゲンヒータ21は消灯などである。このようなルックアップテーブルは、図15で規定された結果毎に複数作成されEEPROM38に記憶される。
【0052】
ここで実際の点灯制御は図17に示すフローに従って実行される。
図17は、規定された総熱量に基いてハロゲンヒータを制御する処理のフロー図である。以下、図を参照して説明する。ユーザーが点灯制御をスタートさせると、CPU34は加熱ローラ12の中央部温度をサーミスタ22aから取得し(S41)、取得した今回の中央部温度と既に取得しRAM36に記憶している前回の中央部温度とを比較し、温度状況テーブルから加熱ローラの温度状況Aを取得する(S42)。今回取得した中央部温度を前回温度としてRAM36に記憶する(S43)。
【0053】
更にCPU34は加圧ローラ11の温度をサーミスタ21aから取得し(S44)、取得した今回の温度と既に取得しRAM36に記憶されている前回の温度とを比較し、温度状況テーブルから加圧ローラの温度状況Bを取得する(S45)。今回取得した加圧ローラ温度を前回温度としてRAM36に記憶する(S46)。
【0054】
更にまた、CPU34はステップS42とステップS45で取得した温度状況A,Bを、EEPROM38に記憶している総熱量テーブルを参照して、加熱ローラ中央部と加圧ローラ毎の総熱量を取得する(S47)。続いて加熱ローラ端部温度をサーミスタ23aから取得し(S48)、取得した端部温度と加熱ローラのターゲット温度Tbとの差を計算する(S49)。
【0055】
ここでCPU34は、ステップS47で取得した総熱量(図15)に対応するルックアップテーブル(図16)をEEPROM38から読み出し、前記計算で取得した温度に従ってハロゲンヒータの点灯形態を取得する(S50)。
【0056】
このとき、ヒータの点灯形態が消灯(OFF)か否かを判断し(S51)、OFFと判断されるときハロゲンヒータを消灯する(S52)。OFFと判断されないときハロゲンヒータを規定されたデューティ割合で点灯する(S53)。
【0057】
圧紙が通紙される場合は奪われる熱量が多くなるので、通常紙と同量の総熱量では熱量不足が生じ定着不良を起こすおそれがある。これを回避するためには総熱量を増やす必要がある。
図18は、総熱量を増やした場合の総熱量テーブルの例を示し、図15に規定する熱量より多くの熱量を規定している。
【0058】
本実施形態では、通常紙と厚紙の2種類の転写紙を通紙する場合について述べており、そのため2種類のルックアップテーブルを使用しているが、より細かい用紙厚の転写紙が使用できるよう異なる厚さの転写紙分のルックアップテーブルを多数用意することは可能である。
【0059】
本実施形態によれば、総熱量から作成されたルックアップテーブルに基いて、取得した加熱ローラ中央部の温度と加熱ローラ端部の温度から各ハロゲンヒータの点灯形態を取得し点灯制御するので、熱量不足による定着不良のおそれがない。このとき転写紙の種類に対応した複数のルックアップテーブルを記憶し、これらを使い分け点灯制御するので、異なる種類の転写紙が使用されても当該転写紙に最適の定着温度で定着を行うことができる。このため定着むらが発生せず、常に高画質の画像形成を行うことができる。
【産業上の利用可能性】
【0060】
以上のように、本発明は、省エネなども考慮した緻密な温度制御を行う場合に用いるのに適しており、特にカラー複写機等で高画質を指向する画像形成装置に用いるのに適している。
【図面の簡単な説明】
【0061】
【図1】本発明の実施形態に係るデジタル複写機の概略断面構成図である。
【図2】本発明の実施形態に係るベルト定着装置の説明図である。
【図3】デジタル複写機の全体電装制御系のブロック構成図である。
【図4】加圧ローラ及び加熱ローラの各ハロゲンヒータの電装制御系のブロック構成図である。
【図5】ハロゲンヒータの制御系の回路接続例を示す図である。
【図6】通紙時用のルックアップテーブルの例を示す図である。
【図7】ハロゲンヒータの点灯制御の手順のフロー図である。
【図8】待機時用のルックアップテーブルの例を示す図である。
【図9】温度状況テーブルの例を示す図である。
【図10】通常幅転写紙の通紙時用のルックアップテーブルの例を示す図である。
【図11】温度状況に基くハロゲンヒータの点灯制御の手順のフロー図である。
【図12】幅狭転写紙用のルックアップテーブルの例を示す図である。
【図13】厚い転写紙用のルックアップテーブルの例を示す図である。
【図14】厚くて狭い幅の転写紙用のルックアップテーブルの例を示す図である。
【図15】加熱ローラ中央部と加圧ローラの温度状況毎に定着装置に供給すべき総熱量を規定する例を示す図である。
【図16】加熱ローラの端部温度と総熱量毎のハロゲンヒータの点灯形態を規定するルックアップテーブルの例を示す図である。
【図17】規定された総熱量に基いてハロゲンヒータを制御する処理のフロー図である。
【図18】総熱量を増やした場合の総熱量テーブルの例を示す図である。
【符号の説明】
【0062】
1・・プリンタエンジン、2・・給紙トレイ、3・・手差しトレイ、4・・排紙スタック、5・・画像読取部、6・・操作パネル、7・・ベルト定着装置、8・・転写紙、9・・定着ベルト、10・・定着ローラ、11・・加圧ローラ、12・・加熱ローラ、22・・ハロゲンヒータ、23・・ハロゲンヒータ。




 

 


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