JP2019105699A - Fixing device and image forming apparatus - Google Patents
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Abstract
【課題】加熱部材や加圧部材及び用紙の摩耗状態に拘らず、適切に定着処理を行う。【解決手段】プリンター1の定着装置13は、用紙に形成されたトナー像を加熱する加熱部材20と、加熱部材20との間に定着ニップNを形成して、定着ニップNを通過する用紙を加圧する加圧部材21と、加熱部材20又は加圧部材21を検知対象として、当該検知対象の第1温度を検知する第1温度検知部23と、定着ニップNを通過後の用紙の第2温度を検知する第2温度検知部24とを備える。そして、定着装置13の制御装置15は、第1温度及び第2温度の差分が大きくなる程、用紙の表面粗さが大きくなる関係に基づいて、用紙の表面粗さを算出する。また、制御装置15は、用紙の表面粗さが大きい程、加熱部材20の定着温度が高くなるように温度制御を行う。【選択図】図2PROBLEM TO BE SOLVED: To appropriately perform a fixing process regardless of a wear state of a heating member, a pressure member and a paper. SOLUTION: A fixing device 13 of a printer 1 forms a fixing nip N between a heating member 20 for heating a toner image formed on a paper and a heating member 20, and passes the paper through the fixing nip N. The pressurizing member 21 to pressurize, the first temperature detecting unit 23 that detects the first temperature of the detection target with the heating member 20 or the pressurizing member 21 as the detection target, and the second sheet of paper after passing through the fixing nip N. A second temperature detection unit 24 for detecting the temperature is provided. Then, the control device 15 of the fixing device 13 calculates the surface roughness of the paper based on the relationship that the surface roughness of the paper increases as the difference between the first temperature and the second temperature increases. Further, the control device 15 controls the temperature so that the larger the surface roughness of the paper, the higher the fixing temperature of the heating member 20. [Selection diagram] Fig. 2
Description
本発明は、用紙にトナー像を定着させる定着装置と、この定着装置を備えた画像形成装置に関する。 The present invention relates to a fixing device for fixing a toner image on a sheet, and an image forming apparatus provided with the fixing device.
画像形成装置は、用紙上に形成されたトナー像を加熱定着させる定着装置を備える。定着装置は、トナー像を加熱する加熱部材と、用紙に対してトナー像を加圧する加圧部材とを備える。定着装置が駆動や通紙の繰り返しによって劣化し、例えば、加熱部材や加圧部材を構成するベルトやローラーが用紙との接触によって摩耗すると、画像不良や定着不良等の不具合が生じることがある。このような不具合を抑制するために、劣化した定着装置を交換する必要があるので、定着装置を交換するタイミング、即ち、定着装置の寿命(使用限度)を判断することが求められる。 The image forming apparatus includes a fixing device that heats and fixes a toner image formed on a sheet. The fixing device includes a heating member that heats the toner image, and a pressing member that presses the toner image against the sheet. When the fixing device is deteriorated due to repeated driving and sheet feeding, for example, when a belt or a roller constituting the heating member or the pressing member is worn by contact with a sheet, defects such as an image defect or a fixing defect may occur. Since it is necessary to replace the deteriorated fixing device in order to suppress such a problem, it is required to determine the timing of replacing the fixing device, that is, the life (use limit) of the fixing device.
例えば、特許文献1では、画像形成装置は、定着手段(定着装置)の消耗(摩耗)を抑えるために、所定の期間に定着手段が第1の温度以下である状態から印刷を開始したことを示す履歴情報を記録する記録手段と、記録手段に記憶された履歴情報に基づいて定着手段を起動する時間を設定する設定手段と、設定手段によって設定された時間に定着手段が第1の温度以下であれば、定着手段の温度を第2の温度に上昇させる制御手段と、を有する。 For example, in Patent Document 1, the image forming apparatus starts printing from a state in which the fixing unit is at or below the first temperature in a predetermined period in order to suppress wear (wear) of the fixing unit (fixing device). Recording means for recording the history information to be shown, setting means for setting the time for activating the fixing means based on the history information stored in the recording means, and the fixing means having the first temperature or less at the time set by the setting means And control means for raising the temperature of the fixing means to the second temperature.
定着装置では、加熱部材や加圧部材と用紙とが接触によって摩耗すると、これらの摩耗状態に応じて用紙に伝達される熱量が変化する。加熱部材や加圧部材及び用紙の摩耗状態は、用紙のサイズだけでなく、用紙の材料にも依存して変化する。そのため、定着温度が一定であると、用紙やトナー像を安定して加熱することができず、画像不良や定着不良等の不具合が生じることがある。なお、上記の特許文献1の画像形成装置では、加熱部材や加圧部材及び用紙の摩耗状態を考慮しておらず、不具合が生じるおそれがある。 In the fixing device, when the heating member or the pressing member and the sheet are worn by contact, the amount of heat transferred to the sheet changes according to the worn state. The wear state of the heating member, the pressing member and the sheet changes depending not only on the size of the sheet but also on the material of the sheet. Therefore, when the fixing temperature is constant, the sheet and the toner image can not be stably heated, and problems such as image defects and fixing defects may occur. In the image forming apparatus of Patent Document 1, the worn state of the heating member, the pressure member, and the sheet is not taken into consideration, which may cause a problem.
また、定着装置では、加熱部材や加圧部材の使用限度(例えば、寿命通紙枚数)を予め設定していて、加熱部材や加圧部材の使用(例えば、通紙枚数)を監視することによって加熱部材や加圧部材が使用限度に到達したか否かを判断する。しかしながら、加熱部材や加圧部材の実際の使用限度は、摩耗状態に応じて変化して、予め設定された使用限度よりも小さくなることがあるので、加熱部材や加圧部材が実際の使用限度を超えて使用されるおそれがある。 In addition, in the fixing device, the usage limit (for example, the number of sheets of serviceable sheets for service life) of the heating member and the pressure member is set in advance, and the use of the heating member and the pressure member (for example, the number of sheets supplied) is monitored. It is determined whether the heating member or the pressing member has reached the use limit. However, the actual use limit of the heating member and the pressing member may change depending on the wear state and may become smaller than the preset use limit, so the heating member and the pressing member may be the actual use limit May be used beyond
なお、画像形成装置では、トナー像を担持する像担持体や、用紙を搬送する搬送装置等の様々な機構も、駆動や通紙の繰り返しによって劣化すると、各機構の機能が低下するので、各機構の使用限度を判断することが求められる。 In the image forming apparatus, various mechanisms such as an image carrier that carries a toner image and a transport device that transports a sheet are also deteriorated by repeated driving and sheet feeding, so that the functions of the respective mechanisms are degraded. It is required to determine the usage limit of the mechanism.
そこで、本発明は上記事情を考慮し、加熱部材や加圧部材及び用紙の摩耗状態に拘らず、適切に定着処理を行うことを目的とする。 Therefore, in view of the above-described circumstances, the present invention has an object of appropriately performing fixing processing regardless of the wear state of the heating member, the pressing member, and the sheet.
本発明の定着装置は、用紙に形成されたトナー像を加熱する加熱部材と、前記加熱部材との間に定着ニップを形成して、前記定着ニップを通過する前記用紙を加圧する加圧部材と、前記加熱部材又は前記加圧部材を検知対象として、当該検知対象の第1温度を検知する第1温度検知部と、前記定着ニップを通過後の前記用紙の第2温度を検知する第2温度検知部と、を備え、前記第1温度及び前記第2温度の差分が大きくなる程、前記用紙の表面粗さが大きくなる関係に基づいて、前記用紙の表面粗さを算出し、前記表面粗さが大きい程、前記加熱部材の定着温度が高くなるように温度制御を行う。 The fixing device of the present invention comprises a heating member for heating a toner image formed on a sheet, and a pressure member for forming a fixing nip between the heating member and pressing the sheet passing through the fixing nip. A first temperature detection unit that detects a first temperature of the detection target with the heating member or the pressure member as a detection target, and a second temperature that detects a second temperature of the sheet after passing through the fixing nip The surface roughness of the sheet is calculated based on the relationship that the surface roughness of the sheet increases as the difference between the first temperature and the second temperature increases, and the surface roughness is calculated. The temperature control is performed such that the fixing temperature of the heating member becomes higher as the value of the value is larger.
前記第1温度検知部及び前記第2温度検知部は、前記定着ニップを通る前記用紙の搬送経路に交差する方向において、前記搬送経路に対して前記検知対象の側に配置されるとよい。 The first temperature detection unit and the second temperature detection unit may be disposed on the side of the detection target with respect to the conveyance path in a direction intersecting the conveyance path of the sheet passing through the fixing nip.
上記の定着装置は、前記表面粗さが大きい程、当該定着装置の使用限度を示す寿命通紙枚数を少なくなるように再設定してもよい。 The fixing device described above may be reset so as to reduce the number of serviceable sheets, which indicates the usage limit of the fixing device, as the surface roughness is larger.
本発明の画像形成装置は、上記した定着装置を備えている。 An image forming apparatus according to the present invention includes the above-described fixing device.
上記の画像形成装置は、前記トナー像を担持する像担持体を更に備え、前記表面粗さが大きい程、前記像担持体の使用限度を示す寿命通紙枚数を少なくなるように再設定してもよい。 The above-described image forming apparatus further includes an image carrier that carries the toner image, and is reset so as to reduce the number of life-passing sheets indicating the usage limit of the image carrier as the surface roughness is larger. It is also good.
上記の画像形成装置は、前記用紙を搬送する搬送装置を更に備え、前記表面粗さが大きい程、前記搬送装置の使用限度を示す寿命通紙枚数を少なくなるように再設定してもよい。 The image forming apparatus may further include a conveying device for conveying the sheet, and may be reset so as to reduce the number of serviceable sheets indicating the usage limit of the conveying device as the surface roughness is larger.
本発明によれば、加熱部材や加圧部材及び用紙の摩耗状態に拘らず、適切に定着処理を行うことが可能となる。 According to the present invention, the fixing process can be appropriately performed regardless of the wear state of the heating member, the pressing member, and the sheet.
先ず、本発明の実施形態に係るプリンター1(画像形成装置)の全体の構成について図1を参照しながら説明する。以下、説明の便宜上、図1における紙面手前側をプリンター1の前側とする。各図に適宜付される矢印L、R、U、Loは、それぞれプリンター1の左側、右側、上側、下側を示している。 First, the entire configuration of a printer 1 (image forming apparatus) according to an embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. Hereinafter, for convenience of description, the front side of the sheet in FIG. 1 is referred to as the front side of the printer 1. Arrows L, R, U, and Lo appropriately attached to the drawings respectively indicate the left side, the right side, the upper side, and the lower side of the printer 1.
プリンター1は、略箱型形状のプリンター本体2を備え、プリンター本体2の下部には用紙(記録媒体)を収納する給紙カセット3が設けられ、プリンター本体2の上部には排紙トレイ4が設けられる。図1では、1つの給紙カセット3が図示されているが、プリンター1は、複数種類の用紙(例えば、A4サイズ用紙、A5サイズ用紙、封筒、厚紙等)を収容するように複数の給紙カセット3を備えてよい。
The printer 1 includes a substantially box-shaped printer main body 2, a
プリンター本体2内の上部には、レーザー・スキャニング・ユニット(LSU)で構成される露光器5が排紙トレイ4の下方に配置され、露光器5の下方には、画像形成部6が設けられる。画像形成部6には、トナー像を担持する感光体ドラム7(像担持体)が回転可能に設けられ、感光体ドラム7の周囲には、帯電器と、トナーコンテナに接続された現像装置と、転写ローラー8と、クリーニング装置とが、感光体ドラム7の回転方向に沿って配置される。
At the top of the printer body 2, the
また、プリンター本体2の内部には、用紙の搬送経路10が設けられる。搬送経路10の上流端には給紙部11(搬送装置)が給紙カセット3の近傍に設けられ、搬送経路10の中流部には、感光体ドラム7及び転写ローラー8によって構成される転写部12が設けられる。搬送経路10の下流部には定着装置13が設けられ、搬送経路10の下流端には排紙部14(搬送装置)が排紙トレイ4の近傍に設けられる。また、プリンター本体2の内部には、定着装置13を制御する制御装置15が備えられる。
Further, a
次に、このような構成を備えたプリンター1の画像形成動作について説明する。プリンター1は、外部のコンピューター等から画像データが入力され、印刷開始の指示がなされると、画像形成動作を開始する。例えば、プリンター1は、画像データの印刷ジョブを入力して蓄積し、蓄積された印刷ジョブを順次、画像形成動作によって処理し、処理後の印刷ジョブを削除する。1つの印刷ジョブは、1枚の用紙の印刷を指定してもよく、複数枚の用紙の印刷を指定してもよい。また、印刷ジョブは、用紙の種類を指定してもよい。 Next, an image forming operation of the printer 1 having such a configuration will be described. The printer 1 starts an image forming operation when image data is input from an external computer or the like and an instruction to start printing is issued. For example, the printer 1 inputs and accumulates print jobs of image data, sequentially processes the accumulated print jobs by the image forming operation, and deletes the print job after the process. One print job may designate printing of one sheet, or may designate printing of a plurality of sheets. The print job may also specify the type of paper.
画像形成動作では、先ず、画像形成部6の帯電器によって感光体ドラム7の表面が帯電された後、露光器5からのレーザー光により感光体ドラム7に対して画像データに対応した露光が行われ、感光体ドラム7の表面に静電潜像が形成される。次に、この静電潜像を、画像形成部6の現像装置がトナーを用いてトナー像に現像する。
In the image forming operation, first, after the surface of the
一方、給紙カセット3に収納された用紙の内、印刷ジョブで指定された用紙が、給紙部11によって取り出されて搬送経路10上を搬送される。搬送経路10上の用紙は、所定のタイミングで転写部12へと搬送され、転写部12によって感光体ドラム7上のトナー像が用紙に転写される。トナー像を転写された用紙は、定着装置13へと搬送され、定着装置13によって用紙にトナー像が定着される。トナー像が定着された用紙は、排紙部14から排紙トレイ4に排出される。
On the other hand, among the sheets stored in the
次に、定着装置13の構成について、図2〜図4を参照しながら説明する。図2に示すように、定着装置13は、加熱部材20と加圧部材21とを備える。また、定着装置13は、駆動源22(図4参照)、第1温度検知部23及び第2温度検知部24を備える。加熱部材20及び加圧部材21は、搬送経路10を挟んで対向すると共に接触して配置され、加熱部材20及び加圧部材21の間に定着ニップNが形成される。
Next, the configuration of the
加熱部材20は、用紙の搬送方向(左右方向)と直交(交差)する用紙の幅方向(前後方向)に長い円柱状の定着ローラーで構成される。加熱部材20は、定着装置13のフレーム(図示せず)内の上部に配置される。また、加熱部材20は、前後方向を回転軸方向として、フレームに対して回転可能に取り付けられ、加圧部材21の回転に従動して回転する。加熱部材20は、例えば、円筒状の金属製の芯材と、芯材に周設されたシリコンゴム等の樹脂製の弾性層から構成され、弾性層はPFA等のフッ素系樹脂で離型層によって被覆される。なお、本実施形態では、加熱部材20がローラーで構成される例を説明するが、加熱部材20は、ベルトで構成されてもよい。
The
加熱部材20の内部には、用紙の幅方向に亘って加熱部材20を加熱する熱源25が備えられる。熱源25は、例えば、ハロゲンヒーターやセラミックヒーター等によって構成される。熱源25は、制御装置15によってオン及びオフが切り換えられ、オンのときに電源(図示せず)から電力を供給されることで発熱して加熱部材20を加熱し、オフのときに電源からの電力供給が遮断されて加熱部材20の加熱を停止する。あるいは、熱源25は、加熱部材20の外部に設けられて、外側から加熱部材20を加熱するように構成されてもよく、ハロゲンヒーターやセラミックヒーターに限定されず、IHヒーターでもよい。
A
加圧部材21は、用紙の幅方向(前後方向)に長い略円柱状のローラーで構成される。加圧部材21は、定着装置13のフレーム(図示せず)内の下部において、例えば、加熱部材20の下方で、加熱部材20と互いの外周面が対向するように配置される。加圧部材21は、前後方向を回転軸方向として、フレームに対して回転可能に取り付けられ、モーター等の駆動源22(図4参照)から伝達される回転駆動力によって回転する。加圧部材21は、例えば、円柱状の金属製の芯材と、この芯材に周設されるシリコンゴム等の弾性層から構成され、この弾性層は離型層によって被覆されてもよい。なお、本実施形態では、加圧部材21がローラーで構成される例を説明するが、加圧部材21は、ベルトで構成されてもよい。
The
第1温度検知部23は、搬送経路10において加熱部材20及び加圧部材21(即ち、定着ニップN)よりも上流側に配置される。また、第1温度検知部23は、搬送経路10に交差する方向(上下方向)において、搬送経路10に対して加熱部材20側と加圧部材21側とにそれぞれ配置される。第1温度検知部23は、検知対象の温度を非接触で検知する赤外線温度センサー等の温度センサーで構成される。加熱部材20側の第1温度検知部23は、検知対象として定着ニップNへ進入前(好ましくは、進入直前)の加熱部材20の表面温度を検知し、加圧部材21側の第1温度検知部23は、検知対象として定着ニップNへ進入前(好ましくは、進入直前)の加圧部材21の表面温度を検知する。
The first
第2温度検知部24は、搬送経路10において加熱部材20及び加圧部材21(即ち、定着ニップN)よりも下流側に配置される。また、第2温度検知部24は、搬送経路10に交差する方向(上下方向)において、搬送経路10に対して加熱部材20側と加圧部材21側とにそれぞれ配置される。第2温度検知部24は、検知対象の温度を非接触で検知する赤外線温度センサー等の温度センサーで構成される。加熱部材20側の第2温度検知部24は、検知対象として定着ニップNを通過後(好ましくは、通過直後)の用紙の加熱部材20側の表面温度を検知し、加圧部材21側の第2温度検知部24は、検知対象として定着ニップNを通過後(好ましくは、通過直後)の用紙の加圧部材21側の表面温度を検知する。
The second
なお、第1温度検知部23及び第2温度検知部24は、図3に示すように、用紙の幅方向において中央で加熱部材20や加圧部材21を挟んで対向する位置に1つずつ設けられる。あるいは、第1温度検知部23及び第2温度検知部24は、用紙の幅方向において複数個所(例えば、中央及び両端)で加熱部材20や加圧部材21を挟んで対向する位置に設けられてもよい。
The first
次に、定着装置13を制御する制御装置15の電気的な構成について図4を参照しながら説明する。制御装置15は、CPU等で構成され、ROMやRAM等の記憶装置16に接続されている。なお、制御装置15及び記憶装置16として、プリンター1の各部を統括制御するメイン制御装置及びメイン記憶装置が適用されてもよい。
Next, the electrical configuration of the
制御装置15は、記憶装置16に格納された制御プログラムや制御用データに基づいて、制御装置15に接続された各部を制御する。例えば、制御装置15は、定着装置13の駆動源22、第1温度検知部23、第2温度検知部24及び熱源25に接続されている。制御装置15は、プリンター1が印刷ジョブを処理する際に、その印刷ジョブに対応した定着処理を行うように定着装置13を制御する。また、定着処理は、使用される用紙の表面粗さZbを算出する表面粗さ算出処理や、算出された表面粗さZbに基づいて加熱部材20の定着温度を制御する温度制御処理を含む。記憶装置16には、用紙の表面粗さZbと加熱部材20の定着温度の温度補正値との関係を予め記憶している。
The
次に、定着装置13の定着処理について図5を参照しながら説明する。
Next, the fixing process of the fixing
所定の印刷ジョブの1枚目の用紙に対して印刷が行われるとき(ステップS1:YES)、制御装置15は、定着装置13の加熱部材20が、予め定められた定着温度となるように、熱源25による加熱部材20の加熱を制御する(ステップS2)。そして、1枚目の用紙に対して定着処理が行われ(ステップS3)、トナー像の形成された用紙が、定着温度になった加熱部材20と加圧部材21との間の定着ニップNを通されて、トナー像が用紙に定着される。
When printing is performed on the first sheet of the predetermined print job (step S1: YES), the
ここで、用紙が定着ニップNを通されるとき、第1温度検知部23は、加熱部材20及び加圧部材21の少なくとも一方の表面温度(第1温度T1)を検知し、第2温度検知部24は、定着ニップNを通過後の用紙の加熱部材20及び加圧部材21の少なくとも一方側の表面温度(第2温度T2)を検知する(ステップS4)。制御装置15は、第1温度検知部23で検知された第1温度T1及び第2温度検知部24で検知された第2温度T2に基づいて、用紙の表面粗さZbを算出する表面粗さ算出処理を行う(ステップS5)。
Here, when the sheet is passed through the fixing nip N, the first
表面粗さ算出処理では、例えば、加熱部材20の第1温度T1と加熱部材20側の用紙の第2温度T2とを用いる。そして、定着処理における加熱部材20と用紙との接触熱の伝達に関して、加熱部材20及び用紙の接触界面の温度差ΔT(T1−T2)[K]並びに接触熱抵抗R[m2K/W]を用いて、以下の数式(1)の関係が成り立つ。
In the surface roughness calculation process, for example, the first temperature T1 of the
数式(1)において、hc[W/m2K]は、加熱部材20及び用紙の接触熱伝達率を示し、q[W/m2]は、加熱部材20及び用紙の接触界面の熱流束を示す。制御装置15は、この数式(1)を用いて、加熱部材20及び用紙の接触熱抵抗Rを算出することができる。また、加熱部材20及び用紙の接触熱抵抗R並びに表面粗さ(表面粗さ高さ)Za及びZb[μm]に関して、以下の数式(2)の関係が成り立つ。
In equation (1), hc [W / m 2 K] represents the contact heat transfer coefficient of the
数式(2)において、ka及びkb[W/mK]は、それぞれ加熱部材20及び用紙の熱伝導率を示し、kf[W/mK]は、加熱部材20及び用紙の介在流体(空気)の熱伝導率を示し、h0[m2K/W]は、付加コンダクタンスを示し、A[m2]は、加熱部材20及び用紙の真実接触面積を示し、Aa[m2]は、加熱部材20及び用紙の接触面積を示す。なお、付加コンダクタンスh0は、定数(例えば、1.98×10−5(1/ka+1/kb))である。
In Equation (2), ka and kb [W / mK] indicate the thermal conductivity of the
接触面積Aaは、加熱部材20及び用紙の見かけの接触面積であり、真実接触面積Aは、図6に示すように、加熱部材20及び用紙の表面の微小の凹凸が実際に接触している面積である。真実接触面積Aは、以下の数式(3)によって算出される。
The contact area Aa is an apparent contact area of the
数式(3)において、p[Pa]は、加熱部材20及び用紙の間の圧力(定着ニップNのニップ圧)であり、Ea及びEb[Pa]は、加熱部材20及び用紙のヤング率であり、μa及びμbは、加熱部材20及び用紙のポアソン比である。
In equation (3), p [Pa] is the pressure between the
なお、加熱部材20及び用紙の表面粗さ(表面粗さ高さ)Za及びZbは、各表面の微小の凹凸の高さである。加熱部材20の表面はフッ素材料で構成されているので、表面粗さZaは用紙に比べて非常に小さい。換言すれば、加熱部材20の表面粗さZaの変動は、用紙の表面粗さZbの変動に比べて非常に小さくなる。そのため、本実施形態では、加熱部材20の表面粗さZaを一定値として用いる。
The surface roughness (surface roughness height) Za and Zb of the
制御装置15は、上記の数式(1)、(2)及び(3)を用いることによって、加熱部材20及び用紙の温度差ΔT(T1−T2)に基づいて、用紙の表面粗さZbを算出することができる。上記の数式(1)、(2)及び(3)によれば、温度差ΔTと用紙の表面粗さZbとの関係性は、用紙の表面粗さZbが大きくなる程、温度差ΔTが大きくなることを示している。換言すれば、制御装置15は、温度差ΔTが大きくなる程、表面粗さZbが大きくなる関係に基づいて、用紙の表面粗さZbを算出する。
The
また、制御装置15は、用紙の表面粗さZbの算出後、この用紙が使用される場合の加熱部材20の定着温度の温度補正値を判定する(ステップS6)。用紙の表面粗さZbと加熱部材20の定着温度の温度補正値との関係は、記憶装置16において、例えば、図7に示すような温度補正テーブルで記憶されている。この関係において、温度補正値は、用紙の表面粗さZbが高く(大きく)なる程、定着温度を高くするような制御を示す。そして、制御装置15は、用紙の表面粗さZb及び温度補正テーブルに基づいて定着温度の温度補正値を判定(取得)する。温度補正値は、同じ用紙が使用される間、記憶装置16に記憶されて維持される。なお、記憶装置16は、温度補正テーブルに代えて、用紙の表面粗さZbに基づいて定着温度の温度補正値を算出可能な数式を記憶していて、制御装置15がこの数式に基づいて定着温度の温度補正値を算出してもよい。
After calculating the surface roughness Zb of the sheet, the
上記の印刷ジョブの1枚目の用紙の定着処理が完了した後、連続して次の用紙(同じ印刷ジョブの2枚目以降の用紙や、同じ印刷設定で連続して行われる他の印刷ジョブの1枚目以降の用紙)の印刷が行われるとき(ステップS7:YES、ステップS1:NO、)、制御装置15は、定着装置13の加熱部材20について予め定められた定着温度を、1枚目の用紙について算出した定着温度の温度補正値を用いて補正する(ステップS8)。ここで、連続した次の用紙の定着処理とは、例えば、同じ印刷ジョブの2枚目以降の用紙や、同じ印刷設定で連続して行われる他の印刷ジョブの1枚目以降の用紙の定着処理である。
After the fixing process of the first sheet of the print job described above is completed, the next sheet (the second and subsequent sheets of the same print job, and other print jobs successively performed with the same print settings) Of the first sheet (step S7: YES, step S1: NO), the
また、制御装置15は、補正された定着温度となるように、熱源25による加熱部材20の加熱を制御する(ステップS8)。そして、連続した次の用紙の定着処理が行われ(ステップS9)、トナー像の形成された用紙が、定着温度になった加熱部材20と加圧部材21との間の定着ニップNを通されて、トナー像が用紙に定着される。
Further, the
なお、連続した他の用紙の定着処理がない場合、1枚目の用紙について算出した定着温度の温度補正値はリセット(ゼロに)されてよい。 If there is no continuous fixing process for another sheet, the temperature correction value of the fixing temperature calculated for the first sheet may be reset (set to zero).
上記の定着処理の表面粗さ算出処理では、加熱部材20の第1温度T1と加熱部材20側の用紙の第2温度T2とを用いる例を説明したが、この例に限定されない。例えば、表面粗さ算出処理では、加圧部材21の第1温度T1と加圧部材21側の用紙の第2温度T2とを用いてもよい。この場合、数式(1)では、加圧部材21及び用紙の接触熱伝達率hc、並びに加圧部材21及び用紙の接触界面の熱流束qが用いられ、加圧部材21及び用紙の温度差ΔT(T1−T2)に基づいて、加圧部材21及び用紙の接触熱抵抗Rが算出される。また、数式(2)では、加圧部材21の熱伝導率ka、加圧部材21及び用紙の介在流体の熱伝導率kf、一定値としての加圧部材21の表面粗さZa、加圧部材21及び用紙の真実接触面積A及び接触面積Aaを用いて、用紙の表面粗さZbが算出される。なお、数式(3)では、加圧部材21及び用紙の間の圧力p(定着ニップNのニップ圧)であり、加圧部材21のヤング率Ea、加圧部材21のポアソン比μaを用いて、加圧部材21の真実接触面積Aが算出される。
In the surface roughness calculation process of the fixing process described above, although an example using the first temperature T1 of the
本実施形態によれば、上述のように、プリンター1(画像形成装置)の定着装置13は、用紙に形成されたトナー像を加熱する加熱部材20と、加熱部材20との間に定着ニップNを形成して、定着ニップNを通過する用紙を加圧する加圧部材21と、加熱部材20又は加圧部材21を検知対象として、当該検知対象の第1温度T1を検知する第1温度検知部23と、定着ニップNを通過後の用紙の第2温度T2を検知する第2温度検知部24とを備える。そして、定着装置13の制御装置15は、第1温度T1及び第2温度T2の温度差ΔTが大きくなる程、用紙の表面粗さZbが大きくなる関係に基づいて、用紙の表面粗さZbを算出する。また、制御装置15は、用紙の表面粗さZbが大きい程、加熱部材20の定着温度が高くなるように温度制御を行う。
According to the present embodiment, as described above, the fixing
通常、加熱部材20の定着温度は、プリンター1の印刷設定で用紙毎に設定される坪量に応じて予め設定されている。しかしながら、用紙の表面粗さZbによって、加熱部材20又は加圧部材21から用紙に伝達する熱量が変化するので、用紙の温度も変化する。また、用紙の温度の変化によって、定着装置13の定着処理に関する性能が変化すると、予め設定した定着温度では、適切な定着処理ができない場合がある。これに対して、本実施形態の定着装置13では、用紙の表面粗さZbに応じて定着温度を変更するように制御している。これにより、定着装置13では、加熱部材20や加圧部材21及び用紙の摩耗状態に拘らず、適切な定着温度を設定しているので、適切に定着処理を行うことが可能となる。
Usually, the fixing temperature of the
また、定着装置13では、第1温度検知部23及び第2温度検知部24は、定着ニップNを通る用紙の搬送経路10に交差する方向において、搬送経路10に対して検知対象としての加熱部材20又は加圧部材21の側に配置される。これにより、用紙の表面粗さZbの算出に要する加熱部材20の第1温度T1又は加圧部材21の第1温度T1を、第1温度検知部23によって適切に検知し、また、加熱部材20側の用紙の第2温度T2又は加圧部材21側の用紙の第2温度T2を、第2温度検知部24によって適切に検知することが可能となる。特に、第2温度検知部24は、定着ニップNを通過直後の用紙の第2温度T2を検知することが可能となる。
Further, in the fixing
なお、上記した実施形態では、第1温度検知部23及び第2温度検知部24を、搬送経路10に対して加熱部材20側と加圧部材21側とにそれぞれ設ける例を説明したが、加熱部材20側及び加圧部材21側の内、検知対象となる一方側のみに設ければよい。
In the embodiment described above, an example in which the first
また、表面粗さ算出処理において、加熱部材20の第1温度T1と加熱部材20側の用紙の第2温度T2を用いる場合、加圧部材21側の第1温度検知部23で検知される加圧部材21の温度に基づいて、加熱部材20の第1温度T1を推測して算出してもよく、加圧部材21側の第2温度検知部24で検知される加圧部材21側の用紙の温度に基づいて、加熱部材20側の用紙の第2温度T2を推測して算出してもよい。表面粗さ算出処理において、加圧部材21の第1温度T1と加圧部材21側の用紙の第2温度T2を用いる場合も同様である。
When the first temperature T1 of the
更に、他の実施形態によれば、定着装置13は、上記のように算出した用紙の表面粗さZbに基づいて、定着装置13の寿命を予測するように構成される。定着装置13は、駆動や通紙の繰り返しによって劣化し、例えば、加熱部材20や加圧部材21を構成するベルトやローラーが用紙との接触によって摩耗すると、画像不良や定着不良等の不具合が生じることがある。そこで、定着装置13では、画像不良や定着不良等の不具合が生じることなく安全に使用できるまでの使用限度を示す寿命として、使用開始からの寿命駆動時間や寿命通紙枚数が予め設定されて記憶装置16に記憶されている。そして、定着装置13の使用が寿命に達すると、プリンター1は、定着装置13の交換を促す警告を報知したり、印刷続行不可を報知したりする。
Furthermore, according to another embodiment, the fixing
本実施形態の定着装置13では、制御装置15は、印刷ジョブの1枚目の用紙だけでなく、定着ニップNを通紙される全ての用紙について表面粗さZbを算出する。これらの用紙の表面粗さZbの算出は、上記の実施形態の表面粗さ算出処理と同様にして行われる。
In the fixing
また、本実施形態の定着装置13では、制御装置15は、用紙の表面粗さZbの算出後、定着装置13の寿命の寿命補正値を判定する。記憶装置16は、用紙の表面粗さZbと寿命補正値との関係を予め記憶している。例えば、記憶装置16は、用紙の表面粗さZbと、定着装置13の寿命通紙枚数の寿命補正値(寿命予測係数)との関係について、例えば、図8に示すような寿命補正テーブルを記憶している。この関係において、寿命補正値は、用紙の表面粗さZbが高く(大きく)なる程、寿命通紙枚数を減らすような制御を示す。
Further, in the fixing
ところで、用紙が定着装置13を通紙される際の、定着装置13の加熱部材20や加圧部材21の摩耗は、これらの部材や用紙の粗さ、用紙に対する圧力、部材間の速度差や用紙との速度差、用紙との摩擦時間等の要素に依存する。そこで、用紙の表面粗さZb毎に各部材の摩耗量を算出し、その摩耗量に基づいて用紙の表面粗さZb毎の寿命補正値を予め算出又は設定してもよい。あるいは、用紙の表面粗さZb毎の寿命補正値は、定着装置13の定着処理を予め実験した実験結果に基づいて予め設定してもよい。
By the way, the wear of the
そして、制御装置15は、1枚の用紙の定着処理が行われる毎に、用紙の表面粗さZb及び寿命補正テーブルに基づいて、この用紙についての寿命補正値を判定(取得)する。なお、記憶装置16は、寿命補正テーブルに代えて、用紙の表面粗さZbに基づいて寿命補正値を算出可能な数式を記憶していて、制御装置15がこの数式に基づいて寿命補正値を算出してもよい。そして、制御装置15は、寿命補正値に相当する用紙枚数を寿命通紙枚数から減算することで、寿命通紙枚数を補正して(即ち、寿命通紙枚数を再設定して)記憶装置16に記憶する。
Then, every time fixing processing of a sheet of paper is performed, the
上記の関係によれば、例えば、40μm以上の用紙の場合、通紙1枚当たり寿命補正値は、−0.2である。40μm以上の用紙を1000枚通紙した場合、寿命通紙枚数からの減算分は、1000(通紙枚数)×−0.2(寿命補正値)=−200である。10000枚の寿命通紙枚数が設定された定着装置13では、寿命通紙枚数は、10000(元の寿命通紙枚数)−200(減算分)=9800に減らされて補正される。
According to the above relationship, for example, in the case of a sheet of 40 μm or more, the life correction value per sheet passing is −0.2. When 1000 sheets of 40 μm or more are passed, the amount of subtraction from the number of end-of-life sheets is 1000 (number of sheets passed) × −0.2 (end-of-life correction value) = − 200. In the fixing
本実施形態によれば、上述のように、プリンター1の定着装置13は、通紙される用紙の表面粗さZbが大きい程、当該定着装置13の使用限度を示す寿命通紙枚数を少なくなるように再設定するように構成される。
According to the present embodiment, as described above, as the surface roughness Zb of the sheet to be fed is larger, the fixing
定着装置13では、例えば、用紙の表面粗さZbが寿命期間に亘って一定であれば、通紙1枚当たりの加熱部材20や加圧部材21の摩耗量も一定となる。定着装置13の寿命通紙枚数は、加熱部材20や加圧部材21の一定の摩耗量に基づいて予め算出されることがある。しかしながら、定着装置13に通紙される用紙の材料は一定とは限らないので、様々な表面粗さZbの用紙が加熱部材20や加圧部材21に接触して、加熱部材20や加圧部材21の摩耗量は用紙の材料(表面粗さZb)毎に変動することがある。そのため、予め設定された寿命通紙枚数に達する前に、加熱部材20や加圧部材21の寿命に達するおそれがある。
In the fixing
これに対して、本実施形態では、定着装置13に通紙される用紙の表面粗さZbに基づいて、定着装置13(加熱部材20や加圧部材21)の適切な寿命を予測して、定着装置13の使用限度を再設定している。そのため、定着装置13が、用紙の表面粗さZbの不均一に起因して、寿命を超えて使用されることを抑制することができる。
On the other hand, in the present embodiment, an appropriate life of the fixing device 13 (the
また、プリンター1では、定着装置13だけでなく、感光体ドラム7(像担持体)や転写ローラー8(転写部12)でも、用紙に対してトナー像を転写するために用紙に接触している。そこで、プリンター1では、感光体ドラム7や転写ローラー8についても、安全に使用できるまでの使用限度を示す寿命として、寿命通紙枚数を予め設定して記憶している。例えば、記憶装置16は、用紙の表面粗さZbと、感光体ドラム7(像担持体)の寿命通紙枚数の寿命補正値(寿命予測係数)との関係について、例えば、図8に示すような寿命補正テーブルを記憶している。そのため、プリンター1は、定着装置13の定着処理における表面粗さ算出処理で算出された用紙の表面粗さZbに基づいて、定着装置13の寿命通紙枚数と同様に、表面粗さZbが大きい程、感光体ドラム7や転写ローラー8の寿命通紙枚数を少なくなるように再設定するように構成されるとよい。これにより、感光体ドラム7や転写ローラー8が、用紙の表面粗さZbの不均一に起因して、寿命を超えて使用されることを抑制することができる。
Further, in the printer 1, not only the fixing
更に、プリンター1では、給紙部11や排紙部14等の搬送装置でも、用紙に対してトナー像を転写するために用紙に接触している。そこで、プリンター1では、給紙部11や排紙部14等の搬送装置についても、安全に使用できるまでの使用限度を示す寿命として、寿命通紙枚数を予め設定して記憶している。例えば、記憶装置16は、用紙の表面粗さZbと、給紙部11や排紙部14等の搬送装置の寿命通紙枚数の寿命補正値(寿命予測係数)との関係について、例えば、図8に示すような寿命補正テーブルを記憶している。そのため、プリンター1は、定着装置13の定着処理における表面粗さ算出処理で算出された用紙の表面粗さZbに基づいて、定着装置13の寿命通紙枚数と同様に、表面粗さZbが大きい程、給紙部11や排紙部14等の搬送装置の寿命通紙枚数を少なくなるように再設定するように構成されるとよい。これにより、給紙部11や排紙部14等の搬送装置が、用紙の表面粗さZbの不均一に起因して、寿命を超えて使用されることを抑制することができる。
Furthermore, in the printer 1, the transport devices such as the
本実施形態では、モノクロのプリンター1に本発明の構成を適用する場合について説明したが、他の異なる実施形態では、カラープリンター、複写機、ファクシミリ、複合機等の他の画像形成装置に本発明の構成を適用することも可能である。 In the present embodiment, the case where the configuration of the present invention is applied to a monochrome printer 1 has been described, but in another different embodiment, the present invention is applied to another image forming apparatus such as a color printer, a copier, a facsimile, and a multifunction machine. It is also possible to apply the configuration of
1 プリンター(画像形成装置)
6 画像形成部
7 感光体ドラム(像担持体)
8 転写ローラー
10 搬送経路
11 給紙部(搬送装置)
12 転写部
13 定着装置
14 排紙部(搬送装置)
15 制御装置
20 加熱部材
21 加圧部材
22 駆動源
23 第1温度検知部
24 第2温度検知部
25 熱源
1 Printer (image forming device)
6
8
12
Claims (6)
前記加熱部材との間に定着ニップを形成して、前記定着ニップを通過する前記用紙を加圧する加圧部材と、
前記加熱部材又は前記加圧部材を検知対象として、当該検知対象の第1温度を検知する第1温度検知部と、
前記定着ニップを通過後の前記用紙の第2温度を検知する第2温度検知部と、
を備え、
前記第1温度及び前記第2温度の差分が大きくなる程、前記用紙の表面粗さが大きくなる関係に基づいて、前記用紙の表面粗さを算出し、
前記表面粗さが大きい程、前記加熱部材の定着温度が高くなるように温度制御を行うことを特徴とする定着装置。 A heating member for heating a toner image formed on a sheet;
A pressure member forming a fixing nip with the heating member to press the sheet passing through the fixing nip;
A first temperature detection unit that detects a first temperature of the detection target with the heating member or the pressure member as the detection target;
A second temperature detection unit that detects a second temperature of the sheet after passing through the fixing nip;
Equipped with
The surface roughness of the sheet is calculated based on the relationship that the surface roughness of the sheet increases as the difference between the first temperature and the second temperature increases.
A fixing device characterized in that temperature control is performed such that the fixing temperature of the heating member becomes higher as the surface roughness is larger.
前記表面粗さが大きい程、前記像担持体の使用限度を示す寿命通紙枚数を少なくなるように再設定することを特徴とする請求項4に記載の画像形成装置。 It further comprises an image carrier for carrying the toner image,
The image forming apparatus according to claim 4, wherein the image forming apparatus is reset so as to reduce the number of lifetime sheet passing indicating the usage limit of the image carrier as the surface roughness is larger.
前記表面粗さが大きい程、前記搬送装置の使用限度を示す寿命通紙枚数を少なくなるように再設定することを特徴とする請求項4又は5に記載の画像形成装置。 The apparatus further comprises a conveying device for conveying the sheet.
6. The image forming apparatus according to claim 4, wherein the image forming apparatus is reset so as to reduce the number of sheets of service life that indicates the usage limit of the transport device as the surface roughness is larger.
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Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2003287986A (en) * | 2002-03-28 | 2003-10-10 | Canon Inc | Image forming apparatus |
JP2005242189A (en) * | 2004-02-27 | 2005-09-08 | Canon Inc | Image forming apparatus and its control method |
US20070292151A1 (en) * | 2004-01-24 | 2007-12-20 | Eastman Kodak Company | Method For Adjusting A Fusing Device Of A Digital Printing Machine by Determining The Humidity Of Printing Material And Measuring Device To Detect The Reflectance Of Microwave Signals At A Print Material |
JP2009192836A (en) * | 2008-02-14 | 2009-08-27 | Konica Minolta Business Technologies Inc | Image forming apparatus and method |
JP2015106076A (en) * | 2013-11-29 | 2015-06-08 | キヤノン株式会社 | Image forming apparatus and image forming system |
-
2017
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Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2003287986A (en) * | 2002-03-28 | 2003-10-10 | Canon Inc | Image forming apparatus |
US20070292151A1 (en) * | 2004-01-24 | 2007-12-20 | Eastman Kodak Company | Method For Adjusting A Fusing Device Of A Digital Printing Machine by Determining The Humidity Of Printing Material And Measuring Device To Detect The Reflectance Of Microwave Signals At A Print Material |
JP2005242189A (en) * | 2004-02-27 | 2005-09-08 | Canon Inc | Image forming apparatus and its control method |
JP2009192836A (en) * | 2008-02-14 | 2009-08-27 | Konica Minolta Business Technologies Inc | Image forming apparatus and method |
JP2015106076A (en) * | 2013-11-29 | 2015-06-08 | キヤノン株式会社 | Image forming apparatus and image forming system |
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