JP2016142816A - Image formation apparatus - Google Patents
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Abstract
Description
この発明は、画像形成装置に関し、例えば、媒体に転写された現像剤像を熱と圧力により媒体に定着させる定着器を備えた電子写真式の画像形成装置に適用し得る。 The present invention relates to an image forming apparatus, and can be applied to, for example, an electrophotographic image forming apparatus including a fixing device that fixes a developer image transferred to a medium to the medium by heat and pressure.
電子写真方式の画像形成装置は印刷画像に対応したトナー像（現像剤像）を用紙（媒体）に転写させ、定着器の熱と圧力で定着させている。 An electrophotographic image forming apparatus transfers a toner image (developer image) corresponding to a printed image onto a sheet (medium) and fixes it with heat and pressure of a fixing device.
従来、電子写真式の画像形成装置を構成する定着器では、熱源により加熱された定着ローラと、定着ローラとの間で用紙を挟み込んで用紙に圧力を加える（定着ローラの側に押圧する）加圧ローラが備えられている。また、従来の定着器では、トナーを定着させるために適切な熱を与えられる所定の温度範囲が定められている。さらに、従来の定着器では、所定の温度範囲内で定着を行うために、印刷開始（用紙へのトナー像の転写の開始）が可能な定着ローラの温度範囲（以下、「印刷開始可能温度範囲」と呼ぶ）を定めているものがある。また、従来の電子写真式の画像形成装置では、印刷データを受信した時に定着ローラの温度が印刷開始可能温度範囲内に入っていれば、加熱や回転開始と同時に給紙動作が開始され印刷が行われる。 2. Description of the Related Art Conventionally, in a fixing device constituting an electrophotographic image forming apparatus, a sheet is sandwiched between a fixing roller heated by a heat source and the fixing roller, and pressure is applied to the sheet (pressing toward the fixing roller). A pressure roller is provided. Further, in the conventional fixing device, a predetermined temperature range in which appropriate heat is applied to fix the toner is determined. Further, in the conventional fixing device, in order to perform fixing within a predetermined temperature range, the temperature range of the fixing roller capable of starting printing (starting transfer of the toner image onto the paper) (hereinafter referred to as “printing start possible temperature range”). There is a thing which stipulates. Also, in the conventional electrophotographic image forming apparatus, if the temperature of the fixing roller is within the temperature range where printing can be started when print data is received, the paper feeding operation is started simultaneously with the start of heating and rotation, and printing is performed. Done.
しかしながら、従来、加圧ローラに熱源を持たない定着器において、加圧ローラは定着ローラからの伝熱によって加熱されるため、回転が開始すると、定着ローラから加圧ローラに熱が移動し、定着ローラの温度が低下する。そのため、従来の画像形成装置において、加熱ローラの温度が印刷開始可能温度範囲の下限に近い温度で印刷が開始されると、定着ローラの温度が大きく低下したところで用紙が定着器に到達する場合がある。定着器における定着性は、加圧ローラの温度よりも定着ローラの温度に大きく依存するため、定着ローラの温度が大きく低下した状態で用紙が定着器に到達すると、トナー像の定着不良（例えば、コールドオフセット等）が発生するおそれがある。 However, conventionally, in a fixing device that does not have a heat source in the pressure roller, the pressure roller is heated by heat transfer from the fixing roller. Therefore, when rotation starts, heat is transferred from the fixing roller to the pressure roller, and fixing is performed. Roller temperature decreases. For this reason, in a conventional image forming apparatus, if printing is started at a temperature near the lower limit of the temperature range where printing can be started, the sheet may reach the fixing device when the temperature of the fixing roller is greatly reduced. is there. Since the fixing property of the fixing device greatly depends on the temperature of the fixing roller rather than the temperature of the pressure roller, when the paper reaches the fixing device with the temperature of the fixing roller greatly decreased, the fixing failure of the toner image (for example, Cold offset etc.) may occur.
そのため、定着部材（例えば、加熱ローラ）と加圧部材（例えば、加圧ローラ）を備える定着器を用いて、安定的に媒体に現像剤を定着させることができる画像形成装置が望まれている。 Therefore, an image forming apparatus capable of stably fixing a developer on a medium using a fixing device including a fixing member (for example, a heating roller) and a pressure member (for example, a pressure roller) is desired. .
本発明の画像形成装置は、（１）媒体を搬送する媒体搬送手段と、（２）前記媒体搬送手段により搬送された媒体に熱を加える定着部材と、前記媒体に圧力を加える加圧部材とを用いて前記媒体に転写された現像剤を当該媒体に定着させる定着処理を行う定着器と、（３）前記定着部材の温度を検知する第１温度検知手段と、（４）前記加圧部材の温度を検知する第２温度検知手段と、（５）記第１温度検知手段が検知した第１の温度と、前記第２温度検知手段が検知した第２の温度とに基づいて、前記媒体搬送手段による前記媒体の搬送開始タイミングを決定するタイミング決定手段とを有することを特徴とする。 The image forming apparatus of the present invention includes (1) a medium conveying unit that conveys a medium, (2) a fixing member that applies heat to the medium conveyed by the medium conveying unit, and a pressure member that applies pressure to the medium. A fixing device that performs a fixing process for fixing the developer transferred onto the medium using (3), a first temperature detecting means for detecting the temperature of the fixing member, and (4) the pressure member. Based on the second temperature detecting means for detecting the temperature of the medium, (5) the first temperature detected by the first temperature detecting means, and the second temperature detected by the second temperature detecting means. Timing determining means for determining the transport start timing of the medium by the transport means.
本発明によれば、定着部材と加圧部材を備える定着器を用いて、安定的に媒体に現像剤を定着させる画像形成装置を提供することができる。 According to the present invention, it is possible to provide an image forming apparatus that stably fixes a developer onto a medium using a fixing device including a fixing member and a pressure member.
（Ａ）主たる実施形態
以下、本発明による画像形成装置の一実施形態を、図面を参照しながら詳述する。以下では、本発明の画像形成装置をプリンタに適用した例について説明する。
(A) Main Embodiment Hereinafter, an embodiment of an image forming apparatus according to the present invention will be described in detail with reference to the drawings. Hereinafter, an example in which the image forming apparatus of the present invention is applied to a printer will be described.
（Ａ−１）実施形態の構成
図２は、この実施形態に係るプリンタ１００の概略断面図である。図１は、プリンタ１のハードウェア構成の概要について示している。
(A-1) Configuration of Embodiment FIG. 2 is a schematic cross-sectional view of the
図２に示すように、プリンタ１００は、帯電器２、ＬＥＤヘッド３、現像器４、転写器５、定着器６、用紙残量センサ７、感光ドラム８、書き出しセンサ９、排出センサ１０、及び用紙カセット１１を有している。用紙Ｍは用紙カセット１１内に保持（積載）されている。
As shown in FIG. 2, the
図１は、プリンタ１００の制御系の構成について示したブロック図である。
FIG. 1 is a block diagram showing the configuration of the control system of the
プリンタ１００は、制御系の構成要素として、画像形成制御部１３、定着温度制御部１６、搬送駆動制御部１４、タイミング決定手段としての待機時間設定部１５、記憶部１７、タイマ１８、駆動モータ１９、定着ローラサーミスタ６ｆａ、加圧ローラサーミスタ６ｆｂ、用紙残量センサ７、書き出しセンサ９、及び排出センサ１０を有している。
The
制御部１は、プリンタ１００において印刷の各プロセスを制御するものであり、機能的には、判定部１ａ及び比較部１ｂを有している。制御部１は、全てをハードウェア的（例えば、専用チップ等）に構成するようにしてもよいし、一部又は全部の機能をソフトウェア的に構成するようにしてもよい。制御部１は、例えば、プロセッサ、メモリ等を有するコンピュータに、印刷制御に係るプログラム（上述の判定部１ａ及び比較部１ｂに対応するプログラムを含む）をインストールすることにより実現するようにしてもよい。
The
制御部１は、画像形成制御部１３、定着温度制御部１６、搬送駆動制御部１４、待機時間設定部１５、記憶部１７、タイマ１８、第１温度検知手段としての定着ローラサーミスタ６ｆａ、第２温度検知手段としての加圧ローラサーミスタ６ｆｂ、用紙残量センサ７、書き出しセンサ９、及び排出センサ１０に接続しており、これらの構成要素に対して制御処理等を行う。また、画像形成制御部１３は、図示しない電源等を介して帯電器２、ＬＥＤヘッド３、現像器４、及び転写器５に接続されており、これらの構成要素に対して駆動制御処理等を行う。さらに、定着温度制御部１６は、ハロゲン６ａと接続しており、制御部１の制御に応じてハロゲン６ａの駆動制御を行う。搬送駆動制御部１４は、駆動モータ１９と接続しており、駆動モータ１９を用いて各ローラの回転駆動を制御する。
The
記憶部１７は、制御部１の処理に利用される各種データを記憶するための記憶手段である。
The storage unit 17 is a storage unit for storing various data used for the processing of the
用紙カセット１１は、用紙Ｍ（画像形成前の媒体）を収納するためのカセットである。用紙残量センサ７は、用紙カセット１１に収納された用紙Ｍの残量を監視するためのセンサであり、用紙Ｍの有無に関する信号を制御部１に送り用紙Ｍを検知するとその検知信号を制御部１に送る。
The paper cassette 11 is a cassette for storing paper M (medium before image formation). The
制御部１は、用紙残量センサ７によって用紙カセット１１にセットされている用紙Ｍの有無を検出し、印刷に使用する用紙Ｍの存在を検出すると用紙送りを開始させ用紙Ｍを電子写真プリンタ内部の印刷機構内に搬送する。
The
帯電器２は、画像形成制御部１３からの指令により、感光ドラム８の表面を、例えば−６００Ｖに帯電させるための高電圧を発生する。帯電器２は、例えば、感光ドラム８の表面に接して回転する半導電性の帯電ローラであり、帯電器２が発生する電圧は、例えば、−１０００〜−１１００Ｖである。
The
ＬＥＤヘッド３は、画像形成制御部１３からの指令により、感光ドラム８の表面に対して画像を形成する領域にのみ露光し、感光ドラム８の表面に、例えば、−５０〜０Ｖの電圧からなる静電潜像を形成する。ＬＥＤヘッド３は、例えば、ＬＥＤ（Ｌｉｇｈｔ Ｅｍｉｔｔｉｎｇ Ｄｉｏｄｅ）やレーザー照射器などである。現像器４は、現像剤であるトナーを負電圧に帯電させこの負電圧に帯電したトナーを電気的な吸引力により感光ドラム８の表面に供給する。転写器５は感光ドラム８の表面に形成されたトナー像を電気的な吸引力により用紙Ｍに転写する。転写器５の電圧は、例えば、＋２０００〜＋３０００Ｖである。定着器６は、転写された未定着のトナー像を担持した用紙Ｍを熱加圧してトナー像を溶着して定着させる。トナー像が定着させられた用紙Ｍは、さらに搬送されてプリンタの印刷機構からプリンタ外部に排出される。
The
搬送駆動制御部１４は、制御部１からの指示に従い、駆動モータ１９を用いて各ローラの回転駆動を制御する。搬送駆動制御部１４は、プリンタ１００内部の各ローラ（給紙ローラ１９ａ、用紙搬送路上に配置された各搬送ローラ対１９ｂ、１９ｃ、１９ｄ、１９ｅ、定着ローラ６ｂ、及び加圧ローラ６ｃ等）を駆動制御する。図１では、１つの駆動モータ１９を図示しているが、配置する駆動モータ１９の数は限定されないものである。プリンタ１００では、搬送駆動制御部１４、駆動モータ１９及び各ローラを用いて媒体搬送手段が構成されている。
The conveyance drive control unit 14 controls the rotational drive of each roller using the
図３は、定着器６の内部構成について示した概略斜視図である。 FIG. 3 is a schematic perspective view showing the internal configuration of the fixing device 6.
図３に示すように、定着器６は、ハロゲン６ａ、定着部材としての定着ローラ６ｂ、加圧部材としての加圧ローラ６ｃ、定着ローラサーミスタ６ｆａ、及び加圧ローラサーミスタ６ｆｂを有している。上述の通り、定着ローラサーミスタ６ｆａ及び加圧ローラサーミスタ６ｆｂは制御部１に接続されている。また、ハロゲン６ａは定着温度制御部１６に接続されている。さらに、上述の通り定着ローラ６ｂ及び加圧ローラ６ｃは駆動モータ１９により回転を行う。
As shown in FIG. 3, the fixing device 6 includes a halogen 6a, a fixing
定着器６は、その内部に熱源としてのハロゲン６ａを内蔵しており、ハロゲン６ａから発せられる熱が定着ローラ６ｂの全体に均一に伝達されるようになっている。また、定着ローラ６ｂは、図示しない駆動モータなどにより、たとえば、図３の矢印Ａ１で示す方向に回転する。
The fixing device 6 incorporates a halogen 6a as a heat source therein, and heat generated from the halogen 6a is uniformly transmitted to the
加圧ローラ６ｃは、定着ローラ６ｂに当接し、加圧ローラ６ｃの回転軸の方向と、定着ローラ６ａの回転軸の方向とが一致するように配設される。また、加圧ローラ６ｃは、図示しない連結機構により、定着ローラ６ｂの回転動作に同調して回転する。この実施形態の例では、加圧ローラ６ｃは、図３の矢印Ａ２で示す方向（すなわち、定着ローラ６ｂの回転方向とは逆方向）に回転するものとする。
The pressure roller 6c is in contact with the fixing
定着温度制御部１６は、制御部１からの指示（制御信号）に応じて、ハロゲン６ａの通電状態を切り替える。すなわち、制御部１（定着温度制御部１６）は、定着ローラサーミスタ６ｆａが検知した定着ローラ６ｂの表面温度が印刷開始可能温度範囲内の所定の温度範囲（例えば、１８０±１０℃程度の範囲；以下、「制御温度範囲」と呼ぶ）に維持されるようにハロゲン６ａへの通電をＯＮ／ＯＦＦする。例えば、定着温度制御部１６は、定着ローラサーミスタ６ｆａが検知した定着ローラ６ｂの表面温度が制御温度範囲よりも高い場合（もしくは、制御温度範囲よりも高くなると推定される場合）には、ハロゲン６ａへの通電をＯＦＦとする。一方、定着ローラサーミスタ６ｆａが検知した定着ローラ６ｂの表面温度が制御温度範囲よりも低い場合（もしくは、制御温度範囲よりも低くなると推定される場合）、制御部１（定着温度制御部１６）は、ハロゲン６ａへの通電をＯＮとする。
The fixing
以上のように、定着器６では、定着ローラ６ｂと加圧ローラ６ｃとにより、未定着のトナー像を担持した用紙Ｍに熱及び圧力が加えられ、用紙Ｍ上のトナー像が溶着して定着する。また、上述した定着ローラ６ｂおよび加圧ローラ６ｃの回転動作により、用紙Ｍは、所定の方向（用紙搬送の下流側）に搬送される。
As described above, in the fixing device 6, heat and pressure are applied to the sheet M carrying the unfixed toner image by the fixing
次に、用紙Ｍ上のトナー像の溶着に関して図４〜図６を用いて詳細に説明する。 Next, the welding of the toner image on the paper M will be described in detail with reference to FIGS.
図４は、定着器６において発生する画像不良（定着不良）について説明する図である。 FIG. 4 is a diagram for explaining image defects (fixing defects) that occur in the fixing device 6.
定着器６において、トナーＴ及び用紙Ｍに過剰な熱が加えられた場合、トナーＴの流動性が大きくなりすぎてトナーＴが用紙Ｍではなく定着ローラ６ｂに付着してしまう画像不良（いわゆる「ホットオフセット」）が発生する。これとは反対にトナーＴ及び用紙Ｍに十分な熱が加えられなかった場合、トナーＴが十分に融解しないために用紙Ｍの内部に浸透せず、用紙Ｍからはがれてしまう画像不良（いわゆる「コールドオフセット」）が発生する。図４に示すように、以下では、トナーＴと定着ローラ６ｂとの付着力をＦａ、トナーＴ自身の凝縮力をＦｂ、トナーＴと媒体Ｍとの付着力をＦｃと表すものとする。そうすると、Ｆａ＜Ｆｂ＜Ｆｃの関係が成り立つ場合良好な印刷品質（定着品質）を保つことができることになる。一方、Ｆａ＞Ｆｂの場合ホットオフセットが発生しやすくなり、Ｆａ＞Ｆｃの場合コールドオフセットが発生しやすくなる。
In the fixing device 6, when excessive heat is applied to the toner T and the paper M, the fluidity of the toner T becomes too high and the toner T adheres to the fixing
加圧ローラ６ｃはその内部に加熱源を持たず、その温度は加熱ローラ６ｂからの伝熱によってのみ上昇するため、十分放置後の印刷開始などは、定着ローラ６ｂよりも非常に低い温度となっている。そのため、定着器６の定着ローラ６ｂ及び加圧ローラ６ｃが駆動モータ１９により回転すると、温度の高い定着ローラ６ｂの熱が温度の低い加圧ローラ６ｃへ移動し、定着ローラ６ｂの温度が低下する。回転開始後の定着ローラ６ｂの温度低下量は、定着ローラ６ｂと加圧ローラ６ｃとの温度差によって変化する。
The pressure roller 6c does not have a heating source inside, and its temperature rises only by heat transfer from the
図５のグラフは、定着ローラ６ｂの温度を一定とし、自然冷却の状態から加熱と同時に各ローラの回転を開始させたときの定着ローラ６ｂの温度変化を示している。
The graph of FIG. 5 shows the temperature change of the fixing
図５では、加圧ローラ６ｃとの温度差毎に、定着ローラ６ｂの温度変化を示している。図５に示すように、定着ローラ６ｂと加圧ローラ６ｃとの温度差が大きくなるほど、回転後の定着ローラ６ｂの温度低下が大きくなる傾向にある。従来のプリンタでは、ハロゲンによる加熱の開始と、定着ローラと加圧ローラの回転の開始と同時に給紙動作が開始されるため、回転開始前では定着ローラの温度がオフセットの発生しない制御温度範囲内であったとしても、回転開始後に定着ローラの温度が低下してコールドオフセット発生温度以下（制御温度範囲を下回る温度）となったところで定着器に用紙Ｍが到達し、定着不良となる場合があった。そのため、この実施形態において、定着時の定着ローラ６ｂの温度は、画像不良（ホットオフセット、及びコールドオフセット）の発生しない温度範囲（制御温度範囲）に収まるように温度制御する必要がある。
In FIG. 5, the temperature change of the fixing
待機時間設定部１５は、「定着ローラ６の温度」と、「定着ローラ６ｂと加圧ローラ６ｃの温度差」との組み合わせを利用して、定着ローラ６ｂ及び加圧ローラ６ｃの回転開始から用紙Ｍの搬送開始までに必要な待機時間（以下、「給紙待機時間」と呼ぶ）を決定する。この実施形態では、待機時間設定部１５は、「定着ローラ６の温度」と、「定着ローラ６ｂと加圧ローラ６ｃの温度差」との組み合わせごとの給紙待機時間が記述された給紙待機時間決定テーブル１５ａを用いて、給紙待機時間を決定するものとする。待機時間設定部１５の処理の詳細については後述する。
The standby time setting unit 15 uses a combination of “temperature of the fixing roller 6” and “temperature difference between the fixing
制御部１は、駆動モータ１９を制御して定着器６の各ローラの回転を開始させ、検出された温度（定着ローラサーミスタ６ｆａ及び加圧ローラサーミスタ６ｆｂにより検出された温度）に応じた温度制御を行う。また、制御部１は、所定の条件に該当する場合（例えば、給紙待機時間として０以外の値（０より大きい値）が設定された場合）は、タイマ１８によって計測した時間（定着器６の各ローラの回転開始後に経過した時間）が待機時間設定部１５によって決定された給紙待機時間以上となった後に、用紙Ｍの搬送動作を開始させるように制御（搬送駆動制御部１４を介して制御）する。以下では、制御部１が用紙Ｍの搬送動作を開始させるタイミングを「給紙開始タイミング」と呼ぶものとする。
The
この実施形態の制御部１では、比較部１ｂによりタイマ１８が計時した時間と給紙待機時間が比較される。そして、比較部１ｂにより、タイマ１８が計時した時間が給紙待機時間以上となったという結果が出力されると、判定部１ａにより給紙開始タイミングが判定（検知）される。すなわち、制御部１では、待機時間設定部１５により給紙待機時間が設定された場合（例えば、給紙待機時間として０以外の値（０より大きい値）が設定された場合）には、給紙待機時間分給紙開始タイミングを遅らせる制御を行う。
In the
（Ａ−２）実施形態の動作
次に、以上のような構成を有するこの実施形態のプリンタ１００の動作を説明する。
(A-2) Operation of Embodiment Next, the operation of the
（Ａ−２−１）プリンタの動作の概要
まず、プリンタ１００において、用紙Ｍにトナー像が形成され、定着処理される動作の概要について説明する。
(A-2-1) Outline of Printer Operation First, an outline of an operation in which a toner image is formed on the paper M and the fixing process is performed in the
印刷指示（例えば、図示しない上位コントローラ等からの制御信号による印刷指示）を受けて印刷処理を開始し給紙タイミングとなると、制御部１は、搬送駆動制御部１４を介し、用紙カセット１１から用紙Ｍを繰り出させて搬送開始させる制御を行う。そして、繰出された用紙Ｍが、感光ドラム８及び転写器５の位置に到達すると、用紙Ｍには、感光ドラム８の表面上に形成されたトナー像が転写器５により転写される。そして、用紙Ｍが下流方向に搬送され定着器６に到達すると、用紙Ｍには、定着ローラ６ｂ及び加圧ローラ６ｃにより熱及び圧力が加えられ、用紙Ｍに転写されたトナー像が定着する。そして、定着処理後の用紙Ｍは、装置外に搬送・排紙される。
Upon receiving a print instruction (for example, a print instruction based on a control signal from a host controller not shown) and starting a printing process, and when a paper feed timing is reached, the
（Ａ−２−２）定着器６及び用紙Ｍの搬送制御の詳細
次に、プリンタ１００における定着器６及び用紙Ｍの搬送制御に関する動作の詳細について説明する。
(A-2-2) Details of Transport Control of Fixing Device 6 and Paper M Next, details of operations related to transport control of the fixing device 6 and paper M in the
以下では、制御温度範囲の上限を「Ｔｌｉｍ＿Ｈ」、下限を「Ｔｌｉｍ＿Ｌ」と表すものとする。また、以下では、例としてＴｌｉｍ＿Ｈ＝２００℃、Ｔｌｉｍ＿Ｌ＝１６０℃であるものとして説明する。 Hereinafter, the upper limit of the control temperature range is represented as “T lim_H ”, and the lower limit is represented as “T lim_L ”. In the following description, it is assumed that T lim_H = 200 ° C. and T lim_L = 160 ° C. as an example.
まず、制御部１が印刷指示（例えば、図示しない上位コントローラ等からの制御信号による印刷指示）を受けると、定着ローラ６ｂ、加圧ローラ６ｃの表面温度測定を開始する（Ｓ１）。以下では、回転開始前の定着ローラ６ｂの温度を「Ｔｕｐ０」、回転開始前の加圧ローラの温度を「Ｔｌｗ０」と呼ぶものとする。なお、制御部１は回転開始後に、定着ローラ６ｂ及び加圧ローラ６ｃの表面温度を所定の周期で測定する。以下では、制御部１が周期的に測定した定着ローラ６ｂ、加圧ローラ６ｃの表面温度を、それぞれ「Ｔｕｐ」、「Ｔｌｗ」と呼ぶものとする。
First, when the
次に、制御部１はＴｕｐ０と制御温度範囲の上限Ｔｌｉｍ＿Ｈ（２００℃）とを比較し、定着器６の状態を判定する（Ｓ２）。制御部１はＴｕｐ０＞Ｔｌｉｍ＿Ｈ（印刷開始可能範囲上限より高い）場合は後述するステップＳ３に移行し、Ｔｕｐ０≦Ｔｌｉｍ＿Ｈ（印刷開始可能範囲上限以下）の場合は、後述するステップＳ５に移行する。
Next, the
上述のステップＳ２においてＴｕｐ０が制御温度範囲の上限より高い場合、制御部１は冷却が必要な状態と判定し、定着温度制御部１６によるハロゲン６ａへの通電は行わず、定着ローラ６ｂと加圧ローラ６ｃを回転させ、定着ローラ６ｂの温度を低下させる（Ｓ３）。
When Tup0 is higher than the upper limit of the control temperature range in step S2, the
そして、制御部１は定着ローラ６ｂの温度Ｔｕｐが印刷開始可能温度上限Ｔｌｉｍ＿Ｈ以下となるまで、定着ローラ６ｂの温度の温度低下（冷却）を継続する（Ｓ４）。そして、温度Ｔｕｐが印刷開始可能温度上限以下となると、制御部１は搬送駆動制御部１４によって用紙Ｍの搬送を開始し、さらに印刷動作を開始する。
Then, the
上述のステップＳ２においてＴｕｐ０が印刷開始可能温度の上限以下であった場合、制御部１は、さらにＴｕｐ０と印刷開始可能温度の下限Ｔｌｉｍ＿Ｌ（１６０℃）とを比較し、定着器６の状態を判定する（Ｓ５）。制御部１は、Ｔｕｐ０＜Ｔｌｉｍ＿Ｌ（印刷開始可能範囲下限未満）である場合は後述するステップＳ６に移行し、Ｔｕｐ０≧Ｔｌｉｍ＿Ｌ（印刷開始可能範囲下限以上）である場合は後述するステップＳ８に移行する。
When Tup0 is equal to or lower than the upper limit of the print startable temperature in step S2, the
上述のステップＳ５において、Ｔｕｐ０が制御温度範囲の下限未満であった場合、制御部１は、定着ローラ６ｂの加熱が必要な状態と判定し、定着温度制御部１６によってハロゲン６ａへの通電を開始し、定着ローラ６ｂと加圧ローラ６ｃを回転させ、定着ローラ６ｂの温度を上昇させる（Ｓ６）。
In Step S5 described above, if Tup0 is less than the lower limit of the control temperature range, the
そして、制御部１は定着ローラ６ｂの温度が印刷開始可能温度下限（Ｔｌｉｍ＿Ｌ）以上となるまで、定着ローラ６ｂの温度上昇を継続させる（Ｓ７）。そして、定着ローラ６ｂの温度が印刷開始可能温度下限（Ｔｌｉｍ＿Ｌ）以上となると、制御部１は、搬送駆動制御部１４によって用紙Ｍの搬送を開始させ、印刷動作を開始させる。
Then, the
上述のステップＳ５において、回転開始前の定着ローラ６ｂの温度Ｔｕｐ０が制御温度範囲内にあるとき、制御部１は、待機時間設定部１５を用いて給紙待機時間を設定する。そして、制御部１は、タイマ１８を起動して給紙待機時間の計時を開始させると共に、定着ローラ６ｂと加圧ローラ６ｃの回転と、温度制御を開始する（Ｓ８）。
In step S5 described above, when the temperature Tup0 of the fixing
待機時間設定部１５は、上述のステップＳ１で取得したＴｕｐ０とＴｌｗ０とに基づいて給紙待機時間を設定する。ここでは、待機時間設定部１５は、例えば図７に示すような給紙待機時間決定テーブル１５ａを用いて、Ｔｕｐ０とＴｌｗ０とに基づいた給紙待機時間を設定するものとする。 The standby time setting unit 15 sets the paper feed standby time based on Tup0 and Tlw0 acquired in step S1 described above. Here, it is assumed that the standby time setting unit 15 sets a paper feed standby time based on Tup0 and Tlw0 using, for example, a paper feed standby time determination table 15a as shown in FIG.
図７に示す給紙待機時間決定テーブル１５ａでは、定着ローラ６ｂと加圧ローラ６ｃの温度差Ｔｕｐ０−Ｔｌｗ０が小さいほど、短い給紙待機時間を設定している。言い換えると、図７に示す給紙待機時間決定テーブル１５ａでは、定着ローラ６ｂと加圧ローラ６ｃの温度差Ｔｕｐ０−Ｔｌｗ０が大きいほど、長い給紙待機時間を設定し、給紙を開始するタイミングを遅らせている。また、図７に示す給紙待機時間決定テーブル１５ａでは、定着ローラの温度Ｔｕｐ０が高いほど、短い給紙待機時間を設定している。言い換えると、図７に示す給紙待機時間決定テーブル１５ａでは、定着ローラの温度Ｔｕｐ０が低い程、長い給紙待機時間を設定し、給紙を開始するタイミングを遅らせている。
In the paper feed standby time determination table 15a shown in FIG. 7, a shorter paper feed standby time is set as the temperature difference Tup0-Tlw0 between the fixing
図７に示す給紙待機時間決定テーブル１５ａでは、定着ローラの温度Ｔｕｐ０に対して、１６０℃、１６５℃、１７０℃の３つの値が設定されている。例えば、制御部１は、１６０℃、１６５℃、１７０℃のうち、現在定着ローラの温度Ｔｕｐ０に最も近い温度を用いて給紙待機時間を決定するようにしてもよい。また、図７に示す給紙待機時間決定テーブル１５ａでは、定着ローラ６ｂと加圧ローラ６ｃの温度差Ｔｕｐ０−Ｔｌｗ０に対して、４０℃、６０℃、８０℃、１００℃の４つの値が設定されている。例えば、制御部１は、４０℃、６０℃、８０℃、１００℃のうち、現在の温度差Ｔｕｐ０−Ｔｌｗ０に最も近い温度を用いて、給紙待機時間を決定するようにしてもよい。図７では、定着ローラの温度Ｔｕｐ０の温度の値と、定着ローラ６ｂと加圧ローラ６ｃの温度差Ｔｕｐ０−Ｔｌｗ０の各値との組み合わせごとに、０〜３．０ｓｅｃの範囲で給紙待機時間が設定されている。なお、給紙待機時間決定テーブル１５ａの具体的な記述形式や温度の間隔（グリッド幅）等については限定されないものである。
In the paper feed waiting time determination table 15a shown in FIG. 7, three values of 160 ° C., 165 ° C., and 170 ° C. are set for the temperature Tup0 of the fixing roller. For example, the
制御部１は、タイマ１８が計時する時間が、上述のＳ８で設定した給紙待機時間以上となるまで給紙開始を待機する（Ｓ９）。そして、タイマ１８が計時する時間が給紙待機時間に達すると、制御部１は、搬送駆動制御部１４によって用紙Ｍの搬送を開始し、さらに印刷動作の制御を開始する。
The
以上のように、プリンタ１００では、定着ローラ６ｂの温度だけでなく、加圧ローラ６ｃの温度も利用（考慮）して、用紙Ｍを搬送するタイミングを制御している。
As described above, in the
具体的には、制御部１は、定着ローラ６ｂと加圧ローラ６ｃの回転開始後における定着ローラ６ｂの温度変化（温度低下量）を、回転開始前の定着ローラ６ｂの温度（Ｔｕｐ０）と、定着ローラ６ｂと加圧ローラ６ｃの温度差（Ｔｕｐ０−Ｔｌｗ０）をもとに推定する。そして、制御部１は、回転開始後に、定着ローラ６ｂの温度が印刷可能温度範囲を下回る（外れる）と推定される場合に、印刷可能温度範囲に復帰するまでのタイミング（以下、「温度復帰タイミング」と呼ぶ）を計算し、その温度復帰タイミング以後に、用紙Ｍが転写器５に到達するように給紙待機時間を設定する。言い換えると、制御部１は、定着ローラ６ｂの温度が印刷可能温度範囲を下回る（外れる）と推定される場合には、温度復帰タイミングを推定し、温度復帰タイミング以後に用紙Ｍが転写器５に到達するように給紙開始タイミングを遅らせる処理を行う。
Specifically, the
図８は、給紙タイミングと定着ローラ６ｂの温度変化との関係について示した説明図である。
FIG. 8 is an explanatory diagram showing the relationship between the paper feed timing and the temperature change of the fixing
図８のグラフでは、定着ローラ６ｂと加圧ローラ６ｃの温度差（Ｔｕｐ０−Ｔｌｗ０）を１００℃とし、開始時の定着ローラ温度を変更して印刷制御部に印刷指示を与えた場合の温度変化を示している。また、図８では、Ｔｌｉｍ＿Ｌ＝１６０としている。さらに、図８では、回転を開始する前の定着ローラ６ｂの温度Ｔｕｐ０が、Ｔｌｉｍ＿Ｌ（１６０℃）、Ｔｌｉｍ＿Ｌ＋５℃（１６５℃）、Ｔｌｉｍ＿Ｌ＋１０℃（１７０℃）のそれぞれの場合における、定着ローラ６ｂの回転開始後の温度変化について示している。
In the graph of FIG. 8, the temperature change when the temperature difference (Tup0−Tlw0) between the fixing
図８では、回転開始前の定着ローラ６ｂの温度Ｔｕｐ０がＴｌｉｍ＿Ｌ（１６０℃）又はＴｌｉｍ＿Ｌ＋５℃（１６５℃）の場合、定着ローラ６ｂの温度は、回転開始後にＴｌｉｍ＿Ｌ（１６０℃）より低い温度に低下しその後復帰する。そのため、回転を開始する前の定着ローラ６ｂの温度がＴｌｉｍ＿Ｌ（１６０℃）及びＴｌｉｍ＿Ｌ＋５℃（１６５℃）の場合、制御部１は、定着ローラ６ｂの温度がＴｌｉｍ＿Ｌ（１６０℃）以上に復帰するタイミング以後に、定着器６に用紙Ｍが突入するように給紙待機時間（給紙開始タイミング）を設定する必要がある。
In FIG. 8, when the temperature Tup0 of the fixing
また、図８では、回転開始前の定着ローラ６ｂの温度Ｔｕｐ０が、Ｔｌｉｍ＿Ｌ＋１０℃（１７０℃）の場合、定着ローラ６ｂの温度は、回転開始後にＴｌｉｍ＿Ｌ（１６０℃）より低い温度に低下することがない。そのため、回転開始前の定着ローラ６ｂの温度Ｔｕｐ０がＴｌｉｍ＿Ｌ＋１０℃（１７０℃）の場合、制御部１は、給紙待機時間を設定せずに（すなわち、給紙待機時間＝０秒）、用紙Ｍの給紙を開始することができる。
In FIG. 8, when the temperature Tup0 of the fixing
以上のように、予め実験等により、回転開始前の定着ローラ６ｂの温度（Ｔｕｐ０）と、定着ローラ６ｂと加圧ローラ６ｃの温度差（Ｔｕｐ０−Ｔｌｗ０）との組み合わせごとに好適な給紙待機時間を求めることにより、給紙待機時間決定テーブル１５ａに設定する各パラメータを取得することができる。この実施形態において待機時間設定部１５は、給紙待機時間決定テーブル１５ａを予め保持しておくことにより、上述のような回転開始後の定着ローラ６ｂの温度変化の推定処理や、温度復帰タイミングの算出処理を簡略化しているが、回転開始前の定着ローラ６ｂの温度（Ｔｕｐ０）と、定着ローラ６ｂと加圧ローラ６ｃの温度差（Ｔｕｐ０−Ｔｌｗ０）を用いて、その都度一部又は全部の工程について算出する構成としてもよい。その場合、上述のような回転開始後の定着ローラ６ｂの温度変化の推定処理や、給紙待機時間の算出処理を行うための計算式や係数等を実験等により予め取得して、待機時間設定部１５に設定しておく必要がある。
As described above, a suitable paper feed standby is determined for each combination of the temperature (Tup0) of the fixing
（Ａ−３）実施形態の効果
この実施形態によれば、以下のような効果を奏することができる。
(A-3) Effects of Embodiment According to this embodiment, the following effects can be achieved.
この実施形態のプリンタ１００では、定着ローラ６ｂの温度だけでなく、加圧ローラ６ｃの温度も利用（考慮）して、用紙Ｍを搬送するタイミングを制御している。これにより、この実施形態のプリンタ１００では、定着時における定着ローラ６ｂの温度を制御温度範囲内に保つことができる。例えば、プリンタ１００では、定着器６内の各ローラ回転開始直後に発生する温度低下を原因とするコールドオフセットの発生を抑制し、印刷品質の低下を防ぐことができる。図８に示すように、適切な給紙待機時間を設定することにより、回転開始によって一度低下した定着ローラ温度を、用紙Ｍが定着器に到達する前にコールドオフセットの発生しない温度まで上昇させることができる。
In the
また、この実施形態のプリンタ１００では、定着ローラ６ｂの温度と加圧ローラ６ｃの温度に応じて、定着ローラ６ｂの温度が低下する場合にのみ給紙開始待ち時間を設けている。これにより、この実施形態のプリンタ１００では、定着ローラ６ｂの温度が安定するのを待ち、安定した定着処理を行うことができる。
Further, in the
（Ｂ）他の実施形態
本発明は、上記の実施形態に限定されるものではなく、以下に例示するような変形実施形態も挙げることができる。
(B) Other Embodiments The present invention is not limited to the above-described embodiments, and may include modified embodiments as exemplified below.
（Ｂ−１）上記の実施形態では、本発明の画像形成装置をプリンタに適用した例について説明したが、その他の定着器を備える電子写真式の画像形成装置（例えば、複合機（ＭＦＰ）やファクシミリ、複写装置等）に適用することができる。 (B-1) In the above-described embodiment, an example in which the image forming apparatus of the present invention is applied to a printer has been described. However, an electrophotographic image forming apparatus (for example, a multifunction peripheral (MFP) or the like) that includes other fixing devices. It can be applied to a facsimile, a copying machine, etc.
１００…プリンタ、１…制御部、１ａ…判定部、１ｂ…比較部、２…帯電器、３…ＬＥＤヘッド、４…現像器、５…転写器、６…定着器、６ａ…ハロゲン、６ｂ…定着ローラ、６ｃ…加圧ローラ、６ｆａ…定着ローラサーミスタ、６ｆｂ…加圧ローラサーミスタ、７…用紙残量センサ、８…感光ドラム、９…書き出しセンサ、１０…排出センサ、１１…用紙カセット、１３…画像形成制御部、１４…搬送駆動制御部、１５…待機時間設定部、１６…定着温度制御部、１７…記憶部、１８…タイマ、１９…駆動モータ、Ｍ…用紙、Ｔ…現像剤。
DESCRIPTION OF
Claims (5)
前記媒体搬送手段により搬送された媒体に熱を加える定着部材と、前記媒体に圧力を加える加圧部材とを用いて前記媒体に転写された現像剤を当該媒体に定着させる定着処理を行う定着器と、
前記定着部材の温度を検知する第１温度検知手段と、
前記加圧部材の温度を検知する第２温度検知手段と、
前記第１温度検知手段が検知した第１の温度と、前記第２温度検知手段が検知した第２の温度とに基づいて、前記媒体搬送手段による前記媒体の搬送開始タイミングを決定するタイミング決定手段と
を有することを特徴とする画像形成装置。 Medium conveying means for conveying the medium;
A fixing device that performs a fixing process for fixing the developer transferred to the medium onto the medium using a fixing member that applies heat to the medium conveyed by the medium conveying unit and a pressure member that applies pressure to the medium. When,
First temperature detecting means for detecting the temperature of the fixing member;
Second temperature detection means for detecting the temperature of the pressure member;
Timing determining means for determining the medium conveyance start timing by the medium conveying means based on the first temperature detected by the first temperature detecting means and the second temperature detected by the second temperature detecting means. And an image forming apparatus.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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| JP2015016744A JP2016142816A (en) | 2015-01-30 | 2015-01-30 | Image formation apparatus |
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Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2018189716A (en) * | 2017-04-28 | 2018-11-29 | 株式会社リコー | Fixing device and image forming apparatus |
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2015
- 2015-01-30 JP JP2015016744A patent/JP2016142816A/en active Pending
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