JP7030461B2 - 画像形成装置 - Google Patents
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Description
(画像形成装置)
図1は、本発明の実施形態に係る定着装置を搭載した画像形成装置の一例の全体構成模型図である。この画像形成装置は、制御回路部(制御部)100と通信可能に接続した外部ホスト装置200からの入力画像情報に応じて作像動作して、記録材上にフルカラー画像を形成して出力することができる。外部ホスト装置200は、コンピュータ、イメージリーダー等である。制御部100は、外部ホスト装置200と信号の授受をする。また各種作像機器と信号の授受をし、作像シーケンス制御を司る。
次に、本実施形態に係る画像形成装置に搭載される画像加熱装置としての定着装置20について説明する。なお、以下の説明において、定着装置またはこれを構成している定着部材について、長手方向とは記録材搬送路面内において記録材搬送方向に直交する方向に平行な方向である。定着装置に関して、正面とは記録材導入側の面、左右とは装置を正面から見て左または右である。記録材の幅とは、記録材面において記録材搬送方向に直交する方向(定着部材の長手方向)の記録材寸法である。
図2乃至図4を用いて、定着機構部20Aを説明する。図2に示した定着機構部20Aは、フィルム加熱方式・加圧回転体駆動方式(テンションレスタイプ)の定着装置である。通紙ニップである定着ニップ部(以下、ニップ部)は、第1の定着部材(加熱部材)としてのフィルムユニット31と、これに対向する対向部材としての第2の定着部材(加圧部材)としての弾性の加圧ローラ32の両者の圧接により形成させている。ニップ部には、トナー画像を担持した記録材が挟持搬送され、トナー画像が加熱されて固着画像を得る。
さて、図2で、送風冷却機構部20Bは、小サイズ記録材を連続通紙(小サイズジョブ)した際に生じるフィルム33の非通紙部の昇温を、送風により冷却する送風手段である。図7は、この送風冷却機構部20Bの外観斜視模式図である。図8は図7の(8)-(8)線に沿う拡大断面図である。図7、図8を用いて、本実施形態における送風冷却機構部20Bを説明する。
1)ヒーターにおける発熱体の構成および発熱分布の変更(通電比率の変更)による非通紙部の昇温抑制
図12に、ヒーター35において記録材の搬送方向に並列配置される第1の発熱抵抗体である発熱体H1および第2の発熱抵抗体である発熱体H2の長手方向における形状と、発熱体への通電のための電極部を示す。ヒーター35では発熱体H1をメインヒーター、発熱体H2をサブヒーターとしている。メインヒーターである発熱体H1は、ヒーター長手方向に沿って中央部が細く、両端部が太くなっており、その間は発熱体幅が順次変化している。
続いて、非通紙部を送風により冷却する送風手段としての送風冷却機構部の冷却(第3のモード)について説明する。送風冷却機構部20Bの制御には、上述した非通紙部に設けられた温度センサーTH2の出力を用いる。温度センサーTH2の温度が予め設定された温度閾値を超えた場合、シャッター駆動装置45によりシャッター44が稼働して開口部を任意の開口量に設定し、ファンを作動させる。LTR横送り時における送風冷却機構部20Bの具体的な動作について、以下の表2に端部冷却FAN動作テーブルとして示す。
通紙中に検出される消費電力(ヒータへの投入電力)によって、ヒーター35の発熱体H1、H2への通電量の通電比率を決定する。
通紙中に検出される消費電力(ヒータへの投入電力)に加え、定着部材の非通紙部に設置された温度センサーTH2で検出される温度によってヒーター35の発熱体H1、H2への通電量の通電比率を決定する。
定着部材の非通紙部に設置された温度センサーTH2で検出される温度によって冷却機構を動作させる。
紙:坪量90g紙
紙サイズ: LTRサイズ
環境:室温23℃、湿度50%
通紙:55ppm 横送り 500枚連続
第2のモードの存在で、発熱体H2への通電量が極力下がっていることと、冷却Lv.が上がっていないことによって、本実施形態の構成では従来の構成に比べ約10%消費電力を削減することが可能となった。
本実施形態では、非通紙部の温度を検出する温度検出センサーを定着部材でるフィルム(内面)の長手方向の異なる位置に複数設けることを特徴とする。図15に、本実施形態の定着装置の縦断面模式図を示す。画像形成装置は、第1の実施形態と同様の構成のため詳細は省略する。また、本実施形態における定着装置のその他の部分の構成は第1の実施形態と同等であり、ヒーターとしては発熱分布の異なる複数の発熱体を有しており、定着装置における冷却機構も有する構成である。更には、非通紙部昇温対策の構成としても第1の実施形態と同様に消費電力による通電比率制御、非通紙部温度センサーによる通電比率制御、送風冷却機構の三つを有している。
上述した実施形態では、本発明の好ましい実施形態を説明したが、本発明はこれに限定されず、本発明の範囲内で種々の変形が可能である。
上述した実施形態では、制御部100は、非通紙部への冷却を行う前に通電比率の制御で非通紙部の昇温を極力抑えることで、定着装置における消費電力を小さくできるように、第1のモード、第2のモード、第3のモードの順に実行可能とした。
上述した実施形態では、第2の温度センサーTH2やTH12およびTH13を、ニップ部において幅方向が第2のサイズ(小サイズ)の記録材が通過しない領域に対向するフィルムの基層内面に弾性的に接触させて設けたが、本発明はこれに限られない。第2の温度センサーTH2、TH3を、ニップ部において幅方向が第2のサイズ(小サイズ)の記録材が通過しない領域に対向する加圧ローラにおける端部の領域に接触するように設けても良い。または、ニップ部において幅方向が第2のサイズ(小サイズ)の記録材が通過しない領域に対応したヒーターにおける端部の領域に接触するように設けても良い。
上述した実施形態では、フィルム加熱方式の定着装置を用いて説明した。しかし、例えばヒーターとしてハロゲンヒーターを用いフィルムやローラを加熱させる構成としても良い。また、上述した実施形態では、対向体として加圧ローラを用いたが回転する無端ベルトを用いても良い。
上述した実施形態では、記録材として記録紙を説明したが、本発明における記録材は紙に限定されるものではない。一般に、記録材とは、画像形成装置によってトナー像が形成されるシート状の部材であり、例えば、定型或いは不定型の普通紙、厚紙、薄紙、封筒、葉書、シール、樹脂シート、OHPシート、光沢紙等が含まれる。なお、上述した実施形態では、便宜上、記録材(シート)Pの扱いを通紙などの用語を用いて説明したが、これによって本発明における記録材が紙に限定されるものではない。
上述した実施形態では、未定着トナー像をシートに定着する定着装置を例に説明したが、本発明は、これに限らず、画像の光沢を向上させるべく、シートに仮定着されたトナー像を加熱加圧する装置(この場合も定着装置と呼ぶ)にも同様に適用可能である。
Claims (9)
- 記録材にトナー画像を形成する画像形成部と、
前記記録材に形成されたトナー画像を前記記録材に定着する定着手段であって、前記記録材と接触しつつ回転する回転体と、前記回転体と対向し、前記回転体と共に前記トナー画像を担持した前記記録材を挟持搬送するニップ部を形成する対向体と、前記記録材の搬送方向に直交する長手方向において中央部に対する端部の発熱量が小さい第1の発熱抵抗体と、前記長手方向において中央部に対する端部の発熱量が大きい第2の発熱抵抗体と、を前記記録材の搬送方向に並列配置したヒーターと、を有する定着手段と、
前記回転体および前記対向体の少なくとも一方における前記長手方向の端部を送風により冷却する送風手段と、
前記ヒーターに投入される電力情報を取得する第1の取得手段と、
前記回転体もしくは前記対向体または前記ヒーターにおける前記長手方向の端部の領域の温度情報を取得する第2の取得手段と、
前記送風手段を作動させずに、前記第1の取得手段の出力に応じて、前記第1の発熱抵抗体への通電量に対する前記第2の発熱抵抗体への通電量の比である通電比率を初期値より小さくする第1のモードと、
前記送風手段を作動させずに、前記第1および第2の取得手段の出力に応じて、前記通電比率を前記第1のモードにおける値より小さくする第2のモードと、
前記ヒーターの通電比率を前記第2のモードで設定した最も低い比率に維持した状態で、前記第2の取得手段の出力に応じて、前記送風手段を作動させる第3のモードと、
を実行可能な制御部と、
を有することを特徴とする画像形成装置。 - 前記第2のモードにおいて、前記第1の取得手段の出力が第1の閾値より小さく、かつ前記第2の取得手段の出力が第2の閾値より高いときに、前記通電比率を前記第1のモードの最終値より小さくすることを特徴とする請求項1に記載の画像形成装置。
- 前記第3のモードにおいて、前記第2の取得手段の出力が前記第2の閾値より高いときに前記第2のモードにおける前記通電比率の最終値を維持して前記送風手段を作動させることを特徴とする請求項2に記載の画像形成装置。
- 前記送風手段は、ファンと、前記ファンからの送風量を規制する可変開口を備えるシャッタと、を備えることを特徴とする請求項1乃至3のいずれか1項に記載の画像形成装置。
- 前記第3のモードにおいて、前記第2の取得手段の出力に応じて前記シャッタの開口量および前記ファンによる送風量を変更することを特徴とする請求項4に記載の画像形成装置。
- 前記第2の取得手段を前記長手方向の位置を異ならせて複数個設け、前記記録材の幅方向のサイズに応じた前記第2の取得手段を選択することを特徴とする請求項1乃至5のいずれか1項に記載の画像形成装置。
- 前記第1の取得手段は、前記ヒーターに投入される電力を直接取得する、もしくは電力制御上の変数から前記ヒーターに投入される電力を取得することを特徴とする請求項1乃至6のいずれか1項に記載の画像形成装置。
- 前記回転体は定着フィルムであり、前記対向体は加圧ローラであることを特徴とする請求項1乃至7のいずれか1項に記載の画像形成装置。
- 前記ヒーターは前記定着フィルムの内部空間に配置されており、前記ニップ部は、前記定着フィルムを介して前記ヒーターと前記加圧ローラによって形成されていることを特徴とする請求項8に記載の画像形成装置。
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