(57)【要約】【課題】シート上の可視像の定着不良の発生を抑制しつつ、サーモスタットが切れることを防ぐことが可能である画像形成装置及び画像形成方法を提供することである。【解決手段】実施形態の画像形成装置は、加熱部と、検出部と、制御部とを持つ。加熱部は、電力を用いて回転部を加熱する。検出部は、回転部の内側に備えられた整磁合金の温度を検出する。サーモスタットは、整磁合金に接触している。制御部は、整磁合金の温度が閾値以上である場合、加熱部に供給される電力を少なくする。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
電力を用いて回転部を加熱する加熱部と、
前記回転部の内側に備えられた整磁合金の温度を検出する検出部と、
前記整磁合金に接触しているサーモスタットと、
前記整磁合金の温度が閾値以上である場合、前記加熱部に供給される電力を少なくする制御部と
を備える画像形成装置。
【請求項２】
前記制御部は、前記整磁合金の温度が閾値以上である場合、前記回転部の回転速度を下げる、請求項１に記載の画像形成装置。
【請求項３】
前記制御部は、前記整磁合金の温度が高いほど、前記加熱部に供給される電力を少なくする、請求項１又は請求項２に記載の画像形成装置。
【請求項４】
前記制御部は、前記整磁合金の温度が高いほど、前記回転部の回転速度を下げる、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。
【請求項５】
整磁合金に接触しているサーモスタットを備える画像形成装置が実行する画像形成方法であって、
電力を用いて回転部を加熱するステップと、
前記回転部の内側に備えられた前記整磁合金の温度を検出するステップと、
前記整磁合金の温度が閾値以上である場合、前記回転部を加熱するための電力を少なくするステップと
を含む画像形成方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の実施形態は、画像形成装置及び画像形成方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
画像形成装置は、可視像をシートに定着させる定着ベルトと、バイメタルであるサーモスタットと、サーモスタットに接触している整磁合金とを備える。サーモスタットは、定着ベルトの温度が異常に高くなった場合、定着ベルトを加熱する加熱部に供給される電力を遮断する。定着ベルトの温度が異常でない場合でも、整磁合金の温度がキュリー温度以上になった場合には、サーモスタットは発熱して切れてしまうことがある。
【０００３】
従来の画像形成装置は、定着ベルトの温度を予め下げることで、サーモスタットが発熱して切れてしまうことを防いでいる。しかし、定着ベルトの温度を予め下げた場合、定着ベルトの蓄熱量が少ないので、シート上の可視像の定着不良が発生する可能性がある。従来の画像形成装置は、シート上の可視像の定着不良の発生を抑制しつつ、サーモスタットが切れることを防ぐことができない場合があった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１５−１１４５８７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明が解決しようとする課題は、シート上の可視像の定着不良の発生を抑制しつつ、サーモスタットが切れることを防ぐことが可能である画像形成装置及び画像形成方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
実施形態の画像形成装置は、加熱部と、検出部と、制御部とを持つ。加熱部は、電力を用いて回転部を加熱する。検出部は、回転部の内側に備えられた整磁合金の温度を検出する。サーモスタットは、整磁合金に接触している。制御部は、整磁合金の温度が閾値以上である場合、加熱部に供給される電力を少なくする。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】実施形態の画像形成装置の全体構成例を示す外観図。
【図２】実施形態の画像形成装置のハードウェア構成例を示すブロック図。
【図３】実施形態の定着装置の構成例を示す図。
【図４】実施形態の複数の設定値を含むデータテーブルの例を示す図。
【図５】実施形態の画像形成装置の動作例を示すフローチャート。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
以下、実施形態の画像形成装置及び画像形成方法を、図面を参照して説明する。
【０００９】
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。なお、画像形成装置１００のプリンタ１３０は、トナー像を定着させる装置であってもよいし、インクジェット式の装置であってもよい。
【００１０】
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。
【００１１】
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。
【００１２】
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。
【００１３】
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。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あってもよいし、手差しされたシートであってもよい。
【００１４】
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。
【００１５】
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。
【００１６】
図２は、画像形成装置１００のハードウェア構成例を示すブロック図である。画像形成装置１００は、プリンタ１３０と、記憶部１５０と、プロセッサ１６０と、バス１７０とを備える。バス１７０は、画像形成装置１００の各機能部の間でデータを転送する。
【００１７】
プリンタ１３０は、制御回路１３１と、定着装置１３２とを備える。制御回路１３１は、定着装置１３２の動作を制御する回路である。制御回路１３１は、定着装置１３２の定着ベルト及び加圧ローラを回転させるモータの駆動回路を備える。制御回路１３１は、プロセッサ１６０による制御に応じて、定着装置１３２の動作を制御する。例えば、制御回路１３１は、定着装置１３２の定着ベルト等の回転させるモータの回転速度を制御する。
【００１８】
制御回路１３１は、定着装置１３２の定着ベルト等の回転速度を表す信号を、定着装置１３２の定着ベルト等を回転させるモータから取得する。制御回路１３１は、定着装置１３２の定着ベルト等の回転速度を表す信号を、プロセッサ１６０に出力する。制御回路１３１は、定着装置１３２の構成部材の温度を表す信号を、定着装置１３２に備えられた各サーミスタから取得する。制御回路１３１は、定着装置１３２の構成部材の温度を表す信号を、プロセッサ１６０に出力する。
【００１９】
制御回路１３１は、ＩＨコイルの電力の設定値（以下「コイル電力設定値」という。）を、プロセッサ１６０から取得する。制御回路１３１は、コイル電力設定値に応じた電力を、定着装置１３２のＩＨコイルに供給する。制御回路１３１は、定着ベルトの回転速度の設定値（以下「ベルト速度設定値」という。）を、プロセッサ１６０から取得する。制御回路１３１は、ベルト速度設定値に応じた電力を、定着装置１３２の定着ベルト及び加圧ローラを回転させるモータに供給する。
【００２０】
図３は、定着装置１３２の構成例を示す図である。定着装置１３２は、トナー像等の可視像をシート上に定着させる装置である。定着装置１３２は、定着ベルト１３３と、加圧ローラ１３４と、加圧パッド１３５と、ＩＨコイル１３６と、フェライトコア１３７と、サーミスタ１３８と、サーモスタット１３９と、サーミスタ１４１と、整磁合金１４２と、支持部１４３とを備える。図３に示された矢印は、シートの搬送方向を表す。
【００２１】
定着ベルト１３３は、加圧ローラ１３４の回転に応じて回転する円筒状の回転部である。例えば、定着ベルト１３３は、ポリイミド樹脂等の基層と、ニッケル又は銅等の非磁性金属の発熱層と、シリコンゴム等の耐熱弾性層とを備える。発熱層は、ＩＨコイル１３６に供給された電力（印加電力）の交流電流の磁気誘導によって発熱する。定着ベルト１３３は、高離型性フッ素樹脂を被覆又はコーティングされてもよい。これによって、定着ベルト１３３は、離型性を向上させることができる。定着ベルト１３３は、定着ベルト１３３と加圧ローラ１３４との間に定着ニップを形成する。定着ベルト１３３は、形成された定着ニップによって、トナー像等の可視像をシートに定着させる。定着ベルト１３３の回転速度は、シート上の可視像の定着不良が発生しないように、プロセッサ１６０によって調整される。
【００２２】
加圧ローラ１３４の芯金は、シリコンスポンジ等の耐熱弾性体層を備える。加圧ローラ１３４は、定着ベルト１３３と同様に、高離型性フッ素樹脂を被覆又はコーティングされてもよい。これによって、加圧ローラ１３４は、離型性を向上させることができる。加圧ローラ１３４は、加圧パッド１３５を加圧することによって、定着ベルト１３３と加圧ローラ１３４との間に定着ニップを形成する。
【００２３】
加圧パッド１３５は、耐熱性の樹脂のパッド部材である。加圧パッド１３５は、定着ベルト１３３の内側の空間において、支持部１４３に支持される。加圧パッド１３５は、定着ベルト１３３と加圧ローラ１３４との間に定着ニップを形成する。
【００２４】
ＩＨコイル１３６は、供給された電力の交流電流の磁気誘導によって定着ベルト１３３を加熱する。ＩＨコイル１３６に供給される電力は、シート上の可視像の定着不良が発生しないように、プロセッサ１６０によって調整される。
【００２５】
フェライトコア１３７は、定着ベルト１３３の外側の空間に配置される。フェライトコア１３７は、ＩＨコイル１３６から発生した磁束を、定着ベルト１３３に集中させる。
サーミスタ１３８は、定着ベルト１３３の内側の空間に配置される。サーミスタ１３８は、定着ベルト１３３の温度を検出する。
【００２６】
サーモスタット１３９は、バイメタルである。サーモスタット１３９は、定着ベルト１３３の内側の空間において、整磁合金１４２に接触している。したがって、整磁合金１４２の熱はサーモスタット１３９に伝わることができる。
【００２７】
サーモスタット１３９の大きさが限られている場合、サーモスタット１３９に熱電対を備えることは困難である。サーモスタット１３９の量産性を低下させないためには、サーモスタット１３９に熱電対を備えることはできない。サーモスタット１３９に熱電対を備えることができない場合、サーモスタット１３９の温度は、直接検出が困難である。そこで、サーミスタ１４１は、サーモスタット１３９の温度を直接検出する代わりに、サーモスタット１３９に接触している整磁合金１４２の温度を検出する。
【００２８】
サーモスタット１３９は、定着ベルト１３３の温度が遮断閾値以上に高くなった場合、ＩＨコイル１３６に供給される電力を遮断する。これによって、サーモスタット１３９は、整磁合金１４２の近傍の定着ベルト１３３の温度を安定させることができる。
【００２９】
整磁合金１４２のキュリー温度は、例えば２２０から２３０℃程度であり、整磁合金１４２の材質に応じて異なる。整磁合金１４２のキュリー温度は、ＩＨコイル１３６に供給される電力がサーモスタット１３９によって遮断される際の定着ベルト１３３の温度である遮断閾値よりも低い場合がある。
【００３０】
整磁合金１４２の形状は、円弧状である。整磁合金１４２は、定着ベルト１３３の形状に沿って、定着ベルト１３３の内側の空間に配置される。整磁合金１４２は、ＩＨコイル１３６の磁気誘導によって加熱される。これによって、整磁合金１４２は、定着ベルト１３３の加熱を補助することができる。整磁合金１４２は、定着ベルト１３３の温度が異常に高くなることを防ぐことができる。
【００３１】
整磁合金１４２は、キュリー温度付近で磁性特性が急激に変化する。整磁合金１４２の温度がキュリー温度よりも低温である場合、整磁合金１４２の透磁率は強磁性体の特性を示す。整磁合金１４２の温度上昇は、サーモスタット１３９の温度上昇よりも緩やかである。整磁合金１４２の温度が高くなるほど、整磁合金１４２の透磁率は高くなる。整磁合金１４２の温度がキュリー温度に近い場合、整磁合金１４２の透磁率は急激に低下する。
【００３２】
整磁合金１４２の温度がキュリー温度に達した場合には、整磁合金１４２の透磁率は十分に低くなる。整磁合金１４２の透磁率が十分に低い場合、整磁合金１４２の誘導電流は発生しない。整磁合金１４２の誘導電流が発生しない場合、ＩＨコイル１３６の磁気誘導によってサーモスタット１３９が発熱して切れてしまう可能性がある。サーモスタット１３９が切れてしまうことを防ぐため、プロセッサ１６０は、整磁合金１４２の温度がキュリー温度に達しないように、ＩＨコイル１３６に供給される電力を少なくする。整磁合金１４２の温度（検出値）は、ＩＨコイル１３６に供給される電力がプロセッサ１６０によって調整されることによって調整される。支持部１４３は、定着ベルト１３３の内側の空間において、加圧パッド１３５を支持する。
【００３３】
図２に戻り、画像形成装置１００のハードウェア構成例の説明を続ける。記憶部１５０は、フラッシュメモリ、ＨＤＤ（Hard Disk Drive）等の不揮発性の記憶媒体（非一時的な記憶媒体）を有する。記憶部１５０は、ＲＡＭ（Random Access Memory）を更に有してもよい。記憶部１５０は、プロセッサ１６０が実行するプログラムを記憶する。記憶部１５０は、複数の設定値を含むデータテーブルを更に記憶する。
【００３４】
図４は、複数の設定値を含むデータテーブルの例を示す図である。データテーブルでは、定着ベルトの温度の設定値（以下「ベルト温度設定値」という。）と、コイル電力設定値と、ベルト速度設定値とが、互いに対応付けられている。ベルト温度設定値の初期値は、１６５℃である。コイル電力設定値の初期値は、１１００Ｗである。ベルト速度設定値の初期値は、６５ｃｐｍである。
【００３５】
定着ベルト１３３及び整磁合金１４２の温度（検出値）を低くする場合、ベルト温度設定値、コイル電力設定値及びベルト速度設定値は、各初期値よりも低い値に変更される。例えば、コイル電力設定値の低下に応じてＩＨコイル１３６に供給される電力が少なくなるので、定着ベルト１３３及び整磁合金１４２の温度（検出値）は低下する。
【００３６】
整磁合金１４２の温度（検出値）が閾値Ｔ１である場合、ベルト温度設定値は、１６０℃である。コイル電力設定値は、１０００Ｗである。ベルト速度設定値は、６０ｃｐｍである。整磁合金１４２の温度（検出値）が閾値Ｔ２である場合、ベルト温度設定値は、１５５℃である。コイル電力設定値は、９００Ｗである。ベルト速度設定値は、５５ｃｐｍである。整磁合金１４２の温度（検出値）が閾値Ｔ３である場合についても同様に、ベルト温度設定値とコイル電力設定値とベルト速度設定値とが定められている。なお、これらの値は一例である。
【００３７】
プロセッサ１６０は、整磁合金１４２の温度（検出値）に応じて、必要な場合だけ各設定値を変更することができる。すなわちプロセッサ１６０は、必要な場合だけ、定着ベルト１３３の温度及び回転速度を下げることができる。データテーブルには閾値Ｔ１、Ｔ２及びＴ３のように複数の閾値が定められているので、プロセッサ１６０は、各設定値を段階的に変更することができる。プロセッサ１６０は、各設定値を段階的に変更することによって、効率的に可視像をシートに定着させることができる。
【００３８】
図２に戻り、画像形成装置１００のハードウェア構成例の説明を続ける。プロセッサ１６０は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）等である。プロセッサ１６０は、記憶部１５０に記憶されているプログラムを実行する。プロセッサ１６０が実行する処理の一部は、ＬＳＩ（Large Scale Integration）やＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit）等のハードウェアを用いて実現されてもよい。
【００３９】
プロセッサ１６０は、検出処理部１６１と、設定変更部１６２と、温度制御部１６３と、回転制御部１６４とを備える。検出処理部１６１は、定着ベルト１３３の内側に備えられた整磁合金１４２の温度を検出する。
【００４０】
設定変更部１６２は、記憶部１５０に記憶されているデータテーブルを取得する。設定変更部１６２は、データテーブルに基づいて、ベルト温度設定値とコイル電力設定値とベルト速度設定値とを初期化する。設定変更部１６２は、ベルト温度設定値とコイル電力設定値とベルト速度設定値とを、整磁合金１４２の温度（検出値）に応じた各設定値に変更する。例えば、整磁合金１４２の温度（検出値）がＴ１である場合、設定変更部１６２は、ベルト温度設定値を「１６０℃」と、コイル電力設定値を「１０００Ｗ」と、ベルト速度設定値を「６０ｃｐｍ」と変更する。データテーブルには閾値Ｔ１、Ｔ２及びＴ３のように複数の閾値が定められているので、設定変更部１６２は、各設定値を段階的に変更することができる。
【００４１】
温度制御部１６３は、コイル電力設定値を表す信号を制御回路１３１に出力する。これによって、温度制御部１６３は、コイル電力設定値に応じた電力を、制御回路１３１を介してＩＨコイル１３６に供給することができる。温度制御部１６３は、整磁合金１４２の温度が高いほど、ＩＨコイル１３６に供給される電力を少なくする。
【００４２】
回転制御部１６４は、ベルト速度設定値を表す信号を、制御回路１３１に出力する。これによって、回転制御部１６４は、ベルト速度設定値に応じた回転速度で定着ベルト１３３及び加圧ローラ１３４を回転させることができる。回転制御部１６４は、整磁合金１４２の温度が高いほど、定着ベルト１３３及び加圧ローラ１３４の回転速度を下げる。
【００４３】
次に、画像形成装置１００の動作例を説明する。
図５は、画像形成装置１００の動作例を示すフローチャートである。設定変更部１６２は、ベルト温度設定値と、コイル電力設定値と、ベルト速度設定値とを初期化する（ＡＣＴ１０１）。
【００４４】
温度制御部１６３は、コイル電力設定値を表す信号を制御回路１３１に出力する。制御回路１３１は、コイル電力設定値に応じた電力をＩＨコイル１３６に供給する（ＡＣＴ１０２）。回転制御部１６４は、ベルト速度設定値を表す信号を、制御回路１３１に出力する。制御回路１３１は、ベルト速度設定値に応じた電力を、定着ベルト１３３及び加圧ローラ１３４を回転させるモータに供給する（ＡＣＴ１０３）。
【００４５】
検出処理部１６１は、定着装置１３２の整磁合金１４２の温度を検出する（ＡＣＴ１０４）。温度制御部１６３及び回転制御部１６４は、整磁合金１４２の温度がＴ１以上であるか否かを判定する（ＡＣＴ１０５）。整磁合金１４２の温度がＴ１未満である場合（ＡＣＴ１０５：Ｔ１未満）、温度制御部１６３は、コイル電力設定値を表す信号を制御回路１３１に出力する。制御回路１３１は、コイル電力設定値に応じた電力をＩＨコイル１３６に供給する。
【００４６】
整磁合金１４２の温度がＴ１以上である場合（ＡＣＴ１０５：Ｔ１以上）、設定変更部１６２は、ベルト温度設定値とコイル電力設定値とベルト速度設定値とを、整磁合金１４２の温度に応じた各設定値に変更する（ＡＣＴ１０６）。温度制御部１６３は、コイル電力設定値を表す信号を制御回路１３１に出力する。制御回路１３１は、コイル電力設定値に応じた電力をＩＨコイル１３６に供給する。
【００４７】
以上のように、実施形態の画像形成装置１００は、定着ベルト１３３と、ＩＨコイル１３６と、整磁合金１４２と、整磁合金１４２に接触しているサーモスタット１３９と、検出処理部１６１と、温度制御部１６３とを備える。ＩＨコイル１３６は、電力を用いて定着ベルト１３３を加熱する。検出処理部１６１は、定着ベルト１３３の内側に備えられた整磁合金１４２の温度を検出する。温度制御部１６３は、整磁合金１４２の温度が閾値Ｔ１以上である場合、ＩＨコイル１３６に供給される電力を少なくする。
【００４８】
以上述べた少なくともひとつの実施形態によれば、整磁合金１４２の温度が閾値Ｔ１以上である場合、ＩＨコイル１３６に供給される電力を少なくする温度制御部１６３を備えることにより、シート上の可視像の定着不良の発生を抑制しつつ、サーモスタットが切れることを防ぐことが可能である。
【００４９】
実施形態の画像形成装置１００は、サーモスタット１３９の温度を直接検出することができない場合でも、サーモスタット１３９に接触している整磁合金１４２の温度に基づいてサーモスタット１３９の温度が異常に高くなることを防ぐことができる。実施形態の画像形成装置１００は、定着ベルト１３３の温度及び回転速度を予め下げる必要がないので、効率的に可視像をシートに定着させることができる。
【００５０】
以上、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。
【符号の説明】
【００５１】
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、１３３…定着ベルト、１３４…加圧ローラ、１３５…加圧パッド、１３６…ＩＨコイル、１３７…フェライトコア、１３８…サーミスタ、１３９…サーモスタット、１４０…シート収容部、１４１…サーミスタ、１４２…整磁合金、１４３…支持部、１５０…記憶部、１６０…プロセッサ、１６１…検出処理部、１６２…設定変更部、１６３…温度制御部、１６４…回転制御部、１７０…バス、２００…画像読取部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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