JP2003228250A - Fixing device and image forming apparatus having the fixing device - Google Patents
Fixing device and image forming apparatus having the fixing deviceInfo
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- Fixing For Electrophotography (AREA)
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Abstract
Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、電子写真方式を採
用する複写機、レーザビームプリンタ等の画像形成装置
に用いられる定着装置及びこの定着装置を備える画像形
成装置に関するものである。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a fixing device used in an image forming apparatus such as a copying machine and a laser beam printer adopting an electrophotographic method, and an image forming apparatus including the fixing device.
【0002】[0002]
【従来の技術】電子写真方式を採用する画像形成装置と
してはレーザプリンタ等が知られており、従来の一般的
なレーザプリンタに用いられる定着装置は図8に示すよ
うな構造となっている。2. Description of the Related Art A laser printer or the like is known as an image forming apparatus adopting an electrophotographic method, and a fixing device used in a conventional general laser printer has a structure as shown in FIG.
【0003】かかる定着装置にあっては、定着体たる定
着ローラ10は、例えばアルミニウムや鉄等の芯金11
上にPFA、PTFE等の樹脂からなる離型層12が設
けられ、又、定着ローラ10内部に配設されるヒータ1
3によって加熱されるようになっている。定着ローラ1
0の温度は、定着ローラ10に当接されるサーミスタ等
の温度検知手段たる温度検知素子30によって、該定着
ローラ10の表面温度として検出され、この検出温度に
基づき制御手段たる温度制御回路(図示せず)によって
調整手段(図示せず)による一つの設定電圧値において
ヒータ13を断続的に作動させることで、上記表面温度
は所定温度に制御される。In such a fixing device, the fixing roller 10, which is a fixing member, has a core metal 11 made of, for example, aluminum or iron.
A release layer 12 made of a resin such as PFA or PTFE is provided on the heater 1, and the heater 1 is provided inside the fixing roller 10.
It is designed to be heated by 3. Fusing roller 1
The temperature of 0 is detected as a surface temperature of the fixing roller 10 by a temperature detecting element 30 which is a temperature detecting means such as a thermistor which is in contact with the fixing roller 10, and a temperature control circuit which is a controlling means based on the detected temperature (see FIG. The surface temperature is controlled to a predetermined temperature by intermittently operating the heater 13 at one set voltage value by an adjusting means (not shown) by means of not shown.
【0004】一方、加圧体たる加圧ローラ20は、定着
ローラ10に圧接回転し、例えばアルミニウムや鉄等の
金属からなる芯金21上に、耐熱性を有し且つ硬度の低
いシリコーンゴムやシリコーンスポンジ等の弾性層22
を設け、その表面にPFA、PTFE等の離型性の高い
樹脂によって被覆されてなる離型層23を有した構造を
なしている。On the other hand, the pressure roller 20, which is a pressure body, rotates in pressure contact with the fixing roller 10, and has a heat-resistant and low-hardness silicone rubber or a core metal 21 made of metal such as aluminum or iron. Elastic layer 22 such as silicone sponge
And a mold release layer 23 formed by coating a resin having a high mold release property such as PFA or PTFE on the surface thereof.
【0005】そして、未定着像たるトナー像を担持した
記録材は、入口ガイド24によって定着ローラ10と加
圧ローラ20との間のニップ部に導かれ、加熱及び加圧
されることで定着される。この入口ガイド24はPBT
等の抵抗制御材(10E8から10E10Ω)で作る
か、若しくはステンレス等の金属でガイド面を構成し、
定着フレームとの接点に上記抵抗制御材を用いることが
一般的である。これは、絶縁物等で入口ガイド形成する
と、記録材との摺擦によりガイド面が帯電し、トナーの
飛び散り等の弊害が生じるためである。又、記録材が上
記ニップ部を通過するときにシワが発生しないように、
定着ローラ10及び加圧ローラ20の長手方向(軸線方
向)に適正な逆クラウン形状を付けるとともに、入口ガ
イド24により上記ニップ部への侵入位置を適正化する
ことが一般的に行われている。Then, the recording material carrying the toner image which is an unfixed image is guided to the nip portion between the fixing roller 10 and the pressure roller 20 by the entrance guide 24, and is fixed by being heated and pressed. It This entrance guide 24 is a PBT
Or other resistance control material (10E8 to 10E10Ω) or a guide surface made of metal such as stainless steel,
It is common to use the resistance control material for the contact point with the fixing frame. This is because if the inlet guide is formed of an insulating material or the like, the guide surface is charged by sliding friction with the recording material, which causes adverse effects such as toner scattering. Also, to prevent wrinkles from occurring when the recording material passes through the nip portion,
It is generally practiced that the fixing roller 10 and the pressure roller 20 have proper inverted crown shapes in the longitudinal direction (axial direction), and that the entrance guide 24 optimizes the entry position into the nip portion.
【0006】上記ニップ部において加熱及び加圧されて
上記トナー像を固着した上記記録材は、定着ローラ分離
爪25或いは加圧ローラ分離爪26によりいずれかのロ
ーラから分離され、排紙ガイド27により排紙ローラ2
8に導かれ装置外へ排出される。The recording material on which the toner image is fixed by being heated and pressed in the nip portion is separated from either roller by the fixing roller separation claw 25 or the pressure roller separation claw 26, and is discharged by the paper discharge guide 27. Paper ejection roller 2
8 is discharged to the outside of the device.
【0007】ところで、上述のような定着装置を備える
レーザプリンタにおいて、プリントスピードの高速化を
図ろうとする場合、大サイズの紙(記録材)でプリント
する場合は定着装置のヒータへの供給電力の範囲でプリ
ントスピードを上げることができる。By the way, in a laser printer having the above-mentioned fixing device, when an attempt is made to increase the printing speed, or when printing is performed on a large size paper (recording material), the electric power supplied to the heater of the fixing device is increased. The print speed can be increased within the range.
【0008】しかしながら、上述のような定着装置で
は、プリントする紙等の記録材のサイズ(以下、紙サイ
ズという)が小さくなればなるほど定着ローラや加圧ロ
ーラの非通紙域の昇温が大きくなりプリントスピードを
上げることができなくなる。However, in the fixing device as described above, the smaller the size of the recording material such as paper to be printed (hereinafter referred to as paper size), the larger the temperature rise in the non-sheet passing area of the fixing roller and the pressure roller. It becomes impossible to increase the print speed.
【0009】そこで、従来では、図8に示すヒータ13
に代えて複数の加熱手段として、図9及び図10に示す
ようなヒータのセグメント配置、ヒータ配光で、それぞ
れ、通紙基準に対して対称な分布になっており、定着ロ
ーラの軸線方向の中央部に重点的に配光分布をもつヒー
タ13aと、上記軸線方向の端部に重点的に配光分布を
もつヒータ13bとの二本のヒータを備える定着装置が
知られている。この二本のヒータは、図11に示すよう
な点灯方法で駆動が制御されている。つまり、ヒータ1
3aとヒータ13bは一定周期の間でオン、オフを繰り
返し、その一定周期内の点灯時間比率が制御されること
により定着ローラの軸線方向での温度分布を常に一定に
保つことができる。紙サイズに対するヒータ13aとヒ
ータ13bの点灯比率と、ヒータ13aが定格700
W、ヒータ13bが定格300Wである場合の各紙サイ
ズの定着処理時におけるヒータへの最大使用電力との関
係を表1に示す。Therefore, conventionally, the heater 13 shown in FIG. 8 is used.
Instead of a plurality of heating means, heater segment arrangements and heater light distributions as shown in FIGS. 9 and 10 have symmetrical distributions with respect to the sheet passing reference, respectively, and are arranged in the axial direction of the fixing roller. There is known a fixing device including two heaters, a heater 13a having a light distribution mainly in a central portion and a heater 13b having a light distribution mainly in an end portion in the axial direction. The driving of these two heaters is controlled by a lighting method as shown in FIG. That is, the heater 1
3a and the heater 13b are repeatedly turned on and off during a fixed cycle, and the lighting time ratio within the fixed cycle is controlled, so that the temperature distribution of the fixing roller in the axial direction can be kept constant at all times. The lighting ratio of the heater 13a and the heater 13b to the paper size, and the heater 13a is rated 700
Table 1 shows the relationship between W and the maximum power consumption of the heater during the fixing process for each paper size when the heater 13b is rated at 300W.
【0010】[0010]
【表1】 [Table 1]
【0011】[0011]
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述の
二本のヒータを用いた定着装置においても、表1に示す
ように紙サイズが小さくなるに従ってヒータへの最大使
用可能電力が低下するため、紙サイズが小さい場合プリ
ントスピードが制限されることとなる。However, even in the fixing device using the above-mentioned two heaters, as shown in Table 1, the maximum usable power to the heater decreases as the paper size decreases, so that the paper cannot be used. If the size is small, the print speed will be limited.
【0012】そこで、本発明は、複数の加熱手段のうち
少なくとも一つの加熱手段をそれぞれ単独で導通状態と
する場合と、該少なくとも一つの加熱手段を他の加熱手
段と同時に導通状態とする場合とで電源から各加熱手段
への供給可能な最大の電力の向上を図ることができる定
着装置及びこの定着装置を備える画像形成装置の提供を
目的とする。Therefore, according to the present invention, at least one heating means of the plurality of heating means is individually brought into conduction, and when at least one heating means is simultaneously brought into conduction with other heating means. It is an object of the present invention to provide a fixing device capable of improving the maximum electric power that can be supplied from a power source to each heating unit, and an image forming apparatus including the fixing device.
【0013】[0013]
【課題を解決するための手段】本出願によれば、上記目
的は、互いに圧接回転する定着体及び加圧体と、電源か
ら電力を受けて該定着体及び該加圧体のうち少なくとも
該定着体を加熱する複数の加熱手段とを備え、未定着像
を担持する記録材を上記定着体及び上記加圧体によって
挟持搬送しながら加熱及び加圧することにより上記未定
着像を上記記録材に定着させる定着装置であって、上記
定着体の温度を検知する温度検知手段と、上記電源から
各加熱手段への電力供給を導通又は遮断に切り換えて電
源から各加熱手段への印加電圧を所定の設定電圧値に調
整する調整手段と、上記温度検知手段によって検知され
た温度に基づいて上記定着体が所定温度になるよう上記
調整手段の駆動を制御する制御手段を備える定着装置に
おいて、調整手段は、少なくとも一つの加熱手段をそれ
ぞれ単独で導通状態とする場合と、該少なくとも一つの
加熱手段を他の加熱手段と同時に導通状態とする場合と
で上記電源から各加熱手段への供給電力の総和が同一と
なるよう設定電圧値が複数設定されているという第一の
発明によって達成される。According to the present application, the above object is to provide a fixing member and a pressing member that rotate in pressure contact with each other, and at least the fixing member of the fixing member and the pressing member that receives electric power from a power source. A plurality of heating means for heating the body, and fixing and fixing the unfixed image on the recording material by heating and pressing the recording material carrying the unfixed image while being nipped and conveyed by the fixing body and the pressure body. A fixing device for detecting the temperature of the fixing member, and switching the electric power supply from the power source to each heating means to conduction or interruption to set a predetermined voltage to be applied from the power source to each heating means. A fixing device comprising adjusting means for adjusting the voltage value and control means for controlling the driving of the adjusting means so that the fixing body reaches a predetermined temperature based on the temperature detected by the temperature detecting means. , The case where each of the at least one heating means is brought into the conducting state independently and the case where the at least one heating means is brought into the conducting state at the same time as the other heating means, the sum of the electric power supplied from the power source to each heating means is This is achieved by the first invention in which a plurality of set voltage values are set to be the same.
【0014】又、本出願によれば、上記目的は、第一の
発明において、複数の加熱手段は、定着体の軸線方向で
互いに異なる発熱分布をもって発熱するよう構成され、
制御手段は、定着体の軸線方向での温度分布が所定分布
状態となるよう、少なくとも一つの加熱手段を単独で導
通状態とする場合の電圧印加時間長さと、該少なくとも
一つの加熱手段と他の加熱手段とを同時に導通状態とす
る場合の電圧印加時間長さとの比率を調整して調整手段
の駆動を制御するようになっているという第二の発明に
よっても達成される。According to the present application, in the first aspect of the present invention, the plurality of heating means are configured to generate heat with different heat distributions in the axial direction of the fixing member.
The control means controls the voltage application time length in the case where at least one heating means is brought into a conductive state independently so that the temperature distribution in the axial direction of the fixing body becomes a predetermined distribution state, the at least one heating means and other The present invention can also be achieved by the second invention in which the driving of the adjusting means is controlled by adjusting the ratio with the voltage application time length when the heating means and the heating means are simultaneously brought into conduction.
【0015】更に、本出願によれば、上記目的は、第一
の発明又は第二の発明において、加熱手段の数をnと
し、n個の加熱手段のうちの一の加熱手段単独での消費
電力をd[W]としたとき、制御手段は、n個の加熱手
段を同時に導通状態とする場合に、各加熱手段にD/n
[W]の電力が供給されるよう調整手段の駆動を制御す
るようになっているという第三の発明によっても達成さ
れる。Further, according to the present application, in the first or second invention, the above-mentioned object is the number of heating means is n, and one of the n heating means consumes only one heating means. When the electric power is set to d [W], the control means applies D / n to each heating means when the n heating means are simultaneously turned on.
It is also achieved by the third invention in which the driving of the adjusting means is controlled so that the power of [W] is supplied.
【0016】又、本出願によれば、上記目的は、第一の
発明乃至第三の発明のいずれかにおいて、複数の加熱手
段のうちの一つは加圧体を加熱するようになっており、
制御手段は、温度検知手段によって検知された温度が所
定温度範囲内であるときに定着体及び上記加圧体が同時
に加熱されるよう調整手段の駆動を制御するようになっ
ているという第四の発明によっても達成される。Further, according to the present application, the above object is that in any one of the first to third inventions, one of the plurality of heating means heats the pressurizing body. ,
The control means controls the drive of the adjusting means so that the fixing body and the pressure body are heated at the same time when the temperature detected by the temperature detection means is within a predetermined temperature range. It is also achieved by the invention.
【0017】更に、本出願によれば、上記目的は、一連
の画像形成プロセスによって画像に記録材を記録する画
像形成装置であって、第一の発明乃至第四の発明のいず
れかの定着装置を備えるという第五の発明によっても達
成される。Further, according to the present application, the above object is an image forming apparatus for recording a recording material on an image by a series of image forming processes, and the fixing apparatus according to any one of the first to fourth inventions. It is also achieved by the fifth invention of including.
【0018】[0018]
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態に関し
て、添付図面に基づき説明する。BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Embodiments of the present invention will be described below with reference to the accompanying drawings.
【0019】(第一の実施形態)先ず、本発明の第一の
実施形態について説明する。(First Embodiment) First, a first embodiment of the present invention will be described.
【0020】最初に、本実施形態にかかる画像形成装置
の概略構成について図1に基づき簡単に説明する。First, a schematic structure of the image forming apparatus according to the present embodiment will be briefly described with reference to FIG.
【0021】図1は、電子写真方式を採用する画像形成
装置の一例たるレーザプリンタの概略構成を示す模式的
断面図である。FIG. 1 is a schematic sectional view showing a schematic configuration of a laser printer which is an example of an image forming apparatus adopting an electrophotographic system.
【0022】かかるレーザプリンタは、図1に示すよう
に、感光ドラム1と、露光装置2と、現像装置3と、転
写部材4と、クリーニング装置5と、帯電部材6と、定
着装置7と、搬送路Pに記録材を供給する給紙カセット
Cと、給紙装置8とを備えている。As shown in FIG. 1, such a laser printer includes a photosensitive drum 1, an exposure device 2, a developing device 3, a transfer member 4, a cleaning device 5, a charging member 6, and a fixing device 7. A sheet feeding cassette C for feeding the recording material to the conveyance path P and a sheet feeding device 8 are provided.
【0023】かかるレーザプリンタにあっては、先ず、
帯電部材6により所望の電位に帯電された感光ドラム1
の表面に対して、露光装置2は、画像情報に応じてレー
ザ光Lをオン、オフさせて照射し、電荷を除電すること
で静電潜像を感光ドラム1上に形成する。In such a laser printer, first,
The photosensitive drum 1 charged to a desired potential by the charging member 6.
The exposure device 2 forms the electrostatic latent image on the photosensitive drum 1 by turning on and off the laser beam L according to the image information and irradiating the surface to remove the electric charge.
【0024】次いで、感光ドラム1は、現像装置3によ
って現像剤たるトナーを付与されることにより、上記静
電潜像がトナー像として可視化される。ここで、現像装
置3は、トナーを収容する現像容器(図示せず)、現像
スリーブ31等から構成され、現像スリーブ31が感光
ドラム1へトナーを供給するようになっている。Then, the electrostatic latent image is visualized as a toner image on the photosensitive drum 1 by applying toner as a developer by the developing device 3. Here, the developing device 3 includes a developing container (not shown) that stores toner, a developing sleeve 31, and the like, and the developing sleeve 31 supplies toner to the photosensitive drum 1.
【0025】その後、感光ドラム1上のトナー像は転写
部材4により記録材の表面に転写される。この未定着の
トナー像を担持する記録材は、定着装置7により加熱加
圧されることで上記とPナー像が記録材に永久定着され
た後、画像形成装置から排出される。After that, the toner image on the photosensitive drum 1 is transferred onto the surface of the recording material by the transfer member 4. The recording material carrying the unfixed toner image is heated and pressed by the fixing device 7 to permanently fix the above-mentioned P-ner image on the recording material and then discharged from the image forming apparatus.
【0026】一方、転写時に感光ドラム1上に残ったト
ナーや紙紛等はクリーニング装置5により感光ドラム1
上から取り除かれる。On the other hand, the toner, paper dust and the like remaining on the photosensitive drum 1 during transfer are cleaned by the cleaning device 5.
Removed from above.
【0027】次に、定着装置7について詳細に説明す
る。Next, the fixing device 7 will be described in detail.
【0028】本実施形態の定着装置7は、定着体たる定
着ローラ10と、加圧体たる加圧ローラ20と、複数の
加熱手段たるヒータ13a,13bと、温度検知手段た
る温度検知素子(サーミスタ)30とを備えている。The fixing device 7 of this embodiment includes a fixing roller 10 as a fixing body, a pressure roller 20 as a pressure body, heaters 13a and 13b as a plurality of heating means, and a temperature detecting element (thermistor) as a temperature detecting means. ) 30 and.
【0029】この定着装置7は、A3(297mm)幅
を最大通紙サイズとする記録材を装置の通紙中心を基準
として搬送する中央基準の例であり、ヒータ13aは1
00V入力時に1000W、71.8V入力時に600
Wの出力となるものを使用し、ヒータ13bは100V
入力時に400Wの出力となるものを使用する。This fixing device 7 is an example of a central reference for conveying a recording material having a maximum sheet passing size of A3 (297 mm) width with reference to the sheet passing center of the apparatus.
1000W when inputting 00V, 600 when inputting 71.8V
W output is used, heater 13b is 100V
The one that gives an output of 400 W when input is used.
【0030】ヒータ13a,13bのセグメント配置及
びヒータ配光は図9、図10に示すように通紙基準に対
して対称な分布になっており、ヒータ13aは定着ロー
ラ10の軸線方向での中央部分(通紙領域)に重点的に
発熱分布をもち、ヒータ13bは上記軸線方向での端部
に重点的に発熱分布をもっている。As shown in FIGS. 9 and 10, the segment arrangement of the heaters 13a and 13b and the heater light distribution have a symmetrical distribution with respect to the sheet passing reference, and the heater 13a is at the center of the fixing roller 10 in the axial direction. The portion (paper passing region) has a heat generation distribution predominantly, and the heater 13b has a heat generation distribution predominantly at the end portion in the axial direction.
【0031】定着ローラ10は、アルミニウムを芯金1
1とする直径50mm、厚さ3.0mmのローラであ
り、表層にはPFAの離型層12が被覆されている。The fixing roller 10 is made of aluminum and has a core metal 1.
1 is a roller having a diameter of 50 mm and a thickness of 3.0 mm, and the surface layer thereof is covered with a release layer 12 of PFA.
【0032】加圧ローラ20は、ステンレス製の芯金2
1上にシリコーンゴムの弾性層22、表層にPFAの離
型層23を有し、直径40mm、製品硬度65゜(As
ker−C)のものを用いており、定着ローラ10に向
けて600Nの加圧力をかけられることで定着ローラ1
0との間にニップ幅8.0mmのニップを形成するよう
になっている。The pressure roller 20 is made of stainless steel core metal 2.
1 has an elastic layer 22 of silicone rubber and a release layer 23 of PFA on the surface, and has a diameter of 40 mm and a product hardness of 65 ° (As
ker-C), and by applying a pressure of 600 N toward the fixing roller 10, the fixing roller 1
A nip having a nip width of 8.0 mm is formed between the nip and 0.
【0033】温度検知素子30は定着ローラ10の軸線
方向の略中央部に設置しているため、温度検知素子30
へのトナー付着に対して、クリーニング手段を必要とし
ている。但し、温度検知素子を定着ローラの軸線方向の
略中央部に設置することで、定着ローラの表面温度を正
確に調節することができ、安定した定着性を確保するこ
とができる。本実施形態においては、定着ローラ10が
190℃となるよう温調制御を行うことにより、A4横
送りで60枚/分のプリントを可能にする。Since the temperature detecting element 30 is installed at a substantially central portion in the axial direction of the fixing roller 10, the temperature detecting element 30 is provided.
A cleaning means is required for the toner adhesion to the toner. However, by arranging the temperature detecting element at a substantially central portion in the axial direction of the fixing roller, the surface temperature of the fixing roller can be adjusted accurately and stable fixing performance can be secured. In the present embodiment, by performing temperature control control so that the fixing roller 10 reaches 190 ° C., it is possible to print 60 sheets / minute with A4 lateral feed.
【0034】ここで、ヒータ13a,13bの駆動制御
について図3に基づき詳細に説明する。The drive control of the heaters 13a and 13b will be described in detail with reference to FIG.
【0035】本実施形態の定着装置7は、図3に示すよ
うに、調整手段たる定電圧出力回路102a,102b
と、制御手段たるMPU113とを備えている。In the fixing device 7 of this embodiment, as shown in FIG. 3, constant voltage output circuits 102a and 102b serving as adjusting means.
And an MPU 113 as a control means.
【0036】定電圧出力回路102aはヒータ13aへ
の入力電圧を2段階の設定電圧値にて切換可能であり、
定電圧出力回路102bはヒータ13bに一定の設定電
圧値にて電圧を入力することができる。ヒータ13a
は、単独点灯時に100Vが印加されて1000Wの出
力を発生させる。ヒータ13aとヒータ13bを同時点
灯させる場合は、ヒータ13aには71.8V(600
W)、ヒータ13bには100V(400W)を印加す
ることにより、2本あわせて1000Wの出力を発生さ
せる。The constant voltage output circuit 102a is capable of switching the input voltage to the heater 13a at two set voltage values,
The constant voltage output circuit 102b can input a voltage to the heater 13b at a constant set voltage value. Heater 13a
Causes a voltage of 100 V to be applied when it is lit alone to generate an output of 1000 W. When the heater 13a and the heater 13b are turned on at the same time, the heater 13a has a voltage of 71.8V (600
W), by applying 100 V (400 W) to the heater 13b, a total of 1000 W output is generated.
【0037】定電圧出力回路102a,102bは、チ
ョッピング用FET103a,103bと、インダクタ
104a,104b、スナバ用ダイオード105a,1
05bとからなる降圧型のDC−DCコンバータを有し
ている。定電圧出力回路102a,102bは、ヒータ
13a,13bへの出力電圧及び出力電流と商用電源の
入力実効値電圧及び入力電圧波形とを検知するためのコ
ントロールIC106a,106b(本実施形態ではU
NITRODE社のUC3854を使用)が、上記出力
電圧を電圧検知回路107a,107bで、上記出力電
流を電流検出抵抗108a,108bで、上記入力実効
値を抵抗109a,109b及びコンデンサ110a,
110bで、入力電圧波形を抵抗111a,111b、
抵抗112a,112bでそれぞれ検出し、出力電圧を
一定且つ出力電圧波形を入力電圧波形と相似波形となる
よう約100kHzでオン/オフしているチョッピング
用FET103a,103bのオンデューティを制御す
るようになっている。ここで、定電圧出力回路102a
と定電圧出力回路102bは電圧検知回路107aと電
圧検知回路107bの違いを除き同じ動作をする。The constant voltage output circuits 102a and 102b include chopping FETs 103a and 103b, inductors 104a and 104b, and snubber diodes 105a and 1b.
It has a step-down type DC-DC converter composed of 05b. The constant voltage output circuits 102a and 102b are control ICs 106a and 106b (U in the present embodiment) for detecting the output voltage and output current to the heaters 13a and 13b and the input effective value voltage and input voltage waveform of the commercial power source.
NUCRODE's UC3854 is used), the output voltage is detected by the voltage detection circuits 107a and 107b, the output current is detected by the current detection resistors 108a and 108b, and the effective input value is measured by the resistors 109a and 109b and the capacitor 110a.
At 110b, the input voltage waveform is converted into resistors 111a, 111b,
The on-duty of the chopping FETs 103a and 103b, which are detected by the resistors 112a and 112b, are turned on / off at about 100 kHz so that the output voltage is constant and the output voltage waveform is similar to the input voltage waveform, is controlled. ing. Here, the constant voltage output circuit 102a
And the constant voltage output circuit 102b perform the same operation except the difference between the voltage detection circuit 107a and the voltage detection circuit 107b.
【0038】MPU113は、ROM、RAM、各入出
力ポート(いずれも図示せず)等を具備し、画像形成装
置、及び接続機器の動作状態を認識するようになってい
る。MPU113に設けられたデジタル出力ポートP1
が抵抗114を介してトランジスタ115のベースに接
続されており、デジタル出力ポートP1からの信号をH
IGHにすることによりトランジスタ115がオンさ
れ、抵抗116を介して+5V電源に接続されているフ
ォトダイオード117がオンされ、フォトトランジスタ
118aがオンされ、トランジスタ120aがオフされ
ることにより電源VCCの電圧が抵抗121aを介して
コントロールIC106aのイネーブル端子ENAに入
力され、コントロールIC106aを動作させ定電圧出
力を制御するようになっている。The MPU 113 is equipped with a ROM, a RAM, input / output ports (none of which are shown), etc., and is adapted to recognize the operating states of the image forming apparatus and the connected equipment. Digital output port P1 provided in MPU113
Is connected to the base of the transistor 115 via the resistor 114, and outputs the signal from the digital output port P1 to H level.
When the voltage is set to IGH, the transistor 115 is turned on, the photodiode 117 connected to the + 5V power source through the resistor 116 is turned on, the phototransistor 118a is turned on, and the transistor 120a is turned off, so that the voltage of the power supply VCC is reached. Is input to the enable terminal ENA of the control IC 106a via the resistor 121a to operate the control IC 106a to control the constant voltage output.
【0039】又、定電圧出力の値は、MPU113のデ
ジタル出力ポートP2が抵抗122を介してトランジス
タ123のベースに接続されており、デジタル出力ポー
トP2からの信号をHIGHにすることによりトランジ
スタ123がオンされ、抵抗124を介して+5V電源
に接続されているフォトダイオード125がオンされ、
フォトトランジスタ127がオンされる。フォトトラン
ジスタ127がオンのとき、コントロールIC106a
のVsenseには(抵抗129a+抵抗126)と抵抗12
8aによる分圧値が入力され、定電圧出力回路102は
71.8Vの電圧を出力する。フォトトランジスタ12
7がオフのとき、抵抗128aと129aによる分圧値
がコンデンサ130aを介してVsenseに入力され、定
電圧出力回路102は100Vの電圧を出力する。The value of the constant voltage output is that the digital output port P2 of the MPU 113 is connected to the base of the transistor 123 via the resistor 122, and the transistor 123 is turned on by setting the signal from the digital output port P2 to HIGH. When turned on, the photodiode 125 connected to the + 5V power source via the resistor 124 is turned on,
The phototransistor 127 is turned on. When the phototransistor 127 is on, the control IC 106a
V sense of (resistor 129a + resistor 126) and resistor 12
The divided voltage value of 8a is input, and the constant voltage output circuit 102 outputs a voltage of 71.8V. Phototransistor 12
When 7 is off, the divided voltage value by the resistors 128a and 129a is input to Vsense via the capacitor 130a, and the constant voltage output circuit 102 outputs a voltage of 100V.
【0040】又、定電圧出力の値は、MPU113のデ
ジタル出力ポートP3が抵抗131を介してトランジス
タ132のベースに接続されており、デジタル出力ポー
トP3からの信号をHIGHにすることによりトランジ
スタ132がオンされ、抵抗133を介して+5V電源
に接続されているフォトダイオード134がオンされ、
フォトトランジスタ118bがオンされる。フォトトラ
ンジスタ118bがオンされ、トランジスタ120bが
オフされることにより電源VCCの電圧が抵抗121b
を介してコントロールIC106bのイネーブル端子E
NAに入力され、コントロールIC106aを動作させ
定電圧出力を制御するようになっている。フォトトラン
ジスタ118bがオンのとき、定電圧出力回路106b
のVsens eには抵抗128bと129bによる分圧値が
コンデンサ130bを介してVsen seに入力され、定電
圧出力回路102bは100Vの電圧を出力する。The value of the constant voltage output is that the digital output port P3 of the MPU 113 is connected to the base of the transistor 132 via the resistor 131, and the transistor 132 is turned on by setting the signal from the digital output port P3 to HIGH. When turned on, the photodiode 134 connected to the + 5V power source via the resistor 133 is turned on,
The phototransistor 118b is turned on. When the phototransistor 118b is turned on and the transistor 120b is turned off, the voltage of the power supply VCC is changed to the resistor 121b.
Through the enable terminal E of the control IC 106b
Input to the NA, the control IC 106a is operated to control the constant voltage output. When the phototransistor 118b is on, the constant voltage output circuit 106b
The of V sens e divided value by the resistors 128b and 129b are input to the V sen se via the capacitor 130b, the constant voltage output circuit 102b outputs a voltage of 100 V.
【0041】次に、MPU113による定着ローラ10
の温度制御方法について説明する。Next, the fixing roller 10 by the MPU 113 is used.
The temperature control method will be described.
【0042】図4に定着ローラ10の温度とヒータ13
a,13bの電力供給状態との関係を示す。FIG. 4 shows the temperature of the fixing roller 10 and the heater 13.
The relation with the power supply state of a and 13b is shown.
【0043】MPU113にあっては、3秒を1回をヒ
ータの点灯サイクルとして、その間をヒータ13aの単
独導通時間ta1と、ヒータ13a,13bの同時導通
時間tb1に分割している。温度検知素子30からの温
度のサンプリングは200msec間隔で行い、その検
出温度が190℃以上であればヒータをオフとし、19
0℃未満であれば、3秒間所定の導通比率でヒータをオ
ンとする。In the MPU 113, once every 3 seconds is a lighting cycle of the heater, and the interval is divided into a single conduction time ta1 of the heater 13a and a simultaneous conduction time tb1 of the heaters 13a and 13b. Sampling of the temperature from the temperature detecting element 30 is performed at intervals of 200 msec. If the detected temperature is 190 ° C. or higher, the heater is turned off, and
If the temperature is lower than 0 ° C., the heater is turned on at a predetermined conduction ratio for 3 seconds.
【0044】本実施形態においては、紙サイズに対して
ta1、tb1は表2に示す値に設定することで、あら
ゆる紙サイズに対して使用可能な最大の電力(1000
W)を投入することができる。In the present embodiment, by setting ta1 and tb1 to the values shown in Table 2 for the paper size, the maximum power (1000) that can be used for all paper sizes is set.
W) can be added.
【0045】[0045]
【表2】
本実施形態においては、ta1+ta2=3secとし
たが、画像形成装置のプリントスピード、定着ローラの
熱容量、熱伝導率により、ヒータ点灯時の温度変化が異
なるため、装置の構成条件を考慮して任意に設定可能で
ある。定着ローラの熱容量が小さく、ヒータ導通時の温
度変化が速い場合は、ta1+ta2=0.5〜1.0s
ecに設定するとよい。[Table 2] In the present embodiment, ta1 + ta2 = 3 sec, but the temperature change when the heater is turned on differs depending on the print speed of the image forming apparatus, the heat capacity of the fixing roller, and the thermal conductivity. It can be set. If the heat capacity of the fixing roller is small and the temperature changes rapidly when the heater is on, ta1 + ta2 = 0.5 to 1.0 s
Set to ec.
【0046】表1に示す従来例におけるヒータへの電力
供給方式の場合と、本実施形態におけるヒータへの電力
供給方式の場合との各紙サイズに対するプリントスピー
ドの違いを比較して表3に示す。表3に示すように、本
実施形態では、従来例の最大使用可能電力で制限されて
いた部分を最大のスループットでプリント可能である。Table 3 compares the printing speeds for the respective paper sizes in the case of the heater power supply method in the conventional example shown in Table 1 and in the case of the heater power supply method in the present embodiment. As shown in Table 3, in the present embodiment, the portion limited by the maximum usable power of the conventional example can be printed with the maximum throughput.
【0047】[0047]
【表3】
(第二の実施形態)次に、本発明の第二の実施形態につ
いて説明する。尚、上述の第一の実施形態と同様の構成
に関しては、同一符号を付し、その説明を省略する。[Table 3] (Second Embodiment) Next, a second embodiment of the present invention will be described. The same components as those of the first embodiment described above are designated by the same reference numerals, and the description thereof will be omitted.
【0048】図5は、本実施形態における複数の加熱手
段たるヒータ13a,13bの駆動制御系を示す回路図
である。尚、本実施形態においては、画像形成装置、定
着装置、及びヒータのセグメント構成、配光は上述の第
一の実施形態と同様である。但し、ヒータ13a,13
bは100V入力時に1000Wの出力を発生させるも
のとする。FIG. 5 is a circuit diagram showing a drive control system for the heaters 13a and 13b, which are a plurality of heating means in this embodiment. In the present embodiment, the image forming apparatus, the fixing device, and the heater segment configuration and light distribution are the same as those in the above-described first embodiment. However, the heaters 13a, 13
b is assumed to generate an output of 1000 W when inputting 100 V.
【0049】図5に示す定電圧出力回路102は、ヒー
タ13aのみに定電圧出力するか、若しくはヒータ13
aとヒータ13bを直列に接続した状態で定電圧出力が
可能である。The constant voltage output circuit 102 shown in FIG. 5 outputs a constant voltage only to the heater 13a or the heater 13a.
A constant voltage output is possible with a and the heater 13b connected in series.
【0050】定電圧出力回路102は、チョッピング用
FET103と、インダクタ104、スナバ用ダイオー
ド105とからなる降圧型のDC−DCコンバータを有
している。定電圧出力回路102は、ヒータ13a,1
3bへの出力電圧及び出力電流と商用電源の入力実効値
電圧及び入力電圧波形とを検知するためのコントロール
IC106(本実施形態ではUNITRODE社のUC
3854を使用)が、上記出力電圧を電圧検知回路10
7で、上記出力電流を電流検出抵抗108で、上記入力
実効値を抵抗109及びコンデンサ110で、入力電圧
波形を抵抗111、抵抗112でそれぞれ検出し、出力
電圧を一定且つ出力電圧波形を入力電圧波形と相似波形
となるよう約100kHzでオン、オフしているチョッ
ピング用FET103のオンデューティを制御するよう
になっている。The constant voltage output circuit 102 has a step-down DC-DC converter including a chopping FET 103, an inductor 104, and a snubber diode 105. The constant voltage output circuit 102 includes the heaters 13a, 1
Control IC 106 for detecting the output voltage and output current to 3b and the input effective value voltage and the input voltage waveform of the commercial power supply (in this embodiment, UC of UNITRODE, Inc.).
3854), the output voltage is detected by the voltage detection circuit 10
7, the output current is detected by the current detection resistor 108, the input effective value is detected by the resistor 109 and the capacitor 110, the input voltage waveform is detected by the resistor 111 and the resistor 112, respectively, and the output voltage is constant and the output voltage waveform is the input voltage. The on-duty of the chopping FET 103 that is turned on and off at about 100 kHz is controlled so as to have a waveform similar to the waveform.
【0051】MPU113は、ROM、RAM、各入出
力ポート(いずれも図示せず)等を具備し、画像形成装
置、及び接続機器の動作状態を認識するようになってい
る。MPU113に設けられたデジタル出力ポートP1
が抵抗114を介してトランジスタ115のベースに接
続されており、デジタル出力ポートP1からの信号をH
IGHにすることによりトランジスタ115がオンさ
れ、抵抗116を介して+5V電源に接続されているフ
ォトダイオード117がオンされ、フォトトランジスタ
118がオンされ、トランジスタ120がオフされるこ
とにより電源VCCの電圧が抵抗121を介してコント
ロールIC106のイネーブル端子ENAに入力され、
コントロールIC106を動作させ定電圧出力を制御す
るようになっている。The MPU 113 has a ROM, a RAM, input / output ports (none of which are shown), etc., and is adapted to recognize the operating states of the image forming apparatus and the connected equipment. Digital output port P1 provided in MPU113
Is connected to the base of the transistor 115 via the resistor 114, and outputs the signal from the digital output port P1 to H level.
When the voltage is set to IGH, the transistor 115 is turned on, the photodiode 117 connected to the + 5V power source via the resistor 116 is turned on, the phototransistor 118 is turned on, and the transistor 120 is turned off, so that the voltage of the power supply VCC. Is input to the enable terminal ENA of the control IC 106 via the resistor 121,
The control IC 106 is operated to control the constant voltage output.
【0052】このとき、MPU113のデジタル出力ポ
ートP2は抵抗122を介してトランジスタ123のベ
ースに接続されており、デジタル出力ポートP2からの
信号がLOWのとき、トランジスタ123がオフ、抵抗
124を介して+5V電源に接続されているフォトダイ
オード125がオフ、フォトトランジスタ127がオフ
となる。フォトトランジスタ127がオフのとき、コン
トロールIC106のVsenseには抵抗128と抵抗1
29による分圧値がコンデンサ130を介してVsense
に入力され、定電圧出力回路102は100Vの電圧を
出力する。又、デジタル出力ポートP2が抵抗135を
介してトランジスタ136のベースに接続されており、
デジタル出力ポートP2からの信号がLOWのとき、ト
ランジスタ136がオフ、抵抗137を介して+5V電
源に接続されているフォトダイオード138がオフ、フ
ォトトランジスタ140がオフとなる。フォトトランジ
スタ140がオフのとき、抵抗141を介してトランジ
スタ142がオンされ抵抗143を介してトライアック
145にHIGHが入力される。これによりトライアッ
ク145が導通となり100Vの電圧出力はヒータ13
aのみに印加される。At this time, the digital output port P2 of the MPU 113 is connected to the base of the transistor 123 via the resistor 122. When the signal from the digital output port P2 is LOW, the transistor 123 is off and the resistor 124 is connected. The photodiode 125 connected to the + 5V power supply is turned off, and the phototransistor 127 is turned off. When the phototransistor 127 is off, the resistance 128 and the resistance 1 are added to V sense of the control IC 106.
The divided voltage value by 29 is V sense via the capacitor 130.
The constant voltage output circuit 102 outputs a voltage of 100V. Further, the digital output port P2 is connected to the base of the transistor 136 via the resistor 135,
When the signal from the digital output port P2 is LOW, the transistor 136 is turned off, the photodiode 138 connected to the + 5V power source via the resistor 137 is turned off, and the phototransistor 140 is turned off. When the phototransistor 140 is off, the transistor 142 is turned on via the resistor 141 and HIGH is input to the triac 145 via the resistor 143. As a result, the triac 145 becomes conductive and the voltage output of 100 V is output to the heater 13.
It is applied only to a.
【0053】又、MPU113のデジタル出力ポートP
2からの信号をHIGHにすることによりトランジスタ
123がオンされ、抵抗124を介して+5V電源に接
続されているフォトダイオード125がオンされ、フォ
トトランジスタ127がオンされる。フォトトランジス
タ127がオンのとき、コントロールIC106のV
senseには(抵抗128+抵抗126)と抵抗129に
よる分圧値が入力され、定電圧出力回路102は12
7.5Vの電圧を出力する。又、MPU113のデジタ
ル出力ポートP2からの信号をHIGHにすることによ
りトランジスタ136がオンされ、抵抗137を介して
フォトダイオード138がオンされ、フォトトランジス
タ140がオンされる。フォトトランジスタ140がオ
ンのとき、トランジスタ142はオフされ、抵抗144
を介してトライアック145の入力をLOWにすること
により、トライアック145は非導通となる。このとき
定電圧出力回路の出力127.5Vは、ヒータ13aと
ヒータ13bを直列に接続した状態で印加され、2本の
ヒータを合わせた状態で1000Wの出力を発生する。Also, the digital output port P of the MPU 113
Transistor by setting the signal from 2 to HIGH
123 is turned on and connected to the + 5V power source via the resistor 124.
The connected photodiode 125 is turned on,
Transistor 127 is turned on. Photo Transis
When the controller 127 is on, V of the control IC 106
senseTo (resistor 128 + resistor 126) and resistor 129
The divided voltage value is input, and the constant voltage output circuit 102 outputs 12
It outputs a voltage of 7.5V. Also, the digital device of MPU113
By setting the signal from the output port P2 to HIGH
Transistor 136 is turned on, and through resistor 137
The photodiode 138 is turned on and the phototransistor
Switch 140 is turned on. The phototransistor 140 is off
Transistor 142 is turned off and the resistor 144
Input of TRIAC 145 to LOW via
As a result, the triac 145 becomes non-conductive. At this time
The output 127.5V of the constant voltage output circuit is the same as that of the heater 13a.
It is applied with the heater 13b connected in series.
With the heater combined, an output of 1000 W is generated.
【0054】本実施形態においても、上述の第一実施形
態と同様なヒータへの電力供給制御を行い、定着ローラ
10の温度とヒータ13a,13bの電力供給状態との
関係は図4と同様になる。MPU113にあっては、3
秒を1回をヒータの点灯サイクルとして、その間をヒー
タ13aの単独導通時間ta2と、ヒータ13a,13
bの同時導通時間tb2に分割している。温度検知素子
30からの温度のサンプリングは200msec間隔で
行い、その検出温度が190℃以上であればヒータをオ
フとし、190℃未満であれば、3秒間所定の導通状態
でヒータをオンとする。Also in this embodiment, the same electric power supply control to the heater as in the first embodiment described above is performed, and the relationship between the temperature of the fixing roller 10 and the electric power supply state of the heaters 13a and 13b is the same as in FIG. Become. 3 for MPU113
The heater lighting cycle is set to once per second, and the individual conduction time ta2 of the heater 13a and the heaters 13a, 13
It is divided into the simultaneous conduction time tb2 of b. Sampling of the temperature from the temperature detecting element 30 is performed at intervals of 200 msec. When the detected temperature is 190 ° C. or higher, the heater is turned off, and when the detected temperature is lower than 190 ° C., the heater is turned on in a predetermined conductive state for 3 seconds.
【0055】本実施形態においては、2本のヒータを同
じ定格電力にしているため、紙サイズに対するta2、
tb2は、表4に示す値に設定することであらゆる紙サ
イズに対して使用可能な最大の電力を投入することがで
きる。In the present embodiment, since the two heaters have the same rated power, ta2,
By setting tb2 to the value shown in Table 4, the maximum power that can be used for all paper sizes can be supplied.
【0056】[0056]
【表4】
(第三の実施形態)次に、本発明の第三の実施形態につ
いて説明する。尚、上述の第一の実施形態と同様の構成
に関しては、同一符号を付し、その説明を省略する。[Table 4] (Third Embodiment) Next, a third embodiment of the present invention will be described. The same components as those of the first embodiment described above are designated by the same reference numerals, and the description thereof will be omitted.
【0057】図6は、本実施形態における定着装置であ
る。FIG. 6 shows a fixing device in this embodiment.
【0058】本実施形態の定着装置は、A3(297m
m)幅を最大通紙サイズとする記録材を装置の通紙中心
を基準として搬送する中央基準の例であり、定着ローラ
10を加熱するための加熱手段たるヒータ13は100
V入力時に1000W、71.8V入力時に600Wの
出力がでるものを使用し、加圧ローラ20を加熱するた
めの加熱手段たるヒータ13cは100V入力時に40
0Wの出力がでるものを使用する。The fixing device of this embodiment is A3 (297 m).
m) This is an example of a central reference in which a recording material having a width of the maximum paper passing size is conveyed with the paper passing center of the apparatus as a reference, and the heater 13 as a heating means for heating the fixing roller 10
A heater that outputs 1000 W at V input and 600 W at 71.8 V is used, and the heater 13c as a heating means for heating the pressure roller 20 is 40 W at 100 V input.
Use one that outputs 0W.
【0059】これらのヒータ配光は図7に示すように通
紙基準に対して対称な分布になっており、ヒータ13は
定着ローラ10の軸線方向の端部の熱の逃げを考慮して
20%中央より配光特性をもたせている。ヒータ13c
はフラットな発熱分布とした。As shown in FIG. 7, the light distribution of these heaters has a symmetrical distribution with respect to the sheet passing reference, and the heater 13 is 20 in consideration of heat escape at the end of the fixing roller 10 in the axial direction. % Light distribution characteristics are given from the center. Heater 13c
Has a flat heat generation distribution.
【0060】定着ローラ10は、アルミニウムを芯金1
1とする直径50mm、厚さ3.0mmのローラであ
り、表層にはPFAの離型層12が被覆されている。The fixing roller 10 is made of aluminum and has a core metal 1.
1 is a roller having a diameter of 50 mm and a thickness of 3.0 mm, and the surface layer thereof is covered with a release layer 12 of PFA.
【0061】加圧ローラ20は、ステンレス製の芯金2
1上にシリコーンゴムの弾性層22、表層にPFAの離
型層23を有し、直径40mm、製品硬度65゜(As
ker−C)のものを用いており、定着ローラ10に向
けて600Nの加圧力がかけられることで定着ローラ1
0との間にニップ幅8.0mmのニップを形成するよう
になっている。The pressure roller 20 is made of stainless steel core metal 2.
1 has an elastic layer 22 of silicone rubber and a release layer 23 of PFA on the surface, and has a diameter of 40 mm and a product hardness of 65 ° (As
ker-C), and by applying a pressure force of 600 N toward the fixing roller 10, the fixing roller 1
A nip having a nip width of 8.0 mm is formed between the nip and 0.
【0062】温度検知素子30は、定着ローラ10の軸
線方向の略中央部に設置しているため、温度検知素子3
0へのトナー付着に対して、クリーニング手段を必要と
している。但し、温度検知素子30を定着ローラ10の
軸線方向の略中央部に設置することで、定着ローラ10
の表面温度を正確に調節することができ、安定した定着
性を確保することができる。又、加圧ローラ20の軸線
方向の略中央部には温度検知素子(サーミスタ)30c
を設置している。Since the temperature detecting element 30 is installed at a substantially central portion in the axial direction of the fixing roller 10, the temperature detecting element 3
A cleaning means is required for toner adhesion to 0. However, by disposing the temperature detecting element 30 substantially at the center of the fixing roller 10 in the axial direction,
The surface temperature of can be accurately adjusted, and stable fixing property can be secured. Further, a temperature detecting element (thermistor) 30c is provided at a substantially central portion of the pressure roller 20 in the axial direction.
Has been installed.
【0063】本実施形態においては、定着ローラ10を
190℃、加圧ローラ20を140℃に温調制御を行う
ことにより、A4横送りで60枚/分のプリントを可能
にする。In the present embodiment, by controlling the temperature of the fixing roller 10 to 190 ° C. and the pressure roller 20 to 140 ° C., it is possible to print 60 sheets / minute by A4 lateral feeding.
【0064】そこで、本実施形態においては、調整手段
として上述の第一の実施形態で用いた図3の定電圧出力
回路102a,102bと同様の定電圧出力回路を使用
し、ヒータ13には100V入力時に1000W、7
1.8V入力時に600Wの出力となるように制御し、
ヒータ13cには100V入力時に400Wの出力とな
るように制御する。Therefore, in this embodiment, a constant voltage output circuit similar to the constant voltage output circuits 102a and 102b of FIG. 3 used in the above-described first embodiment is used as the adjusting means, and the heater 13 has 100V. 1000W at input, 7
Control to output 600W when 1.8V is input,
The heater 13c is controlled to output 400 W when 100 V is input.
【0065】定着ローラ10、加圧ローラ20の温度と
ヒータ13,13cの電力供給状態との関係を表5に示
す。Table 5 shows the relationship between the temperatures of the fixing roller 10 and the pressure roller 20 and the power supply states of the heaters 13 and 13c.
【0066】[0066]
【表5】
ここで、定着ローラ10のための温度検知素子30の検
知温度をT1、加圧ローラ20のための温度検知素子3
0cの検知温度をT2としている。そして、定着ローラ
10の温度を優先してヒータ13cが制御されるため、
同時点灯は定着ローラ10の温度が190℃>T1≧1
87.5℃の範囲にあるときとした。[Table 5] Here, the detection temperature of the temperature detection element 30 for the fixing roller 10 is T1, and the temperature detection element 3 for the pressure roller 20 is T1.
The detected temperature of 0c is T2. Since the heater 13c is controlled by giving priority to the temperature of the fixing roller 10,
For simultaneous lighting, the temperature of the fixing roller 10 is 190 ° C.> T1 ≧ 1
It was set to be in the range of 87.5 ° C.
【0067】尚、本実施形態におけるヒータ13とヒー
タ13cの電力供給のバランスは上記値に限ったわけで
はなく、画像形成装置のスペック、定着装置の構成によ
り任意に設定可能である。The balance of the power supply to the heater 13 and the heater 13c in the present embodiment is not limited to the above value, and can be set arbitrarily according to the specifications of the image forming apparatus and the configuration of the fixing device.
【0068】[0068]
【発明の効果】以上説明したように、本出願にかかる第
一の発明によれば、調整手段は、少なくとも一つの加熱
手段をそれぞれ単独で導通状態とする場合と、該少なく
とも一つの加熱手段を他の加熱手段と同時に導通状態と
する場合とで上記電源から各加熱手段への供給電力の総
和が同一となるよう設定電圧値が複数設定されているの
で、複数の加熱手段のうち少なくとも一つの加熱手段を
それぞれ単独で導通状態とする場合と、該少なくとも一
つの加熱手段を他の加熱手段と同時に導通状態とする場
合とで電源から各加熱手段への供給可能な最大の電力の
向上を図ることができる。As described above, according to the first invention of the present application, the adjusting means includes the case where each of the at least one heating means is brought into a conductive state independently, and the case where the at least one heating means is provided. Since a plurality of set voltage values are set so that the total sum of the electric power supplied from the power source to each heating means is the same when the other heating means is brought into the conductive state at the same time, at least one of the plurality of heating means is set. The maximum electric power that can be supplied from the power source to each heating means is improved depending on whether each heating means is brought into a conducting state independently or when at least one heating means is placed into a conducting state simultaneously with another heating means. be able to.
【0069】又、本出願にかかる第二の発明によれば、
調整手段は、少なくとも一つの加熱手段をそれぞれ単独
で導通状態とする場合と、該少なくとも一つの加熱手段
を他の加熱手段と同時に導通状態とする場合とで上記電
源から各加熱手段への供給電力の総和が同一となるよう
設定電圧値が複数設定されていると共に、制御手段は、
定着体の軸線方向での温度分布が所定分布状態となるよ
う、上記軸線方向で互いに異なる発熱分布をもって発熱
するよう構成される複数の加熱手段のうちの少なくとも
一つの加熱手段を単独で導通状態とする場合の電圧印加
時間長さと、該少なくとも一つの加熱手段と他の加熱手
段とを同時に導通状態とする場合の電圧印加時間長さと
の比率を調整して調整手段の駆動を制御するようになっ
ているので、複数の加熱手段のうち少なくとも一つの加
熱手段をそれぞれ単独で導通状態とする場合と、該少な
くとも一つの加熱手段を他の加熱手段と同時に導通状態
とする場合とで電源から各加熱手段への供給可能な最大
の電力の向上を図ることができ、小さいサイズの記録材
の定着時における生産性を向上することができる。According to the second invention of the present application,
The adjusting means supplies electric power from the power source to each heating means depending on whether at least one heating means is brought into conduction independently or when at least one heating means is brought into conduction simultaneously with other heating means. A plurality of set voltage values are set so that the total sum of
At least one heating means of a plurality of heating means configured to generate heat with different heat distributions in the axial direction is independently brought into a conductive state so that the temperature distribution in the axial direction of the fixing body becomes a predetermined distribution state. In this case, the ratio of the voltage application time length in the case of performing the voltage application and the voltage application time length in the case where the at least one heating means and the other heating means are simultaneously brought into a conducting state is adjusted to control the drive of the adjusting means. Therefore, each of the plurality of heating means is heated by the power source in a case where at least one heating means is individually brought into conduction, and in a case where the at least one heating means is simultaneously brought into conduction with other heating means. It is possible to improve the maximum power that can be supplied to the means, and it is possible to improve the productivity when fixing a recording material of a small size.
【0070】更に、本出願にかかる第三の発明によれ
ば、調整手段は、少なくとも一つの加熱手段をそれぞれ
単独で導通状態とする場合と、該少なくとも一つの加熱
手段を他の加熱手段と同時に導通状態とする場合とで上
記電源から各加熱手段への供給電力の総和が同一となる
よう適正化された設定電圧値が複数設定されているの
で、複数の加熱手段のうち少なくとも一つの加熱手段を
それぞれ単独で導通状態とする場合と、該少なくとも一
つの加熱手段を他の加熱手段と同時に導通状態とする場
合とで電源から各加熱手段への供給可能な最大の電力の
向上を図ることができる。Further, according to the third invention of the present application, the adjusting means includes a case where at least one heating means is brought into a conductive state independently, and a case where the at least one heating means is simultaneously provided with other heating means. Since a plurality of set voltage values are set so that the total sum of the electric power supplied from the power source to each heating means is the same when the conductive state is set, at least one heating means of the plurality of heating means is set. It is possible to improve the maximum electric power that can be supplied from the power supply to each heating means depending on whether each of them is brought into a conducting state independently or when at least one heating means is brought into a conducting state simultaneously with other heating means. it can.
【0071】又、本出願にかかる第四の発明によれば、
調整手段は、少なくとも一つの加熱手段をそれぞれ単独
で導通状態とする場合と、該少なくとも一つの加熱手段
を他の加熱手段と同時に導通状態とする場合とで上記電
源から各加熱手段への供給電力の総和が同一となるよう
設定電圧値が複数設定されていると共に、複数の加熱手
段のうちの一つは加圧体を加熱し、制御手段は、温度検
知手段によって検知された温度が所定温度範囲内である
ときに定着体及び上記加圧体が同時に加熱されるよう調
整手段の駆動を制御するようになっているので、複数の
加熱手段のうち少なくとも一つの加熱手段をそれぞれ単
独で導通状態とする場合と、該少なくとも一つの加熱手
段を他の加熱手段と同時に導通状態とする場合とで電源
から各加熱手段への供給可能な最大の電力の向上を図る
ことができ、加圧体を所定の温度に維持して良好な定着
性で高速な定着処理が可能となる。According to the fourth invention of the present application,
The adjusting means supplies electric power from the power source to each heating means depending on whether at least one heating means is brought into conduction independently or when at least one heating means is brought into conduction simultaneously with other heating means. The plurality of set voltage values are set so that the total sum becomes the same, and one of the plurality of heating means heats the pressurizing body, and the control means controls the temperature detected by the temperature detecting means to a predetermined temperature. When the temperature is within the range, the driving of the adjusting means is controlled so that the fixing body and the pressurizing body are heated at the same time. Therefore, at least one heating means of the plurality of heating means is independently in the conductive state. It is possible to improve the maximum electric power that can be supplied from the power source to each heating means depending on the case of the above, and the case where the at least one heating means is brought into conduction simultaneously with the other heating means. The maintained at a predetermined temperature faster fixing process with good fixation can be performed.
【0072】更に、本出願にかかる第五の発明によれ
ば、調整手段は、少なくとも一つの加熱手段をそれぞれ
単独で導通状態とする場合と、該少なくとも一つの加熱
手段を他の加熱手段と同時に導通状態とする場合とで上
記電源から各加熱手段への供給電力の総和が同一となる
よう設定電圧値が複数設定されているので、複数の加熱
手段のうち少なくとも一つの加熱手段をそれぞれ単独で
導通状態とする場合と、該少なくとも一つの加熱手段を
他の加熱手段と同時に導通状態とする場合とで電源から
各加熱手段への供給可能な最大の電力の向上を図ること
ができる。Further, according to the fifth invention of the present application, the adjusting means includes a case where at least one heating means is brought into a conductive state independently, and a case where the at least one heating means is simultaneously provided with other heating means. Since a plurality of set voltage values are set so that the total sum of the electric power supplied from the power source to each heating means is the same in the case of the conduction state, at least one heating means among the plurality of heating means is independently used. It is possible to improve the maximum electric power that can be supplied from the power source to each heating means depending on the case where the heating element is brought into the conducting state and the case where the at least one heating means is brought into the conducting state simultaneously with the other heating means.
【図1】本発明の第一の実施形態にかかる画像形成装置
の概略構成を示す模式的断面図である。FIG. 1 is a schematic sectional view showing a schematic configuration of an image forming apparatus according to a first embodiment of the present invention.
【図2】図1の画像形成装置に備えられた定着装置の概
略構成を示す模式的断面図である。FIG. 2 is a schematic cross-sectional view showing a schematic configuration of a fixing device provided in the image forming apparatus of FIG.
【図3】本発明の第一の実施形態の定着装置における加
熱手段の駆動制御系を示す回路図である。FIG. 3 is a circuit diagram showing a drive control system of a heating unit in the fixing device according to the first embodiment of the present invention.
【図4】本発明の第一の実施形態における加熱手段への
ヒータの電力供給状態と定着体の温度との関係を示す図
である。FIG. 4 is a diagram showing a relationship between a power supply state of a heater to a heating unit and a temperature of a fixing body in the first embodiment of the present invention.
【図5】本発明の第二の実施形態の定着装置における加
熱手段の駆動制御系を示す回路図である。FIG. 5 is a circuit diagram showing a drive control system for heating means in a fixing device according to a second embodiment of the present invention.
【図6】本発明の第三の実施形態における定着装置の概
略構成を示す模式的断面図である。FIG. 6 is a schematic sectional view showing a schematic configuration of a fixing device according to a third embodiment of the present invention.
【図7】本発明の第三の実施形態における加熱手段たる
ヒータの配光分布を説明するための図である。FIG. 7 is a diagram for explaining a light distribution of a heater that is a heating unit in a third embodiment of the present invention.
【図8】従来の定着装置の概略構成を示す模式的断面図
である。FIG. 8 is a schematic cross-sectional view showing a schematic configuration of a conventional fixing device.
【図9】複数の加熱手段を備える定着装置における加熱
手段たるヒータのセグメント配置を説明するための図で
ある。FIG. 9 is a diagram for explaining a segment arrangement of heaters as heating means in a fixing device including a plurality of heating means.
【図10】複数の加熱手段を備える定着装置における加
熱手段たるヒータの配光分布を説明するための図であ
る。FIG. 10 is a diagram for explaining a light distribution of a heater as a heating unit in a fixing device including a plurality of heating units.
【図11】従来の定着装置における加熱手段への電力供
給状態と定着体の温度との関係を示す図である。FIG. 11 is a diagram showing the relationship between the power supply state to the heating means and the temperature of the fixing body in the conventional fixing device.
7 定着装置 10 定着ローラ(定着体) 13 ヒータ(加熱手段) 13a ヒータ(加熱手段) 13b ヒータ(加熱手段) 13c ヒータ(加熱手段) 20 加圧ローラ(加圧体) 30 温度検知素子(温度検知手段) 102 定電圧出力回路(調整手段) 102a 定電圧出力回路(調整手段) 102b 定電圧出力回路(調整手段) 113 MPU(制御手段) VCC 電源 7 Fixing device 10 Fixing roller (fixing body) 13 Heater (heating means) 13a heater (heating means) 13b heater (heating means) 13c heater (heating means) 20 Pressure roller (Pressure body) 30 Temperature detection element (temperature detection means) 102 Constant voltage output circuit (adjusting means) 102a Constant voltage output circuit (adjusting means) 102b Constant voltage output circuit (adjusting means) 113 MPU (control means) VCC power supply
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Fターム(参考) 2H033 AA03 BA25 BA26 BA27 BA30 BB18 CA07 CA23 CA27 CA41 CA45 CA48 3K058 AA87 BA18 CA12 CA22 CA61 CB02 CB09 CB19 CB34 CD01 DA06 GA06 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continued front page F-term (reference) 2H033 AA03 BA25 BA26 BA27 BA30 BB18 CA07 CA23 CA27 CA41 CA45 CA48 3K058 AA87 BA18 CA12 CA22 CA61 CB02 CB09 CB19 CB34 CD01 DA06 GA06
Claims (5)
と、電源から電力を受けて該定着体及び該加圧体のうち
少なくとも該定着体を加熱する複数の加熱手段とを備
え、未定着像を担持する記録材を上記定着体及び上記加
圧体によって挟持搬送しながら加熱及び加圧することに
より上記未定着像を上記記録材に定着させる定着装置で
あって、上記定着体の温度を検知する温度検知手段と、
上記電源から各加熱手段への電力供給を導通又は遮断に
切り換えて電源から各加熱手段への印加電圧を所定の設
定電圧値に調整する調整手段と、上記温度検知手段によ
って検知された温度に基づいて上記定着体が所定温度に
なるよう上記調整手段の駆動を制御する制御手段を備え
る定着装置において、調整手段は、少なくとも一つの加
熱手段をそれぞれ単独で導通状態とする場合と、該少な
くとも一つの加熱手段を他の加熱手段と同時に導通状態
とする場合とで上記電源から各加熱手段への供給電力の
総和が同一となるよう設定電圧値が複数設定されている
ことを特徴とする定着装置。1. An unfixed body comprising: a fixing body and a pressure body that rotate in pressure contact with each other; and a plurality of heating means that receives electric power from a power source to heat at least the fixing body of the fixing body and the pressure body. A fixing device for fixing the unfixed image to the recording material by heating and pressurizing the recording material carrying an image by the fixing body and the pressing body while conveying the recording material, and detecting the temperature of the fixing body. Temperature detecting means,
Based on the temperature detected by the temperature detecting means, adjusting means for switching the power supply from the power source to each heating means to conduction or interruption to adjust the voltage applied from the power source to each heating means to a predetermined set voltage value. In the fixing device provided with the control means for controlling the driving of the adjusting means so that the fixing body reaches a predetermined temperature, the adjusting means may be a case where at least one heating means is brought into a conductive state independently, The fixing device is characterized in that a plurality of set voltage values are set so that the total sum of electric power supplied from the power source to each heating means is the same when the heating means is brought into conduction simultaneously with other heating means.
互いに異なる発熱分布をもって発熱するよう構成され、
制御手段は、定着体の軸線方向での温度分布が所定分布
状態となるよう、少なくとも一つの加熱手段を単独で導
通状態とする場合の電圧印加時間長さと、該少なくとも
一つの加熱手段と他の加熱手段とを同時に導通状態とす
る場合の電圧印加時間長さとの比率を調整して調整手段
の駆動を制御するようになっていることとする請求項1
に記載の定着装置。2. A plurality of heating means are configured to generate heat with different heat distributions in the axial direction of the fixing body,
The control means controls the voltage application time length in the case where at least one heating means is brought into a conductive state independently so that the temperature distribution in the axial direction of the fixing body becomes a predetermined distribution state, the at least one heating means and other 2. The driving of the adjusting means is controlled by adjusting the ratio with the voltage application time length when the heating means and the heating means are simultaneously turned on.
The fixing device described in 1.
のうちの一の加熱手段単独での消費電力をd[W]とし
たとき、制御手段は、n個の加熱手段を同時に導通状態
とする場合に、各加熱手段にD/n[W]の電力が供給
されるよう調整手段の駆動を制御するようになっている
こととする請求項1又は請求項2に記載の定着装置。3. When the number of heating means is n and the power consumption of one of the n heating means alone is d [W], the control means simultaneously controls the n heating means. The fixing device according to claim 1 or 2, wherein the driving of the adjusting means is controlled so that the electric power of D / n [W] is supplied to each heating means when the heating means is brought into the conductive state. apparatus.
加熱するようになっており、制御手段は、温度検知手段
によって検知された温度が所定温度範囲内であるときに
定着体及び上記加圧体が同時に加熱されるよう調整手段
の駆動を制御するようになっていることとする請求項1
乃至請求項3のいずれか一項に記載の定着装置。4. One of the plurality of heating means is adapted to heat the pressure body, and the control means controls the fixing body when the temperature detected by the temperature detection means is within a predetermined temperature range. And driving of the adjusting means is controlled so that the pressurizing body is heated at the same time.
The fixing device according to claim 3.
記録材を記録する画像形成装置であって、請求項1乃至
請求項4のいずれか一項に記載の定着装置を備えること
を特徴とする画像形成装置。5. An image forming apparatus for recording a recording material on an image by a series of image forming processes, comprising the fixing device according to any one of claims 1 to 4. Forming equipment.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2002027773A JP2003228250A (en) | 2002-02-05 | 2002-02-05 | Fixing device and image forming apparatus having the fixing device |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2002027773A JP2003228250A (en) | 2002-02-05 | 2002-02-05 | Fixing device and image forming apparatus having the fixing device |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2003228250A true JP2003228250A (en) | 2003-08-15 |
Family
ID=27749184
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2002027773A Pending JP2003228250A (en) | 2002-02-05 | 2002-02-05 | Fixing device and image forming apparatus having the fixing device |
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Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2005173446A (en) * | 2003-12-15 | 2005-06-30 | Ricoh Co Ltd | Fixing device and image forming apparatus |
JP2012212101A (en) * | 2011-03-18 | 2012-11-01 | Ricoh Co Ltd | Heating element energization control device, fixing device, image forming device, and heating element energization control method |
JP2019524047A (en) * | 2016-06-15 | 2019-08-29 | ワットロー・エレクトリック・マニュファクチャリング・カンパニー | Power converter for thermal system |
-
2002
- 2002-02-05 JP JP2002027773A patent/JP2003228250A/en active Pending
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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JP2012212101A (en) * | 2011-03-18 | 2012-11-01 | Ricoh Co Ltd | Heating element energization control device, fixing device, image forming device, and heating element energization control method |
JP2019524047A (en) * | 2016-06-15 | 2019-08-29 | ワットロー・エレクトリック・マニュファクチャリング・カンパニー | Power converter for thermal system |
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