JP2004004332A - Method for controlling temperature of fixing device - Google Patents
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Abstract
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電子写真方式の画像形成装置に好適に実施される定着装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
前記電子写真方式の画像形成装置では、加熱ローラと加圧ローラとの一対のローラ間に未定着トナー像が転写された用紙を通過させることで、前記未定着トナーを溶融し、前記用紙上に固着することで定着処理が行われる。そして、この定着装置が、画像形成装置において最大の電力消費の部位であり、近年の省電力化の要望には、この定着装置の電力消費を抑制することが効果的である。
【0003】
そこで、近年、定着装置においては、“薄肉定着装置”の開発が進められている。薄肉定着とは、従来の加熱ローラの肉厚を薄くし、前記省電力化のために待機時におけるローラの温度を低く設定しても、前記薄肉化による蓄熱量の少なさで、短時間に規定の定着温度に立ち上げられるようにしたものである。しかしながら、この薄肉定着では、前述のように加熱ローラを薄肉とするあまりに、ローラ自体に蓄熱される蓄熱量が少なく、印字用紙一枚の定着工程中や、連続印字時には、該加熱ローラの表面温度不足から“定着不良”(いわゆる低温オフセット)を招来するという問題がある。
【0004】
そこで、このような問題を解決するために、たとえば特開平9−311575号公報では、加熱用の熱源に合わせて、加熱ローラの裏面に熱容量補完体を接触配置し、通過する用紙に奪われる熱量を補完する構成を提案している。しかしながら、このような熱容量補完体には、予め前記熱源によって必要な熱量が与えられ、装置の非動作中には放熱を行うこととなる。すなわち、用紙を定着する際の熱量補充を行うことはできても、前記熱容量補完体による蓄熱量の増加によって、薄肉定着の本来の目的である省電力化の効果が損なわれてしまうことになる。
【0005】
そこで、このような問題を解決するために、さらに他の従来技術では、図1で示すような定着装置が提案されている。この定着装置は、第1および第2のローラ1,2を有し、用紙裏面側を加熱する第2のローラ2の内部にヒーターランプなどで実現される熱源3が配置される点は従来の定着装置と同様であるけれども、第1のローラ1は前記薄肉構造とされて、熱源4がこの第1のローラ1の外部に配置される外部加熱方式を採用している点が従来とは異なる点である。前記熱源4は、加熱ローラ5の内部に設けられ、この加熱ローラ5が前記第1のローラ1に密着して回転することで、前記熱源4からの熱が第1のローラ1の表面に伝播されて、該表面が加熱されるようになっている。
【0006】
第1のローラ1は、この図1で一部を拡大して示すように、前記薄肉の蓄熱部1aが、断熱部1bを介してコア部1cに取付けられており、前記断熱部1bおよびコア部1cは、定着のための熱の蓄積には寄与しない。すなわち、蓄熱部1aが前記加熱ローラ5によって加熱されると、その熱がこれらの断熱部1bおよびコア部1cに伝播して、蓄熱や放熱されてしまうことは少なく、蓄熱部1aは瞬時に昇温する。こうして、未定着トナーと接触する用紙表面側を加熱する第1のローラ1を、その表面側から加熱することで、少ない蓄熱量であっても、連続した処理に必要な熱量を、供給し続けられるようになっている。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述の従来技術では、前記第1のローラ1中に熱源4を備える従来技術と同様に、待機時の予熱の温度が、未定着トナーと接触する用紙表面側を加熱する該第1のローラ1が、用紙裏面側を加熱する第2のローラ2よりも高くなるように制御されており、前記薄肉化による省電力化の効果を生かし切れていないのが実情である。
【0008】
また、図6に印字時の一般的な温調制御の手法を示す。以下に、この温調制御を、前記第1のローラ1に適用した場合について説明する。図6(a)は時間経過に伴う第1のローラ1の表面温度の変化を示すグラフであり、図6(b)は時間経過に伴う前記熱源4の制御状態を示す波形図である。時刻t0において電源が投入されると、熱源4への通電が開始され、前記表面温度が予め定める設定温度T1に到達すると、その時刻t1で一旦通電は停止されて、ウォームアップが完了する。しかしながら、通電が停止されても、熱源4の余熱などで前記表面温度は、前記ウォームアップ時よりも緩やかではあるが、上昇してゆく。
【0009】
その状態で、時刻t2において、印字要求による実際の印字処理が開始され、時刻t3から通紙が開始されると、前記表面温度は下降し始める。そして、時刻t4において前記設定温度T1を下回ると、熱源4への通電が再開される。その後、前記通電が継続されていても、参照符W1で示す用紙通過による温度低下と、参照符W2で示す紙間による温度上昇とを繰返しながら、前記表面温度は緩やかに低下してゆく。この間、表面温度が前記設定温度T1を超えることがなければ、この図6で示すように、熱源4へは連続通電となる。そして、時刻t5において定着下限値T2を下回ると、トナーが用紙から剥離する低温オフセットが発生し、定着不良となる。
【0010】
このように、一般的な温調制御の手法を、蓄熱量の小さい前記第1のローラ1に適用すると、1ページ目から最終ページまで、均一な定着性を得ることができないという問題もある。特に、ウォームアップ直後の用紙では(図6では3枚目)、用紙後端が通過するまで前記定着下限値T2を維持できない。
【0011】
本発明の目的は、長時間に亘って良好な定着性能を得ることができるとともに、待機時における第1のローラの予熱のための消費電力を削減することができる定着装置の温度制御方法を提供することである。
【0012】
【課題を解決するための手段】
本発明の定着装置の温度制御方法は、加熱手段によって外周部から表面が加熱される第1のローラと、内部に加熱手段を有する第2のローラとを有し、対を成すこれらのローラ間に未定着トナー像が転写された用紙を通過させることで、前記未定着トナーを溶融し、前記用紙上に固着する定着装置の温度制御方法において、待機時には、前記トナーと接触する用紙表面側を加熱する第1のローラの温度を、用紙裏面側を加熱する第2のローラの温度よりも低くすることを特徴とする。
【0013】
上記の構成によれば、外周部から加熱手段によって表面が加熱され、比較的薄肉で蓄熱量の小さい第1のローラと、内部の加熱手段によって加熱され、比較的厚肉で蓄熱量の大きい第2のローラとによって構成される定着装置の通電制御を行うにあたって、待機時の温度は、従来の定着装置ではトナーと接触する該第1のローラの温度が用紙裏面側を加熱する第2のローラの温度以上に設定されていたのを、本発明では、第2のローラは従来通りとし、第1のローラを従来よりも低く設定する。
【0014】
したがって、連続通紙を行っても、蓄熱量の大きい第2のローラの温度は定着下限値までなかなか下がらず、また蓄熱量の小さい第1のローラは加熱手段によって速やかに加熱され、通紙前に充分な温度に立ち上がり、また通紙によって熱が奪われても速やかに回復する。こうして、長時間に亘って良好な定着性能を得ることができるとともに、待機時における第1のローラの予熱のための消費電力を削減することができる。
【0015】
また、本発明の定着装置の温度制御方法では、前記第2のローラの温度は、通紙時に前記定着のために用紙を温める熱量と、非通紙時に前記第1のローラと密着して回転することで該第1のローラの表面を温める熱量とを基に制御されることを特徴とする。
【0016】
上記の構成によれば、前述のように従来の定着装置ではトナーと接触する第1のローラの温度が用紙裏面側を加熱する第2のローラの温度以上に設定されていたのを、本発明では、第2のローラの方の温度を高く設定するので、2つのローラが密着して回転することで、第2のローラから第1のローラへの熱の伝播が生じる。そこで、該第2のローラが通紙時に用紙を温める熱量だけでなく、非通紙時に第1のローラを温める熱量も含めて制御することで、待機時における該第2のローラの温度をより適正に制御することができる。
【0017】
したがって、必要最小限の予熱量で、良好な定着性能を得ることができる。
【0018】
さらにまた、本発明の定着装置の温度制御方法は、加熱手段によって外周部から表面が加熱される第1のローラと、内部に加熱手段を有する第2のローラとを有し、対を成すこれらのローラ間に未定着トナー像が転写された用紙を通過させることで、前記未定着トナーを溶融し、前記用紙上に固着する定着装置の温度制御方法において、前記第1のローラの外周部に配置される加熱手段は、内部に熱源を有し、前記第1のローラに密着回転する熱源ローラであり、該熱源ローラは印字要求がなされると、予め設定された印字枚数までは連続通電され、前記設定枚数以降は前記第1のローラの表面に臨んで配置される温度センサの検出結果に基づいて温調制御されることを特徴とする。
【0019】
上記の構成によれば、第1のローラの加熱手段が熱源ローラで構成される場合、この熱源ローラも蓄熱するので、先ず印字要求がなされると、その時点での温度センサの検出結果が設定温度を超えているか否かに拘わらず、連続通電に移り、その後の用紙の吸熱による温度低下に備える。
【0020】
しかしながら、連続通電を続けてしまうと、用紙サイズや周囲温度等によっては、用紙と用紙との間などで第1のローラの温度が前記設定温度を大幅に超えてしまう可能性がある。このため、予め設定された印字枚数が経過すると、以降はセンサ出力に応答した通常の温調制御とすることで、1ページ目から最終ページまで、均一な定着性を得ることができる。
【0021】
また、本発明の定着装置の温度制御方法は、加熱手段によって外周部から表面が加熱される第1のローラと、内部に加熱手段を有する第2のローラとを有し、対を成すこれらのローラ間に未定着トナー像が転写された用紙を通過させることで、前記未定着トナーを溶融し、前記用紙上に固着する定着装置の温度制御方法において、前記第1のローラの表面に臨んで配置される温度センサの検出結果に基づいた温調制御を行うにあたって、印字モード、待機モードおよび省エネモードの各動作モードが設定され、各動作モード時の設定温度が、印字モード>待機モード>省エネモードの関係を有することを特徴とする。
【0022】
上記の構成によれば、温度センサの検出結果に基づいた温調制御を行うにあたって、従来では、動作モードが、印字モードと、長時間待機中の省エネモードとであったのを、本発明では、新たに待機モードを追加する。
【0023】
したがって、前記印字モードと省エネモードとだけでは、前回の印字処理からあまり時間が経過しておらず、ローラの温度が高い印字モードの状態で前述の温調制御を開始すると、通紙によって設定温度を下回ってから通電が開始され、連続通電の時間が短くなって定着性が安定しないのに対して、待機モードを追加し、印字開始時にローラの温度が低いその待機モードから連続通電を開始すると、該連続通電の時間を長く確保できるので、定着性を安定させることができる。
【0024】
【発明の実施の形態】
本発明の実施の一形態について、図1〜図3に基づいて説明すれば、以下のとおりである。
【0025】
本発明を適用することができる定着装置は、前述の図1で示すように構成され、内部に熱源4を有する加熱ローラ5によって外周部から表面が加熱される第1のローラ1と、内部に熱源3を有する第2のローラ2とを有し、対を成すこれらのローラ1,2間に未定着トナー像が転写された用紙6を通過させることで、前記未定着トナーを溶融し、前記用紙6上に固着する定着装置である。また、第1のローラ1は、前記薄肉の蓄熱部1aが、断熱部1bを介してコア部1cに取付けられて構成されている。前記ローラ1,2の表面には、後述する温調制御のための温度センサ7,8が臨んでいる。
【0026】
そして、注目すべきは、本発明では、待機時に、蓄熱量の比較的大きな第2のローラ2の温度は従来通りとし、蓄熱量が比較的小さく瞬時に昇温する第1のローラ1の温度を、前記第2のローラ2の温度よりも、低くすることである。
【0027】
したがって、連続通紙を行っても、蓄熱量の大きい第2のローラ2の温度は定着下限値までなかなか下がらず、また蓄熱量の小さい第1のローラ1は加熱ローラ5によって速やかに加熱され、通紙前に充分な温度に立ち上がり、また通紙によって熱が奪われても速やかに回復する。こうして、長時間に亘って良好な定着性能を得ることができるとともに、待機時における第1のローラ1の予熱のための消費電力を削減することができる。
【0028】
具体的には、従来用いられている厚肉の定着ローラの蓄熱量は、通紙状態で熱源がONされることも考慮して、操作パネルに入力可能な枚数、たとえばA4換算で99枚分となっている。これに対して、本発明の第1のローラ1では、加熱ローラ5の厚さ(通常、1mm以下)によって異なるけれども、前記A4換算で、概ね2〜3枚程度であり、前記待機時における予熱のための消費電力を、格段に削減可能であることが理解される。
【0029】
また、上述のように待機時における第2のローラ2の温度が第1のローラ1の温度よりも高くなることに対応して、該第2のローラ2の温度は、図2(a)で示すように、通紙時において前記定着のために用紙6を温める熱量Q1と、図2(b)で示すように、非通紙時において前記第1のローラ1と密着して回転することで該第1のローラ1の表面を温める熱量Q2とを基に制御される。前記図2(a)の通紙時において、定着のために第1のローラ1がトナーおよび用紙6を温める熱量はQ3としている。
【0030】
したがって、待機時における該第2のローラ2の温度をより適正に制御することができ、必要最小限の予熱量で、良好な定着性能を得ることができる。具体的には、前述のように第1のローラ1の実際の蓄熱量が、前記A4換算で2〜3枚程度であるところ、この第2のローラ2からの伝播で、見掛上、5〜10枚程度に高めることができ、長時間に亘って良好な定着性能を得ることができる。
【0031】
また、図3は、前記第1のローラ1に対する本発明の実施の一形態の印字時の温調制御の手法を示す図である。図3(a)は時間経過に伴う第1のローラ1の表面温度の変化を示すグラフであり、図3(b)は時間経過に伴う前記熱源4の制御状態を示す波形図である。時刻t0において電源が投入されると、熱源4への通電が開始され、温度センサ7で検知された前記表面温度が予め定める設定温度T1に到達すると、その時刻t1で一旦通電は停止されて、ウォームアップが完了する。しかしながら、通電が停止されても、熱源4の余熱などで前記表面温度は、前記ウォームアップ時よりも緩やかではあるが、上昇してゆく。
【0032】
その状態で、時刻t2において、印字要求による実際の印字処理が開始されると、本実施の形態では、その時刻t2での温度センサ7の検出結果が設定温度T1を超えているか否かに拘わらず、連続通電に移り、その後の用紙6の吸熱による温度低下に備える。したがって、前記時刻t2から連続通電が開始され、時刻t3から通紙が開始されて表面温度が下降し始めても、通紙前の温度上昇分によって、前記定着下限温度T2まではなかなか低下しない。
【0033】
しかしながら、連続通電を続けてしまうと、用紙サイズや周囲温度等によっては、用紙W1と用紙W1との紙間W2などでは、第1のローラ1の温度が前記設定温度を大幅に超えてしまう可能性がある。このため、予め設定された印字枚数が経過すると、以降は前記温度センサ7の検知結果と、前記設定温度T1とによる通常の温調制御に移る(図3では、紙面の都合上、前記設定枚数以内しか示されていない)。
【0034】
一方、第1のローラ1の温調制御を、従来のように前記設定温度T1だけに基づいて行うと、前記連続通電の時間が短くなり、定着性が安定しないことになる。その前記図6での制御結果を、この図3において破線で示す。このようにして、1ページ目から最終ページまで、均一な定着性を得ることができる。
【0035】
図4は、本発明が適用される画像形成装置の一例を示す縦断面図である。この画像形成装置は、大略的に、スキャナ部11と、プリンタ部12とを備えて構成される。前記スキャナ部11は、上面に透明なガラス等からなる原稿台13を有し、その下方には、スキャナ光学系14が配置されている。このスキャナ光学系14は、前記原稿台13上に載置された原稿に光を照射する露光用光源15と、原稿からの反射光を導く複数のミラー16,17,18と、前記ミラー16〜18で導かれた反射光を集光する結像レンズ19と、前記結像レンズ19を通過した光を光電変換する光電変換素子(CCD)20とを備えて構成される。
【0036】
前記CCD20によって読取られた原稿画像データは、前記プリンタ部12に与えられ、画像処理が施された後、レーザスキャニングユニット(LSU)21からレーザ光として感光体22の表面に照射され、静電潜像が形成される。前記感光体22は、矢符23方向に回転駆動されるドラム形状をなしており、この感光体22の周囲には、前記レーザ光の照射点から該感光体22の回転方向に沿って、前記静電潜像をトナーにより可視像に現像する現像装置24と、感光体22上のトナー像を用紙に転写する転写チャージャ25と、転写後の感光体22の電荷を除去する除電器26および図示しないクリーニングユニットと、感光体22を所定の電位に帯電させる主帯電器27と、前記LSU21となどが、この順で配置されている。
【0037】
プリンタ部12の下部には用紙トレイ28が設けられており、この用紙トレイ28および外部の手差しトレイ29から用紙が給送され、前記感光体22と転写チャージャ25とのニップ部において用紙に静電潜像が転写され、その転写後の用紙は、前記ローラ1,2を備えて成る定着装置で定着され、排出ローラ30から排紙トレイ31上に排出される。
【0038】
本発明の実施の他の形態について、図5に基づいて説明すれば、以下のとおりである。
【0039】
図5は、前記第1のローラ1に対する本発明の実施の他の形態の温調制御の手法を示す図である。この温調制御が適用される定着装置も、前述の図1で示すような構成で実現することができる。図5(a)は前述の図3(a)と同様に時間経過に伴う第1のローラ1の表面温度の変化を示すグラフであり、図5(b)は前述の図3(b)と同様に時間経過に伴う前記熱源4の制御状態を示す波形図である。図5において、前述の図3と同様の部分には、同一の符号を付して示し、その説明を省略する。
【0040】
注目すべきは、この温調制御のためには、従来からの印字モードと、長時間待機中の省エネモードとに加えて、新たに待機モードを設けることである。そして各動作モード時の設定温度が、
印字モード>待機モード>省エネモード
の関係を有するように設定されていることである。
【0041】
すなわち、この図5では現れていないけれども、省エネモードの設定温度および前記設定温度T1に該当する印字モードの設定温度が従来と同様に設定されるとともに、本実施の形態では、前記定着下限値T2が待機モードの設定温度として新たに設定される。なお、前記待機モードの設定温度は、前記定着下限値T2に一致していなくてもよく、各設定温度の関係が上式を満足していればよい。参照符T3は、定着上限値である。
【0042】
時刻t0において電源が投入されると、熱源4への通電が開始され、温度センサ7で検知された前記表面温度が前記定着下限値T2に到達すると、その時刻t1で一旦通電は停止されて、ウォームアップが完了する。しかしながら、通電が停止されても、熱源4の余熱などで、前記表面温度は、前記ウォームアップ時よりも緩やかではあるが、上昇してゆく(図5では、続く印字要求までの時間が長く、また印字モードでの設定温度T1よりも低いので、冷め易く、その後下降に転じている)。
【0043】
その状態で、時刻t2において実際の印字処理が開始されると、温調制御の対象が前記印字モードでの設定温度T1に切換わり、前記図3の温調制御と同様に、予め設定された印字枚数が経過するまで連続通電した後、温度センサ7の検知結果と、前記設定温度T1とによる通常の温調制御に移る(図5では、紙面の都合上、前記設定枚数以内しか示されていない)。印字処理が終了してから予め定める時間が経過すると、温調制御の対象は、前記定着下限値T2よりも低い省エネモードの設定温度に切換わる。
【0044】
したがって、前記印字モードと省エネモードとだけでは、前回の印字処理からあまり時間が経過しておらず、ローラの温度が高い印字モードの状態で前述の温調制御を開始すると、前記図6の時刻t4で示すように、通紙によって設定温度を下回ってから通電が開始され、連続通電の時間が短くなって定着性が安定しないのに対して、待機モードを追加し、印字開始時にローラの温度が低いその待機モードから連続通電を開始することで、該連続通電の時間を長く確保し、定着性を安定させることができる。
【0045】
【発明の効果】
本発明の定着装置の温度制御方法は、以上のように、外周部から加熱手段によって表面が加熱され、比較的薄肉で蓄熱量の小さい第1のローラと、内部の加熱手段によって加熱され、比較的厚肉で蓄熱量の大きい第2のローラとによって構成される定着装置の通電制御を行うにあたって、待機時の温度を、従来の定着装置ではトナーと接触する第1のローラの温度が用紙裏面側を加熱する第2のローラの温度以上に設定されていたのを、第2のローラは従来通りとし、第1のローラを従来よりも低く設定する。
【0046】
それゆえ、連続通紙を行っても、蓄熱量の大きい第2のローラの温度は定着下限値までなかなか下がらず、また蓄熱量の小さい第1のローラは加熱手段によって速やかに加熱され、通紙前に充分な温度に立ち上がり、また通紙によって熱が奪われても速やかに回復する。こうして、長時間に亘って良好な定着性能を得ることができるとともに、待機時における第1のローラの予熱のための消費電力を削減することができる。
【0047】
また、本発明の定着装置の温度制御方法は、以上のように、待機時のローラの温度が、用紙表面側を加熱する第1のローラの温度が用紙裏面側を加熱する第2のローラの温度よりも低く設定されることに対応して、前記第2のローラの温度を、該第2のローラが通紙時に定着のために用紙を温める熱量だけでなく、非通紙時に前記第1のローラと密着して回転することで第1のローラの表面を温める熱量とを基に制御する。
【0048】
それゆえ、待機時における該第2のローラの温度をより適正に制御することができ、必要最小限の予熱量で、良好な定着性能を得ることができる。
【0049】
さらにまた、本発明の定着装置の温度制御方法は、以上のように、外周部から加熱手段によって表面が加熱され、比較的薄肉で蓄熱量の小さい第1のローラと、内部の加熱手段によって加熱され、比較的厚肉で蓄熱量の大きい第2のローラとによって構成される定着装置の通電制御を行うにあたって、第1のローラの加熱手段が熱源ローラで構成される場合、この熱源ローラも蓄熱するので、先ず印字要求がなされると、その時点での温度センサの検出結果が設定温度を超えているか否かに拘わらず、連続通電に移り、その後、予め設定された印字枚数が経過すると、以降はセンサ出力に応答した通常の温調制御とする。
【0050】
それゆえ、1ページ目から最終ページまで、均一な定着性を得ることができる。
【0051】
また、本発明の定着装置の温度制御方法は、以上のように、外周部から加熱手段によって表面が加熱され、比較的薄肉で蓄熱量の小さい第1のローラと、内部の加熱手段によって加熱され、比較的厚肉で蓄熱量の大きい第2のローラとによって構成される定着装置の通電制御を行うにあたって、従来では、動作モードが、印字モードと、長時間待機中の省エネモードとであったのを、新たに待機モードを追加し、各動作モード時の設定温度を、印字モード>待機モード>省エネモードの関係とする。
【0052】
それゆえ、前記印字モードと省エネモードとだけでは、前回の印字処理からあまり時間が経過しておらず、ローラの温度が高い印字モードの状態で前述の温調制御を開始すると、通紙によって設定温度を下回ってから通電が開始され、連続通電の時間が短くなって定着性が安定しないのに対して、待機モードを追加し、印字開始時にローラの温度が低いその待機モードから連続通電を開始することで、該連続通電の時間を長く確保し、定着性を安定させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明を適用することができる定着装置の概略構成を示す図である。
【図2】印字時における2つのローラ間の熱の伝播の様子を説明するための図である。
【図3】本発明の実施の一形態の印字時の温調制御の手法を示す図である。
【図4】本発明が適用される画像形成装置の一例を示す縦断面図である。
【図5】本発明の実施の他の形態の温調制御の手法を示す図である。
【図6】従来技術の温調制御の手法を示す図である。
【符号の説明】
1 第1のローラ
1a 蓄熱部
1b 断熱部
1c コア部
2 第2のローラ
3,4 熱源(加熱手段)
5 加熱ローラ(加熱手段)
6 用紙
7,8 温度センサ
11 スキャナ部
12 プリンタ部
13 原稿台
14 スキャナ光学系
21 LSU
22 感光体
24 現像装置
25 転写チャージャ
26 除電器
27 主帯電器[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a fixing device suitably implemented in an electrophotographic image forming apparatus.
[0002]
[Prior art]
In the electrophotographic image forming apparatus, the unfixed toner image is transferred between a pair of rollers, a heating roller and a pressure roller, so that the unfixed toner is melted. The fixing process is performed by fixing. The fixing device is a portion of the image forming apparatus which consumes the largest amount of power, and it is effective to suppress the power consumption of the fixing device in response to recent demand for power saving.
[0003]
Therefore, in recent years, in a fixing device, a “thin fixing device” has been developed. Thin fixation means that even if the thickness of the conventional heating roller is reduced and the temperature of the roller during standby is set low for power saving, the heat storage amount due to the thinning is small, and the fixing time is short. It is designed to be able to rise to a specified fixing temperature. However, in the thin-wall fixing, as described above, since the heating roller is too thin, the amount of heat stored in the roller itself is small, and during the fixing process of one sheet of printing paper or during continuous printing, the surface temperature of the heating roller is reduced. There is a problem that "insufficient fixing" (so-called low-temperature offset) is caused by the shortage.
[0004]
In order to solve such a problem, for example, in Japanese Patent Application Laid-Open No. Hei 9-31575, a heat capacity complementer is arranged in contact with the back surface of a heating roller in accordance with a heat source for heating, and the amount of heat taken by a passing sheet is determined. Is proposed. However, such a heat capacity complement is given a necessary amount of heat by the heat source in advance, and radiates heat when the device is not operating. In other words, even though the amount of heat can be replenished when fixing the paper, the increase in the amount of heat stored by the heat capacity complementer impairs the power saving effect that is the original purpose of thin fixing. .
[0005]
Therefore, in order to solve such a problem, another conventional technology proposes a fixing device as shown in FIG. This fixing device has first and
[0006]
As shown in FIG. 1, a part of the
[0007]
[Problems to be solved by the invention]
However, in the above-described prior art, similarly to the prior art in which the
[0008]
FIG. 6 shows a general temperature control method for printing. Hereinafter, a case where this temperature control is applied to the
[0009]
In this state, at time t2, the actual printing process in response to the print request is started, and when the sheet passing is started at time t3, the surface temperature starts to decrease. When the temperature falls below the set temperature T1 at time t4, the power supply to the
[0010]
As described above, when the general temperature control method is applied to the
[0011]
SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to provide a temperature control method of a fixing device that can obtain good fixing performance over a long period of time and can reduce power consumption for preheating the first roller during standby. It is to be.
[0012]
[Means for Solving the Problems]
The temperature control method for a fixing device according to the present invention includes a first roller having a surface heated from an outer peripheral portion by a heating unit, and a second roller having a heating unit therein. In the temperature control method of the fixing device, in which the unfixed toner image is transferred and the unfixed toner image is transferred to melt the unfixed toner and fix the toner image on the sheet, the surface of the sheet that comes into contact with the toner is set to a standby state. The temperature of the first roller to be heated is lower than the temperature of the second roller to heat the back side of the sheet.
[0013]
According to the above configuration, the surface is heated from the outer peripheral portion by the heating means, the first roller is relatively thin and has a small heat storage amount, and the first roller is heated by the internal heating means and is relatively thick and has a large heat storage amount. In performing the energization control of the fixing device including the second roller, the temperature of the first roller in contact with the toner in the conventional fixing device during standby is controlled by the temperature of the first roller that heats the back side of the sheet. In the present invention, the second roller is set to be the same as the conventional one, and the first roller is set to be lower than the conventional one.
[0014]
Therefore, even when continuous paper passing is performed, the temperature of the second roller having a large heat storage amount does not readily drop to the fixing lower limit value, and the first roller having a small heat storage amount is quickly heated by the heating means, and the temperature of the first roller before the paper passing is increased. The temperature rises to a sufficiently high level, and it recovers quickly even if heat is removed by paper passing. Thus, good fixing performance can be obtained over a long period of time, and power consumption for preheating the first roller during standby can be reduced.
[0015]
In the temperature control method for a fixing device according to the aspect of the invention, the temperature of the second roller may be determined based on an amount of heat for warming the sheet for the fixing when the sheet is passed, and a rotation amount in close contact with the first roller when the sheet is not passed. Thus, the first roller is controlled based on the amount of heat that warms the surface of the first roller.
[0016]
According to the above configuration, as described above, in the conventional fixing device, the temperature of the first roller that contacts the toner is set to be equal to or higher than the temperature of the second roller that heats the back side of the sheet. In this case, the temperature of the second roller is set higher, so that the two rollers rotate in close contact with each other, so that heat is transmitted from the second roller to the first roller. Therefore, by controlling not only the amount of heat for warming the sheet when the second roller passes the paper but also the amount of heat for heating the first roller when the second roller is not passing the paper, the temperature of the second roller during the standby state can be further increased. It can be controlled appropriately.
[0017]
Therefore, good fixing performance can be obtained with a necessary minimum amount of preheating.
[0018]
Still further, the temperature control method for a fixing device of the present invention includes a first roller having a surface heated from the outer peripheral portion by a heating unit, and a second roller having a heating unit therein, and forming a pair. The unfixed toner image is transferred between the rollers, so that the unfixed toner is melted and fixed on the sheet. The disposed heating means is a heat source roller having a heat source therein and rotating in close contact with the first roller. When a print request is made, the heat source roller is energized continuously up to a preset number of prints. After the set number of sheets, the temperature is controlled based on the detection result of the temperature sensor arranged facing the surface of the first roller.
[0019]
According to the above configuration, when the heating means of the first roller is constituted by a heat source roller, the heat source roller also stores heat. Therefore, when a printing request is first made, the detection result of the temperature sensor at that time is set. Regardless of whether or not the temperature is exceeded, the process proceeds to continuous energization, and prepares for a subsequent temperature drop due to heat absorption of the sheet.
[0020]
However, if continuous energization is continued, the temperature of the first roller may significantly exceed the set temperature between sheets, depending on the sheet size, the ambient temperature, and the like. For this reason, after the predetermined number of printed sheets has elapsed, the normal temperature control is performed in response to the sensor output, whereby uniform fixing properties can be obtained from the first page to the last page.
[0021]
Further, the temperature control method of the fixing device of the present invention includes a first roller having a surface heated from the outer peripheral portion by a heating unit, and a second roller having a heating unit inside, and forming a pair of these rollers. In the temperature control method of the fixing device, in which the unfixed toner image is transferred between the rollers to melt the unfixed toner and fix the unfixed toner on the sheet, the sheet may face the surface of the first roller. In performing the temperature control based on the detection result of the disposed temperature sensor, each operation mode of the printing mode, the standby mode and the energy saving mode is set, and the set temperature in each operation mode is set as the printing mode> the standby mode> the energy saving mode. It has a mode relationship.
[0022]
According to the above configuration, in performing the temperature control based on the detection result of the temperature sensor, conventionally, the operation mode is a printing mode and an energy saving mode during a long standby time. , A new standby mode is added.
[0023]
Therefore, in the printing mode and the energy saving mode alone, since the time has not passed much since the previous printing process, and when the above-described temperature control is started in the printing mode in which the roller temperature is high, the set temperature is set by the paper passing. When the energization is started after the temperature drops below, the continuous energization time is shortened and the fixability is not stable.On the other hand, if the standby mode is added and continuous energization is started from the standby mode where the roller temperature is low at the start of printing Since the continuous energizing time can be secured long, the fixability can be stabilized.
[0024]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
One embodiment of the present invention will be described below with reference to FIGS.
[0025]
A fixing device to which the present invention can be applied is configured as shown in FIG. 1 described above, and has a
[0026]
It should be noted that, in the present invention, during standby, the temperature of the
[0027]
Therefore, even if continuous paper passing is performed, the temperature of the
[0028]
Specifically, in consideration of the fact that the heat source is turned on in the sheet passing state, the heat storage amount of the conventionally used thick fixing roller is set to the number of sheets that can be input to the operation panel, for example, 99 sheets in A4 format. It has become. On the other hand, in the
[0029]
In addition, as described above, in response to the temperature of the
[0030]
Therefore, the temperature of the
[0031]
FIG. 3 is a diagram showing a method of controlling the temperature of the
[0032]
In this state, when the actual printing process according to the print request is started at time t2, in the present embodiment, regardless of whether the detection result of the temperature sensor 7 at that time t2 exceeds the set temperature T1. Instead, the operation is shifted to continuous energization, and preparation is made for a subsequent temperature drop due to heat absorption of the paper 6. Therefore, even if the continuous energization is started from the time t2 and the sheet temperature is started from the time t3 and the surface temperature starts decreasing, the temperature rise before the sheet feeding does not easily lower the fixing lower limit temperature T2.
[0033]
However, if continuous energization is continued, the temperature of the
[0034]
On the other hand, when the temperature control of the
[0035]
FIG. 4 is a longitudinal sectional view showing an example of an image forming apparatus to which the present invention is applied. The image forming apparatus generally includes a
[0036]
The document image data read by the
[0037]
A
[0038]
Another embodiment of the present invention will be described below with reference to FIG.
[0039]
FIG. 5 is a diagram showing a temperature control method for the
[0040]
It should be noted that for the temperature control, a standby mode is newly provided in addition to the conventional print mode and the energy saving mode during a long standby. And the set temperature in each operation mode,
Printing mode> Standby mode> Energy saving mode
Are set to have the following relationship.
[0041]
That is, although not shown in FIG. 5, the set temperature of the energy saving mode and the set temperature of the print mode corresponding to the set temperature T1 are set in the same manner as in the related art, and in the present embodiment, the fixing lower limit value T2 Is newly set as the set temperature of the standby mode. Note that the set temperature in the standby mode does not have to match the fixing lower limit value T2, as long as the relationship between the set temperatures satisfies the above equation. Reference T3 is a fixing upper limit value.
[0042]
When the power is turned on at time t0, the power supply to the
[0043]
In this state, when the actual printing process is started at time t2, the target of the temperature control is switched to the set temperature T1 in the print mode, and the temperature control is set in advance in the same manner as the temperature control in FIG. After continuous energization until the number of printed sheets elapses, the process proceeds to normal temperature control based on the detection result of the temperature sensor 7 and the set temperature T1 (FIG. 5 shows only the set number of sheets within the set number of sheets due to space limitations). Absent). When a predetermined time elapses after the printing process ends, the target of the temperature control is switched to the set temperature of the energy saving mode lower than the fixing lower limit value T2.
[0044]
Accordingly, in the printing mode and the energy saving mode alone, when the time has not passed much since the previous printing process, and when the above-described temperature control is started in the printing mode in which the roller temperature is high, the time shown in FIG. As indicated by t4, the energization is started after the temperature has fallen below the set temperature due to the paper passing, and the continuous energization time is shortened to stabilize the fixing property. By starting continuous energization from the standby mode where the power is low, a long time for the continuous energization can be secured, and the fixing property can be stabilized.
[0045]
【The invention's effect】
As described above, according to the temperature control method of the fixing device of the present invention, the surface is heated from the outer peripheral portion by the heating means, and the first roller is relatively thin and has a small heat storage amount, and is heated by the internal heating means. In controlling the energization of the fixing device including the second roller having a large thickness and a large amount of heat storage, the temperature at the time of standby and the temperature of the first roller in contact with the toner in the conventional fixing device are set to the back surface of the sheet. The temperature of the second roller for heating the side is set to be equal to or higher than the temperature of the second roller. However, the second roller is changed to the conventional one, and the first roller is set to be lower than the conventional one.
[0046]
Therefore, even when continuous paper passing is performed, the temperature of the second roller having a large heat storage amount does not readily drop to the fixing lower limit value, and the first roller having a small heat storage amount is quickly heated by the heating means, and It rises to a sufficient temperature before, and recovers quickly even if heat is removed by passing paper. Thus, good fixing performance can be obtained over a long period of time, and power consumption for preheating the first roller during standby can be reduced.
[0047]
Further, as described above, the temperature control method of the fixing device according to the present invention is such that the temperature of the roller during standby is such that the temperature of the first roller that heats the front surface of the paper is the temperature of the second roller that heats the rear surface of the paper. In response to the temperature being set lower than the temperature, the temperature of the second roller is adjusted not only by the amount of heat for the second roller to heat the sheet for fixing when the sheet is passed, but also by the first roller when the sheet is not passed. Is controlled based on the amount of heat that warms the surface of the first roller by rotating in close contact with the first roller.
[0048]
Therefore, the temperature of the second roller during standby can be more appropriately controlled, and good fixing performance can be obtained with a necessary minimum amount of preheating.
[0049]
Furthermore, as described above, the temperature control method of the fixing device according to the present invention is characterized in that the surface is heated from the outer peripheral portion by the heating means, the first roller is relatively thin and has a small heat storage amount, and the heating is performed by the internal heating means. When controlling the energization of the fixing device constituted by the second roller having a relatively large thickness and a large amount of heat storage, if the heating means of the first roller is constituted by a heat source roller, the heat source roller also has a heat storage roller. Therefore, when a print request is first made, regardless of whether the detection result of the temperature sensor at that time exceeds the set temperature, the process proceeds to continuous energization, and thereafter, when a preset number of printed sheets elapses, Hereinafter, normal temperature control is performed in response to the sensor output.
[0050]
Therefore, uniform fixability can be obtained from the first page to the last page.
[0051]
Further, as described above, in the temperature control method of the fixing device of the present invention, the surface is heated from the outer peripheral portion by the heating means, and the first roller is relatively thin and has a small heat storage amount, and is heated by the internal heating means. Conventionally, in controlling the energization of a fixing device including a relatively thick second roller having a large heat storage amount, the operation modes are a printing mode and an energy saving mode during a long standby time. A new standby mode is newly added, and the set temperature in each operation mode is set to the relation of print mode> standby mode> energy saving mode.
[0052]
Therefore, in the print mode and the energy saving mode alone, if the time has not passed much since the previous print processing and the temperature control described above is started in the print mode in which the temperature of the roller is high, the setting by paper passing is performed. The energization starts after the temperature falls, and the continuous energization time is shortened and the fixability is unstable.On the other hand, a standby mode has been added, and continuous energization starts from the standby mode where the roller temperature is low at the start of printing By doing so, it is possible to secure a long time for the continuous energization and to stabilize the fixing property.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a diagram showing a schematic configuration of a fixing device to which the present invention can be applied.
FIG. 2 is a diagram for explaining how heat is transmitted between two rollers during printing.
FIG. 3 is a diagram showing a method of temperature control during printing according to an embodiment of the present invention.
FIG. 4 is a longitudinal sectional view illustrating an example of an image forming apparatus to which the present invention is applied.
FIG. 5 is a diagram showing a temperature control method according to another embodiment of the present invention.
FIG. 6 is a diagram showing a conventional temperature control method.
[Explanation of symbols]
1 First roller
1a Heat storage unit
1b Insulation section
1c Core part
2 Second roller
3, 4 heat source (heating means)
5. Heating roller (heating means)
6 paper
7,8 Temperature sensor
11 Scanner section
12 Printer section
13 Platen
14 Scanner optical system
21 LSU
22 Photoconductor
24 Developing device
25 Transfer Charger
26 Static eliminator
27 Main charger
Claims (4)
待機時には、前記トナーと接触する用紙表面側を加熱する第1のローラの温度を、用紙裏面側を加熱する第2のローラの温度よりも低くすることを特徴とする定着装置の温度制御方法。A sheet having an unfixed toner image transferred between a pair of rollers, having a first roller whose surface is heated from the outer peripheral portion by a heating unit, and a second roller having a heating unit therein. In the temperature control method of the fixing device, the unfixed toner is melted by passing the toner, and the toner is fixed on the sheet.
A temperature control method for a fixing device, comprising: setting a temperature of a first roller for heating a front surface of a sheet in contact with the toner to be lower than a temperature of a second roller for heating a rear surface of the sheet during standby.
前記第1のローラの外周部に配置される加熱手段は、内部に熱源を有し、前記第1のローラに密着回転する熱源ローラであり、該熱源ローラは印字要求がなされると、予め設定された印字枚数までは連続通電され、前記設定枚数以降は前記第1のローラの表面に臨んで配置される温度センサの検出結果に基づいて温調制御されることを特徴とする定着装置の温度制御方法。A sheet having an unfixed toner image transferred between a pair of rollers, having a first roller whose surface is heated from the outer peripheral portion by a heating unit, and a second roller having a heating unit therein. In the temperature control method of the fixing device, the unfixed toner is melted by passing the toner, and the toner is fixed on the sheet.
The heating means disposed on the outer periphery of the first roller is a heat source roller having a heat source therein and rotating in close contact with the first roller. The heat source roller is set in advance when a printing request is made. The temperature of the fixing device is controlled based on a detection result of a temperature sensor arranged facing the surface of the first roller after the set number of sheets. Control method.
前記第1のローラの表面に臨んで配置される温度センサの検出結果に基づいた温調制御を行うにあたって、印字モード、待機モードおよび省エネモードの各動作モードが設定され、各動作モード時の設定温度が、
印字モード>待機モード>省エネモード
の関係を有することを特徴とする定着装置の温度制御方法。A sheet having an unfixed toner image transferred between a pair of rollers, having a first roller whose surface is heated from the outer peripheral portion by a heating unit, and a second roller having a heating unit therein. In the temperature control method of the fixing device, the unfixed toner is melted by passing the toner, and the toner is fixed on the sheet.
In performing the temperature control based on the detection result of the temperature sensor disposed facing the surface of the first roller, each operation mode of a printing mode, a standby mode, and an energy saving mode is set, and the setting in each operation mode is performed. temperature,
A temperature control method for a fixing device, characterized by having a relationship of printing mode> standby mode> energy saving mode.
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