JP2004117626A - Image forming apparatus - Google Patents
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Abstract
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、プリンタ、複写機、ファクシミリ等の画像形成装置に関し、詳細には、定着ローラの温度を適切に検出して、温度制御する定着装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
近年、画像形成装置として、印字品質が良好なことからいわゆる電子写真方式の画像形成装置が使用されるようになってきている。
【0003】
このような電子写真方式の画像形成装置においては、画像データに基づいて変調された光により感光体に静電潜像を形成し、静電潜像の形成された感光体にトナーを付着させて現像する。この感光体に付着されたトナーを記録紙に転写し、トナーの付着された記録紙を定着ローラに搬送して、定着ローラによりトナーを記録紙に定着させる。この定着ローラは、定着ヒータにより加熱されて、所定の定着温度に制御されるとともに、過熱防止の処理が行なわれている。
【0004】
従来の定着装置における定着温度の制御は、サーミスタ等の温度検出器を1つだけ所定の固定位置に設け、この1つの温度検出器により定着ローラの最低温度を検出し、検出温度が定着温度を中心にしてあらかじめ設定されたオン/オフ温度範囲内になるように、制御回路により定着ヒータのオン/オフ制御を行なって定着ローラを定着温度に制御している。
また、従来の定着装置における過熱防止は、制御回路の暴走等の異常発生時に備えるものであり、温度ヒューズやサーモスイッチ(SW)を設けて定着ヒータの過熱保護を行なったり、アナログコンパレータによる定着ヒータの過熱保護を行なっている。また、サーミスタ等の温度検出器を2つ所定の固定位置に設け、一方の温度検出器を温度制御用とし、他方の温度検出器を異常温度検出用とし、この異常温度検出用の温度検出器により定着ヒータの過熱保護を行って、制御回路の暴走等の異常発生時に備えるという提案もなされている。
しかし、従来提案されている定着装置は、定着ローラの温度制御を行う温度検出器が1つであるという構成の点においては共通である。通常、小サイズの記録紙を通紙した際には、通紙域の部分と非通紙域の部分の温度差が大となるが、従来のように1つの温度検出器で定着ローラの温度制御を行う構成では、通紙域部分の温度が正確に検知できないため、定着ローラの長手方向の一部で所定の定着温度まで上がらないまま定着が行われ、定着ローラの長手方向で定着不良がが発生するおそれがある。
また、温度検出器を構成する温度検知素子がサーモスイッチ等の安全装置である場合には、端部の昇温が大きすぎて安全装置が誤断線したり、暴走制御回路が働いてヒータへの電源供給がストップするという不都合が生じたり、周辺部材の温度が耐熱温度を超えて耐久性が落ちたりする問題が発生する場合もある。
【0005】
このように、従来の定着装置にあっては、定着ローラの最低温度を適切に検出・管理することができないという問題がある。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】
上記従来例によれば、ヒータの配光分布(配熱分布)を最大幅記録紙の定着性を確保できるように設定した場合、小サイズの記録紙においては通紙側と非通紙側、つまり定着ローラの中央と左右で熱の持ち出し量が大きく異なってしまう。このとき、非通紙部の著しい昇温によりいわゆるオフセットが生じたり、定着装置にダメージを生じさせたりするおそれがある。これを回避するためには、定着ローラの横方向の熱伝導性を良くしなければならず、そのためには定着ローラの芯金肉厚を厚くする必要がある。厚肉の定着ローラは熱容量が増加するため、ウォーム・アップの時間が長くなったりコストアップ等の不都合が生じる。
【0007】
これに対して、ウォーム・アップ時間を短縮するために薄肉の定着ローラを使用すると、薄肉化により横方向の熱伝導性が劣化する。そのため、室温状態にある装置を立ち上げる際には、定着ローラ端部の温度上昇が通紙部中央付近に比べて遅くなるため、端部の定着性が悪くなるという問題が生じる。一方、立ち上げ時の端部の定着性を確保するために、両端のヒータ配光を上げると、プリント時において熱の供給バランスが崩れ、最大幅記録紙を通紙した時でも端部の温度が中央よりも高くなる。そのため、非通紙部は周辺部材の耐熱温度を超えて昇温したり、端部昇温が大きすぎて安全装置が誤断線したり、暴走制御回路が働きヒータ電源供給がストップしたりするという不都合が生じる。
【0008】
また、通紙速度を速くするに従い、ヒータの発熱量を大きくしなければ、記録紙による熱の持ち出し量(定着に必要な熱量)を補うことができなくなる。薄肉定着ローラを使用する場合にヒータの発熱量を大きくすると、非通紙部は著しく昇温することになる。
【0009】
この対策として、ヒータを2本使用する方法がある。第1のヒータは中央部に対して両端部のヒータ配熱を上げたものとし、逆に第2のヒータは中央部に対して両端部のヒータ配熱を下げたものにする。これにより、大サイズの記録紙には第1,第2の2本のヒータを使用することで定着に必要な熱量を確保する。一方、小サイズの記録紙のように熱を奪う量が少ない記録紙には、第2のヒータのみを使用して端部の昇温を防ぐ。しかしながら、ヒータを点灯させるために複雑な制御が必要となる点、ヒータを2本使うことにより電力消費が増える点、部品点数が増えることによるコストアップ等の点で不都合が生じる。
【0010】
また、ヒータ1本の構成において端部の昇温を抑えるために、加圧ローラにAl材またはSUS材のローラを設置して、加圧ローラを通じてALまたはSUSローラで放熱させて定着ローラおよび加圧ローラの横方向の熱を均一にする方法もある。しかし、この方法は、加圧ローラの熱容量が増加することと同じになるため、幾分ウォーム・アップ時間が長くなってウォーム・アップ時間の短縮に反することになり、また、追加部材によるコストアップ等の不都合が生じる。
【0011】
そこで、本発明は上記問題点を解決し、薄肉の定着ローラでも各記録紙の紙サイズにかかわらず非通紙部の昇温によるオフセット現象を防ぎ、周辺部材の耐熱温度を超えることなく、適切な定着性を確保することができる比較的安価な構成の定着装置を備える画像形成装置を提供することを目的としている。
【0012】
【課題を解決するための手段】
本発明は、連続して記録紙を通紙する際に、定着ローラの温度に基づいて前回通紙した記録紙と次に通紙する記録紙との間の時間(紙間時間)を制御したり、通紙する記録紙のサイズや定着ローラの温度に基づいて給紙のタイミングを制御することで、記録紙のサイズにかかわらず端部の昇温の影響を低減して正確な温度制御と端部の昇温の抑制を行う。
【0013】
本発明の第1の態様は連続通紙時における紙間時間を制御する態様であり、未定着トナー像を表面に担持した記録紙を、定着ローラおよび加圧ローラからなる1対のローラで挟持し、加熱および加圧しながら挿通することで、未定着トナー像を記録紙上に定着させる定着装置を備えた画像形成装置において、定着ローラの長手方向に沿った少なくとも2箇所の温度を検出する温度検出手段と、各温度検出手段の検出温度に基づいて定着ヒータヘの通電を制御する通電制御手段と、定着ローラの温度と紙間時間との関係を定めた紙間時間テーブルに基づいて温度検出手段が検出する少なくとも1つの検出温度に対する紙間時間を求めることにより、連続通紙時における紙間時間制御を行う紙間時間制御手段とを備えた構成とする。
【0014】
紙間時間制御手段は、定着ローラの温度に応じた紙間時間を紙間時間テーブルを用いて求め、これより紙間時間を延長する制御を行うことで端部の昇温を防ぎ、さらに、ローラの軸受けやヒータ素子等の耐熱、安全装置の誤断線等を回避する。
【0015】
本発明の第2の態様は給紙タイミングを制御する態様であり、第1の態様と同様に温度検出手段と通電制御手段とを備えると共に、記録紙サイズと給紙開始温度との関係を定めた給紙開始温度テーブルに基づいて記録紙サイズに対する給紙開始温度を求め、求めた給紙開始温度と全ての検出温度とを比較して給紙タイミングの制御を行う給紙タイミング制御手段とを備える構成とする。
【0016】
給紙タイミング制御手段は、記録紙サイズに応じて定まる給紙開始温度を基にして、定着ローラの検出温度の高低により、直ちに給紙を開始するか、給紙開始温度が低下するまで待機するかの制御を行うことにより、端部の昇温による影響を抑制する。
【0017】
また、本発明の第3の態様は紙間時間および給紙タイミングを制御する態様であり、第1,第2の態様と同様に温度検出手段と通電制御手段とを備えると共に、第1の態様の紙間時間制御手段と第2の態様の給紙タイミング制御手段を備える構成である。
【0018】
上記態様において、給紙タイミング制御手段は記録紙サイズに応じた給紙開始温度を求めるために、前回通紙した記録紙サイズを記憶しておき、この記憶しておいた記録紙サイズと通紙する記録紙サイズとを比較する比較手段を備える。給紙タイミング制御手段は、この比較手段による記録紙サイズの比較結果に基づいて給紙開始温度を定め、この給紙開始温度を基準として定着ローラの検出温度に応じた制御を行う。
【0019】
給紙タイミング制御手段による制御は、例えば、通紙する記録紙サイズが前回通紙した記録紙サイズ以下または同サイズであるときは給紙を開始し、通紙する記録紙サイズが前回通紙した記録紙サイズよりも大きいサイズであるときは、給紙開始温度テーブルに基づいて、記録紙サイズで定まる給紙開始温度と、検出温度中の最高温度とを比較し、その比較結果に基づいて、給紙を開始するか、または給紙開始温度となるまで待機する。
【0020】
上記態様において、紙間時間制御手段は、定着ローラの記録紙最大サイズの非通紙域端部位置の最高温度に対する紙間時間を基にして、紙間時間テーブルを求める。紙間時間テーブルは、紙間時間を設定する最高温度と、紙間時間を延長する時間幅との関係を定めており、高温となるほど長い延長時間が設定されている。この延長時間の分だけ給紙を待機することで定着ローラの温度を下げ、端部の昇温を抑制する。
【0021】
また、本発明は、定着ローラ内部にヒータを1本配設し、このヒータに記録紙最大サイズの通紙域の両側端部近傍にのみ配光ピークを持たせ、そのピークの配光レベルは少なくともその下限が中央の配光レベルよりも高くし、他の通紙域の配光レベルは全てフラットな高配光域の配光分布を持たせる。また、ピークの配光レベルは、例えば、中央の配光レベルを100%としたとき110±10%(すなわち100%より大きく120%以下)の範囲とする。この配光分布とすることにより、定着ローラが肉薄である場合にも、最大幅の記録紙を通紙した場合であっても比較的低い熱容量で定着を行うことができる。
【0022】
例えば端部温度検出手段側のみを極端に高く設定すると、配光による高温によって紙間時間が長くなり、他の部分の温度が不足し定着性が悪くなる。また、非端部温度検出手段側のみを高く設定すると、非端部検出手段側の端部温度が過昇温となり、小サイズの記録紙を印字した後に大サイズの記録紙を印字する際には、端部においてオフセット現象が発生したり、軸受け等の熱劣化により磨耗が早くなるといった耐久性の問題が発生する。
【0023】
これに対して、本発明によれば、端部検知温度手段が最低片側検知でも正確な温度制御と端部昇温の抑制を行うことができる。
【0024】
上記態様において、温度検出手段は、記録紙最大サイズの両端部のうち、少なくとも一方側の非通紙域端部位置と、少なくとも中央位置を含む通紙域位置の温度を検出する。また、温度検出を行う通紙域位置は、通紙する記録紙サイズの端部に対応した複数の位置とすることができる。さらに、温度検出を行う通紙域位置は、中央位置に対して、両側または一方側のみとすることができる。
【0025】
温度検出手段は、記録紙最大サイズ両端部のうち少なくとも一方側の非通紙域端部位置と中央位置とにそれぞれ配設することにより、記録紙サイズに関係なく、端部の過昇温を検知することができる。中央位置に設置された温度検出手段の検出温度に基づいて定着温度を調整することにより、多種多様な紙幅の記録紙が通紙された場合にも、端部昇温の影響を受けずに正確な温度制御と端部昇温の抑制を行うことが可能である。
【0026】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の好適な実施の形態を添付図面に基づいて詳細に説明する。なお、以下に述べる実施の形態は、本発明の好適な実施の形態であるから、技術的に好ましい種々の限定が付されているが、本発明の範囲は、以下の説明において特に本発明を限定する旨の記載がない限り、これらの態様に限られるものではない。
【0027】
はじめに、本発明の第1の実施の形態について説明する。図1〜図7は、本発明の画像形成装置が備える定着装置の第1の実施の形態を示す図であり、本実施の形態は2箇所の温度検出器を定着ローラの長手方向に固定的に配設した例を示している。
【0028】
図1は、本発明の画像形成装置の第1の実施の形態を適用した定着装置1の側面部分を示す図であり、図2は、本発明の画像形成装置の第1の実施の形態を適用した定着装置1の正面部分、およびヒータの配光分布を示す図である。
【0029】
図1において、定着装置1は、定着ローラ2に対して加圧スプリング4により押圧された加圧ローラ3が圧接されており、定着ローラ2内には、図2に示すように、定着ローラ2の長手方向(図2中の左右方向)全幅にわたってヒータ(定着ヒータ)5が配設されている。また、定着ローラ2および加圧ローラ3には、トナーが静電的に付着しないようにローラ表面上の電位を安定させるため除電針12,13がローラ上に接触して設けられ、GNDに接続して接地されている。
【0030】
ヒータ(定着ヒータ)5の配光特性は、図2に示すように、記録紙最大サイズ幅の通紙域の両側端部近傍にのみ配光ピークを持ち、中央部分の配光を100%としたとき、両側端部近傍の配光ピークを110±10%としている。両側端部近傍の配光は、少なくとも中央部分の配光よりも大きく、中央部分の配光の2割増しの範囲内とする。
【0031】
定着ローラ2には、その表面温度を検出する2個のサーミスタ(温度検出手段)6a,6bが、図2に示すように定着ローラ2の長手方向に沿って並んで配設されている。サーミスタ6aは、定着ローラ2の長手方向の記録紙最大サイズの外側に位置する非通紙部に配設され、サーミスタ6bは定着ローラ2の中央部に配設されている。
【0032】
また、定着ローラ2には、図1に示すように、定着ローラ2の表面温度が所定温度以上になるとヒータ5への通電を遮断するサーモSW(安全器)7が設けられている。サーモSW7は、記録紙最大サイズの非通紙部に配設であって、サーミスタ6aが配設される、記録紙最大サイズの非通紙部と同じ位置の円周上に、定着ローラ2と当接して配設されている。なお、図2には、サーモSW(安全器)7は図示していない。
【0033】
図1中において、定着ローラ2の左側には複数の分離爪10が配設される。分離爪10は、トナーが定着された記録紙を定着ローラ2から分離する。分離爪10により分離された記録紙は、排紙ガイド板9により排紙ローラ対11a,11bに案内される。排紙ローラ対11a,11bは、定着ローラ2によりトナーが定着された記録紙を記録紙トレイ(図示しない)に排出する。すなわち、定着装置1には、図1中の右方向からトナーが転写された記録紙が搬送され、入口ガイド8で案内されて定着装置1に入る。加圧ローラ3は、記録紙を、ヒータ5で加熱された定着ローラ2に押し付け、定着ローラ2の熱によりトナーを記録紙に定着させる。トナーが定着された記録紙は、分離爪10により定着ローラ2から分離されて、排紙ガイド板9に案内されつつ、排紙ローラ対11a,11bに送られ、排紙ローラ対11a,11bにより記録紙トレイ(図示しない)に排出される。
【0034】
上記サーミスタ6a,6bは、図2に示すように、定着装置1が適用される画像形成装置が備えるプリントエンジン部(制御手段)を構成するCPU(Central Processing Unit)15に接続され、検出した定着ローラ2の表面温度をCPU15に出力する。
【0035】
以下、画像形成装置が室温の状態から駆動する立ち上げ時の処理について説明する。立ち上げ処理は、一般に朝の始業時等に行われ、ローラは室温状態にある。
【0036】
図3は立ち上げ処理を説明するためのフローチャートである。立ち上げ処理では、定着ローラおよび加圧ローラが冷えた状態から立ち上がるため、定着ローラは薄肉であるほど中央部付近と比べて端部の温度立ち上がりが鈍い。本体の電源が投入された後(ステップS1a)、ヒータ5が点灯すると(ステップS1b)、各ローラが静止した状態において中央のサーミスタ6bの温度検出信号をモニタする。サーミスタ6bの温度が所定温度(以下、前回転開始温度という)に達すると(ステップS1c)、定着ローラ2を回転させ、定着性を確保するために加圧ローラ3を回して暖める(ステップS2a)。
【0037】
CPU15は、中央のサーミスタ6bから入力される温度検出信号を、印字開始に適した温度として設定されている下限値(以下、READY設定下限値という)と比較し、サーミスタ6bの検出温度の最低検出温度がREADY設定下限値(例えば、設定温度=145°C)以上であるかをチェックする(ステップS2b)。
【0038】
次に、CPU15は、端部のサーミスタ6aから入力される温度検出信号を、印字開始に適した端部の温度として設定されている下限値(以下、端部READY設定下限値という)と比較し、サーミスタ6aの検出温度の最低検出温度が端部READY設定下限値(例えば、設定温度=110°C)以上であるかをチェックする(ステップS2c)。
【0039】
前記ステップS2b,2cにおいて、検出温度が設定されている下限値を越えていない場合には、ローラの回転および加熱を継続する。
【0040】
ヒータドライバ14は、CPU15からの駆動信号に応じて、ヒータ5への電源の供給/停止を行う。ステップS2b,2cにおいて、中央および端部の検出温度がそれぞれの設定下限値(READY設定下限、および端部READY設定下限値)を越えた場合には、ヒータ5への電源供給を停止し、ローラの回転も停止させて(ステップS2d)、スタンバイ(待機)制御に入る(ステップS2e)。
【0041】
すなわち、CPU15は、中央のサーミスタ6bの温度検出信号を入力し、この温度検出信号が示す検出温度が前回転開始温度に達すると各ローラを駆動し回転して加熱を行い(ステップS1)、回転しながら端部および中央のサーミスタ6a,6bから入力される温度検出信号をREADY設定下限値および端部READY設定下限値と比較して設定温度に達成した後、ヒータドライバ14の駆動信号を停止してヒータ5への電源の停止を出力し、また、各ローラの回転も停止して、READY完了(印刷可能状態)とし、スタンバイ(待機)制御に入る(ステップS2)。
【0042】
プリント信号がない場合はスタンバイ(待機)制御が維持される。図4は、スタンバイ(待機)制御を説明するためのフローチャートである。
【0043】
スタンバイ(待機)制御では、図4のフローチャートに示すように、イメージ処理部16からプリント信号がCPU15に入力されると(ステップS3a,3e)、印刷モードが開始される(ステップS3f,3g)。プリント信号が入力されるまでは、ステップS3b〜3dの工程により、定着ローラの温度を定着に適した所定温度に維持する。
【0044】
ステップS3bの工程において、CPU15は、定着に適した温度の下限値(以下、スタンバイ温度下限値という)と中央部に配置されたサーミスタ6bからの温度検出信号とを比較し、検出温度の最低温度(以下、最低検出温度という)がスタンバイ温度下限値(例えば、設定温度=150°C)よりも高いか低いかをチェックし、ヒータドライバ14に駆動信号を出力する。ヒータドライバ14は、CPU15からの駆動信号に応じて、ヒータ5への電源の供給/停止を行って通電を制御する(ステップS3c,3d)。スタンバイ温度下限値は省電力のため、プリント中の定着に適した温度より低い温度で設定されている。
【0045】
次に、本実施の形態の動作を説明する。図5は、本発明による給紙制御を説明するためのフローチャートである。
【0046】
前記したスタンバイ(待機)制御状態において(ステップS2e)、イメージ処理部16からプリント信号が発信され(ステップS4a)、CPU15にこのプリント信号が入力されると印刷モードが開始する。このとき、CPU15は記録紙サイズも入力し(ステップS4b)、各ローラの回転を開始する(ステップS4c)。
【0047】
CPU15は、中央部に配置されたサーミスタ6bからの温度検出信号を、予め定着に適した温度として設定されている下限値(以下、設定下限値という)と比較し、検出温度の最低温度(以下、最低検出温度という)が設定下限値(例えば、設定温度=175°C)以下であるかをチェックして、ヒータドライバ14に駆動信号を出力する(ステップS5a,4c)。ヒータドライバ14は、CPU15からの駆動信号に応じて、ヒータ5への電源の供給/停止を行い、通電を制御する(ステップS4c,5b)。
【0048】
このとき、プリント信号がCPU15に入力されると記録紙サイズも入力され、記録紙最大サイズの非通紙部に配置されたサーミスタ6aの温度検出信号も入力される。CPU15は、前回のプリントの記録紙サイズを記録しておき、入力された記録紙サイズと記録しておいた前回の記録紙サイズとを比較する(ステップS5c)。今回の記録紙サイズが前回のプリントの記録紙サイズより小さいとき、または同じサイズの場合は給紙開始する。
【0049】
一方、今回の記録紙サイズが前回のプリントの記録紙サイズより大きいときは、記録紙サイズに依存して給紙のタイミングを制御する。この給紙タイミング制御は、非通紙部の検出温度が給紙開始温度以下であるときに給紙を開始するものであり、この給紙開始温度は予め定めておいた記録紙サイズと給紙開始温度との間のテーブル(図6に示す)に基づいて求められる。非通紙部のサーミスタ6aの温度検出信号の最高温度(以下、給紙開始最高検出温度という)が、このテーブルから求めた設定温度以上の場合は、ヒータを停止しローラを回転させることにより定着ローラの温度を下げる(ステップS5d)。
【0050】
一方、給紙開始最高検出温度が設定温度以下の場合には、前記ステップS5aと同様の工程により、中央部のサーミスタ6bの検出温度の最低温度を、予め定着に適した温度として設定されている下限値(設定下限値)と比較し、検出温度の最低温度(最低検出温度)が設定下限値以上であることを確認して(ステップS5e)、給紙を開始する(ステップS5f)。なお、最低検出温度が設定下限値以下である場合には、ステップS4cにより加熱を行う。
【0051】
図6は、記録紙サイズと給紙開始温度との間の関係を定めるテーブルであり、小サイズの記録紙を印字した後、大サイズの記録紙を通紙したときにオフセット現象が発生しないように設定されている。この記録紙サイズと給紙開始温度テーブルは、例えば、図8に示す実験データに基づいて定めることができる。
【0052】
図8は、中央部サーミスタ6bで設定下限値に温調しながらA5サイズの記録紙を連続通紙した場合において、定着ローラ2の中央から端部にかけての温度分布を示している。図8において、実線の太線G2は端部サーミスタ6aの検知温度が215°Cに達したときの温度分布である。破線の太線G3,G4はローラを回転して待機した状態において、記録紙最大サイズ幅の外側の非通紙部に配置されたサーミスタ6aの温度検出信号が、それぞれ195°C,190°Cになったときの温度分布である。
【0053】
このグラフから各記録紙サイズの端部温度がオフセット温度195°Cで印刷されないように、オフセット防止温度として190°Cを設定し、端部サーミスタ6aの検出最高温度がこのオフセット防止温度(190°C)になったときに、給紙を開始する給紙開始最高検出温度として設定している。
【0054】
また、A5サイズ以下であるB6サイズの記録紙の連続通紙したとき、端部サーミスタ6aの検知温度が215°Cに達成したときの温度分布を実線の細線G1で示している。なお、A5サイズの端部はオフセット防止温度以下であるため、給紙開始最高検出温度は設定していない。
【0055】
すなわち、CPU15にプリント信号および記録紙サイズが入力されると、各ローラが回転を開始し、中央部に配置されたサーミスタ6bからの温度検出信号を設定下限値と比較し、最低検出温度がこの設定下限値以下であるかをチェックして、ヒータドライバ14に駆動信号を出力し、ヒータドライバ14はヒータ5への電源の供給/停止を行い、通電を制御する(ステップS4)。
【0056】
また、今回通紙する記録紙サイズが、前回のプリントの記録紙サイズより小さいとき、または同サイズの場合は給紙を開始し、前回のプリントの記録紙サイズより大きいときは、記録紙サイズと給紙開始温度テーブルに基づいて求めた設定温度を端部の検出温度と比較し、設定温度以下の場合は給紙を開始し、設定温度以上の場合は待機する(ステップS5)。
【0057】
給紙が開始されると(ステップS5f)、定着装置1には、図1中の右方向からトナーの転写された記録紙が搬送され、プリント処理を実行する(ステップS6)。
【0058】
プリント処理において、定着装置1は、定着ローラの中央部に配置されたサーミスタ6bからの温度検出信号を設定下限値と比較し(ステップS6a)、検出温度中の最低検出温度が設定下限値以上であるかをチェックしてヒータ5への電源の供給/停止を行い、プリント温度を制御する(ステップS6b,6c)。
【0059】
1頁のプリント処理が終了した後(ステップS6d)、1プリント信号に対応するジョブ全体が終了しているか否かを判定する(ステップS6e)。ジョブが終了していない(連続通紙される)場合には、給紙間の時間延長を温度状態により調整する紙間時間制御を行い、端部の昇温を抑制する。
【0060】
この紙間時間制御では、前記したステップS6a〜6cで示した工程と同様にして、定着ローラの中央部に配置されたサーミスタ6bからの温度検出信号を設定下限値と比較し、検出温度の最低検出温度が設定下限値以下であるかをチェックしてヒータ5への電源の供給/停止を行うことでプリント中の定着ローラ温度を制御しつつ、図7に示す紙間時間テーブルに基づいて、定着ローラの記録紙最大サイズの非通紙部に配置されたサーミスタ6aの温度検出信号の最高温度(以下、端部プリント最高検出温度という)で設定される紙間時間により、次の給紙までの延長時間を制御する(ステップS8)。
【0061】
図7は紙間時間テーブルの一例を示し、例えば、設定最高検出温度が207°C以下の場合には紙間時間の延長を行うことなく直ぐに給紙を開始し、設定最高検出温度が207.1°C〜208°Cの間では紙間時間を2秒間延長した後に給紙を開始する。また、紙間時間テーブルには、延長時間を設定する他、設定最高検出温度が216.1°C〜218°Cの間の様に、設定最高検出温度が210°Cとなるまで待機するよう設定したり、さらに高温の場合には、異常であると見なしてヒータを強制的に停止させるように設定することもできる。
【0062】
この紙間時間テーブルによれば、定着ローラの記録紙最大サイズの非通紙部に配置されたサーミスタ6aの端部プリント最高検出温度を基に紙間時間を延長して端部昇温を防ぐように設定することにより、小サイズの記録紙を通紙したときローラ端部昇温による各ローラの軸受けやヒータ素子等の耐熱の問題や、安全装置であるサーモSW7の端部昇温が大きすぎて誤断線するという不都合が生じるといった問題を回避することができる。図7の設定例によれば、各記録紙サイズは平均して端部サーミスタ6aの検出最高温度が210°Cで給紙される。
【0063】
以上のように給紙された後、定着装置1は、記録紙を加圧ローラ3によりヒータ5で加熱された定着ローラ2に押し付け、定着ローラ2の熱により記録紙のトナーを記録紙に定着させる。定着装置1は、トナーが定着された記録紙を、分離爪9により定着ローラ2から分離して、ガイド板10で案内しつつ、排紙ローラ対11a,11bに送る。定着装置1は、定着の完了した記録紙を排紙ローラ対11a,11bにより図外の記録紙トレイに排出する。ジョブ全体が終了した後(ステップS6e)、CPU15はプリントした記録紙のサイズを記憶する(ステップS7)。
【0064】
プリント信号がある場合、連続通紙の記録紙サイズが異なる場合(連続する複数のJOBを処理する場合)、プリントが終了した後、プリントした記録紙のサイズはCPU15に記録されるので、連続する次のプリント信号時には、中央部に配置されたサーミスタ6bからの温度検出信号を設定下限値に調整しつつ(前記ステップS4c,5a)、今回のプリントする記録紙サイズと前回プリントした記録サイズと比較し(前記ステップS5c)、通紙幅が小さい時、または同じサイズの場合は記録紙最大サイズ幅の非通紙部に配置されたサーミスタ6aの給紙開始最高検出温度に関係なく給紙開始を行う(前記ステップS5e,5f)。また、前回プリントした記録サイズに対して、通紙幅が大きい時は、給紙開始最高検出温度と図6に示す記録紙サイズと給紙開始温度テーブルに基づき、設定温度以下の場合は給紙開始を行い、設定温度以上の場合は待機する制御を行う(ステップS5d)(ステップS9)。
【0065】
本実施の形態によれば、ヒータ5の配光を110%±10%とするとともに、定着ローラ2の長手方向に2箇所の温度検出器を配置し、この内、定着ローラの長手方向の中央部に配設したサーミスタ6bが検出する検出温度により定着温度を制御し、記録紙最大サイズ幅の非通紙部に配設したサーミスタ6aが検出する検出温度により給紙開始のタイミング制御を行うことでオフセットを防ぎ、また、紙間時間制御を行うことで端部の昇温を抑制する。給紙タイミング制御では、今回印刷する記録紙サイズが前回の記録紙サイズよりも大きい場合のみ、記録紙サイズと給紙開始温度テーブルとに基づいて給紙開始のタイミングを制御することで、多種多様な紙幅の記録紙が通紙された場合にも、端部昇温の影響を受けることなく正確な温度制御と端部昇温の抑制を比較的簡単な構成の安価な定着装置により可能とする。
【0066】
次に、本発明の第2の実施の形態について説明する。
【0067】
図9〜図12は、本発明の画像形成装置の第2の実施の形態を適用した定着装置を説明するための正面部分を示す図、および動作を説明するためのフローチャートである。本実施の形態は、複数の温度検出器を定着ローラ長手方向の記録紙サイズの両端部に対応した位置に配置した構成例である。
【0068】
なお、本実施の形態は、上記第1の実施の形態と同様の定着装置に適用したものであり、本実施の形態の説明においては、上記第1の実施の形態と同様の構成部分には、同一の符号を付して、その詳細な説明を省略する。
【0069】
図9において、定着装置20は、定着ローラ2の長手方向に複数のサーミスタ21a〜21eが配設される。サーミスタ21aは、定着ローラ2の中央位置(図9中の破線で示す位置)に設けられている。また、サーミスタ21b▲1▼,21b▲2▼,〜21d▲1▼は、それぞれ記録紙サイズの各端部位置(図9中において、A5〜A3の各破線位置は、記録紙サイズA5,B5/B4,A4/A3の記録紙の端部位置を示している)に配設されている。
【0070】
サーミスタ21e▲1▼,21e▲2▼は、記録紙最大幅の非通紙部に設けられ、図1に示したサーモSW7と同じ位置の円周上に配設されている(なお、図9中では、サーモSW7は図示していない)。また、図9において、サーミスタ21b▲1▼,21b▲2▼,〜21d▲1▼,21d▲2▼は、それぞれ定着ローラ2の中央位置に対して両側に振り分けた各記録紙サイズの両端部位置に配設されている。
【0071】
以下、画像形成装置がを冷えた状態から駆動させる際の立ち上げ時の処理について説明する。
【0072】
図10は立ち上げ処理を説明するためのフローチャートであり、前記図3に示すフローチャートと同様の工程については同一のステップ番号を付し、異なる工程(ステップS1c′,2b′,2c′)については「′」の符号を付している。
【0073】
立ち上げ処理では、定着ローラ、加圧ローラを冷えた状態から立ち上げるため、薄肉の定着ローラほど中央部付近と比べて端部の温度立ち上がりが鈍い。本体の電源と投入した後(ステップS1a)、ヒータ5が点灯すると(ステップS1b)、各ローラが静止状態において、中央サーミスタ21aの温度検出信号、およびサーミスタ21b▲1▼,21b▲2▼,〜21d▲1▼,21d▲2▼の中から選択した記録紙最大幅に対応するサーミスタの温度検出信号が、所定温度(以下、前回転開始温度という)に達すると(ステップS1c′)、定着ローラを回転させると共に、定着性を確保するために加圧ローラを回し暖める(ステップS2a)。
【0074】
すなわち、CPU15には、中央のサーミスタ21a,および記録紙最大幅に対応するサーミスタ(例えば21b▲1▼,21b▲2▼)の温度検出信号が入力され、サーミスタ21a,21b▲1▼,21b▲2▼から入力される温度検出信号が示す検出温度が前回転開始温度に達すると各ローラを回転させる(ステップS1)。
【0075】
CPU15は、中央配置のサーミスタ21aの温度検出信号を印字開始に適した温度として設定されている下限値(以下、READY設定下限値という)と比較し、サーミスタの検出温度の最低検出温度がREADY設定下限値(例えば、設定温度=145°C)以上であるかをチェックする(ステップS2b′)。
【0076】
次に、CPU15は、サーミスタ21b▲1▼,21b▲2▼,〜21d▲1▼,21d▲2▼の中から選択した記録紙最大幅に対応するサーミスタ(例えば、サーミスタ21b▲1▼,21b▲2▼、以下このサーミスタを例にして説明する)から入力される温度検出信号を、印字開始に適した端部の温度として設定されている下限値(以下、端部READY設定下限値という)と比較し、選択したサーミスタ21b▲1▼,21b▲2▼の検出温度の最低検出温度が端部READY設定下限値(設定温度=110°C)以上であるかをチェックする(ステップS2c′)。
【0077】
前記ステップS2b′,2c′において、検出温度が設定されている下限値を越えていない場合には、ローラの回転および加熱を継続する(ステップS2a)。
【0078】
ヒータドライバ14は、CPU15からの駆動信号に応じて、ヒータ5への電源の供給/停止を行う。ステップS2b′,2c′において、中央および端部の検出温度がそれぞれの設定下限値(READY設定下限、および値端部READY設定下限値)に達成した後、ヒータ5への電源の停止し、ローラの回転も停止して(ステップS2d)、スタンバイ(待機)制御に入る(ステップS2e)。
【0079】
すなわち、CPU15は、中央のサーミスタ21aの温度検出信号を入力し、この温度検出信号が示す検出温度が前回転開始温度に達すると各ローラを駆動し回転して加熱を行い(ステップS1)、回転しながら選択した端部サーミスタ(例えば、21b▲1▼,21b▲2▼)、および中央のサーミスタ21aから入力される温度検出信号を端部READY設定下限値およびREADY設定下限値と比較して設定温度に達成した後、ヒータドライバ14の駆動信号を停止してヒータ5への電源の停止を出力し、また、各ローラの回転も停止して、READY完了(印刷可能状態)とし、スタンバイ(待機)制御に入る(ステップS2)。
【0080】
プリント信号がない場合はスタンバイ(待機)制御が維持される。図11は、スタンバイ(待機)制御を説明するためのフローチャートであり、前記した図4のフローチャートとほぼ同様である。ここでは、前記図4に示すフローチャートと同様の工程については同一のステップ番号を付し、類似する工程(ステップS3b′)については「′」の符号を付している。
【0081】
スタンバイ(待機)制御では、図11のフローチャートに示すように、イメージ処理部16からプリント信号がCPU15に入力されると(ステップS3a,3e)、印刷モードが開始される(ステップS3f,3g)。プリント信号が入力されるまでは、ステップS3b〜3dの工程により、定着ローラの温度を定着に適した所定温度に維持する。
【0082】
ステップS3b′の工程において、CPU15は、定着に適した温度の下限値(以下、スタンバイ設定下限値という)と中央部に配置されたサーミスタ21aからの温度検出信号とを比較し、検出温度の最低温度(以下、最低検出温度という)がスタンバイ設定下限値(例えば、設定温度=150°C)よりも高いか低いかをチェックし、ヒータドライバ14に駆動信号を出力する。ヒータドライバ14は、CPU15からの駆動信号に応じて、ヒータ5への電源の供給/停止を行って通電を制御する(ステップS3c,3d)。スタンバイ設定下限値は省電力のため、プリント中の定着に適した温度設定より低い温度で設定されている。
【0083】
次に、本実施の形態の動作を説明する。図12は、本発明の第2の実施の形態による給紙制御を説明するためのフローチャートである。
【0084】
前記したスタンバイ(待機)制御状態において、イメージ処理部16からプリント信号がCPU15に入力されると記録紙サイズが入力され(ステップS4a、4b)、サーミスタ21b▲1▼,21b▲2▼〜21d▲1▼,21d▲2▼の中から記録紙サイズに対応する位置の温度を検知するサーミスタを選定する。
【0085】
定着装置1において、ヒータをオンすると共に各ローラは回転を開始し(ステップS4c)、中央部に配置されたサーミスタ21aの検出温度を設定下限値と比較し、最低検出温度が設定下限値(例えば、設定温度=175°C)以下であるかをチェックして、ヒータドライバ14に駆動信号を出力する(ステップS5a′)。ヒータドライバ14は、CPU15からの駆動信号に応じて、ヒータ5への電源の供給/停止を行い、通電を制御する(ステップS5b)。
【0086】
このとき、CPU15は、プリント信号により入力された記録紙サイズと、記憶された前回のプリントの記録紙サイズを比較し(ステップS5c)、今回の記録紙サイズが前回の記録紙サイズよりも小さい、または同サイズの場合は、ステップS5e′で中央部に配置されたサーミスタ21aの検出温度と設定下限値とを比較し、設定下限値以上の場合に給紙を開始する。なお、ステップS5cにおいて、前回のプリントサイズの記録がない場合(電源を切ったとき)も給紙を開始する。
【0087】
一方、前回のプリントの記録サイズより大きいときは、サーミスタ21b▲1▼,21b▲2▼〜21d▲1▼,21d▲2▼から、記録紙サイズ位置に応じて選定されたサーミスタの温度検出信号の最高温度(以下、給紙開始最高検出温度という、例えば、195°C)、あるいは全サーミスタの温度検出信号と設定温度とを比較する。設定温度は、前記図6に示した記録紙サイズと給紙開始温度テーブルに基づいて、記録紙サイズに応じて定められる。これにより、記録紙サイズに応じた給紙タイミング制御が行われる(ステップS5d′)。ステップS5d′の給紙タイミング制御において、設定温度以下の場合は、ステップS5e′で中央部に配置されたサーミスタ21aの検出温度と設定下限値とを比較した後、給紙開始を行い、設定温度以上の場合はローラを回転しながら待機する制御を行う。なお、給紙開始最高検出温度は、小サイズの記録紙の後に、大サイズの記録紙を通紙するときにオフセット現象が発生しないように設定されている。
【0088】
すなわち、プリント信号がCPU15に入力されると記録紙サイズが入力され、図12に示すフローチャートのように、各ローラが回転を開始し、入力された記録紙サイズから記録紙サイズ位置に該当するサーミスタ(21b▲1▼,21b▲2▼〜21d▲1▼,21d▲2▼)を選定する。サーミスタ21aの温度検出信号を設定下限値と比較し、最低検出温度が当該設定下限値以下であるかをチェックして、ヒータドライバ14に駆動信号を出力する。ヒータドライバ14は、CPU15からの駆動信号に応じて、ヒータ5への電源の供給/停止を行い、通電を制御する(ステップS4)。
【0089】
今回給紙される記録紙サイズが、前回のプリントの記録紙サイズより小さい場合、同サイズの場合、および前回のプリントサイズの記録がない場合(電源を切ったとき)は給紙を開始する。一方、今回給紙される記録紙サイズが前回のプリントの記録紙サイズより大きいときは、記録紙サイズに応じて選定したサーミスタ(21b▲1▼,21b▲2▼〜21d▲1▼,21d▲2▼)の温度検出信号の給紙開始最高検出温度と設定温度とを比較し、設定温度以下の場合は給紙を開始し、設定温度以上の場合は待機する制御を行う(ステップS5)。
【0090】
給紙が開始されると中央部に配置されたサーミスタ21a、および選定されたサーミスタ(21b▲1▼,21b▲2▼〜21d▲1▼,21d▲2▼)からの温度検出信号を設定下限値と比較し、最低検出温度が当該設定下限値以下であるかをチェックして、ヒータドライバ14に駆動信号を出力する。ヒータドライバ14は、CPU15からの駆動信号に応じて、ヒータ5への電源の供給/停止を行い、通電を制御する(ステップS6)。
【0091】
連続通紙される場合は紙間時間制御が行われる。定着ローラの中央部に配置されたサーミスタ21a、選定されたサーミスタ(21b▲1▼,21b▲2▼〜21d▲1▼,21d▲2▼)からの温度検出信号を設定下限値と比較し、最低検出温度が当該設定下限値(設定温度、例えば、175°C)以下であるかをチェックしてヒータ5への電源の供給/停止を行うことでプリント中の定着ローラ温度を制御する。
【0092】
また、選定されたサーミスタ(21b▲1▼,21b▲2▼〜21d▲1▼,21d▲2▼)による温度検出では、周辺部材にあたる各ローラの軸受けやヒータ素子等の耐熱の問題、安全装置であるサーモSW7が大きな端部昇温で誤断線するという問題を回避することができないため、記録紙最大幅の非通紙部においてサーモSW7と同じ位置の円周上に配設されているサーミスタ21e▲1▼,▲2▼により非通紙部の最高検出温度を検出し、設定された紙間時間テーブルに基づいて、次に給紙する紙間時間を制御する(ステップS8)。
【0093】
以上のように、定着装置20は、この記録紙を加圧ローラ3によりヒータ5により加熱された定着ローラ2に押し付けて、定着ローラ2の熱により記録紙のトナーを記録紙に定着させる。JOB終了後、プリントした記録紙サイズはCPU15に記憶される(ステップS6)。
【0094】
また、連続通紙の記録紙サイズが異なる場合には(連続する複数のJOBを処理する場合)、CPU15はプリントした記録紙サイズを記録しているので、プリントが終了した後、連続した次のプリント信号時に、記録紙サイズ端部と該当するサーミスタをサーミスタ21b▲1▼,21b▲2▼〜21d▲1▼,21d▲2▼から選定し、プリント中の最高検出温度を検出して、前回プリントした記録サイズと今回のプリントサイズを比較し、前回のプリントの記録サイズより小さい場合、および同サイズの場合にはただちに給紙開始を行い、前回プリントした記録サイズに対して、通紙幅が大きい時は、給紙開始最高検出温度の設定温度以下の場合は給紙開始を行い、設定温度以上の場合は待機する制御を行う(ステップS9)。
【0095】
したがって、本実施の形態によれば、定着ローラ2の中央位置に配置したサーミスタ21aを用いると共に、定着ローラ2の長手方向に、それぞれの記録紙サイズの両端部に対応した位置に配置したサーミスタ21b▲1▼,21b▲2▼〜21e▲1▼,21e▲2▼の中から記録紙サイズに対応したサーミスタを選択して温度制御を行うことができるため、記録紙の長手方向に対して一層細かい温度で定着性を確保できる。
【0096】
また、印刷する記録紙サイズを記憶し、前回の記録紙サイズと比較して印刷する記録紙サイズが大きい場合のみ、記録紙サイズに対応して選択したサーミスタ(21b▲1▼,21b▲2▼〜21d▲1▼,21d▲2▼)の検出温度から給紙開始タイミングを制御することにより、多種多様な紙幅の記録紙が通紙された場合にも端部昇温の影響を受けずに正確な温度制御と端部昇温の抑制を行うことができる。
【0097】
非通紙部の昇温については、両端の非通紙部にサーミスタ21e▲1▼,21e▲2▼を配設し、検出温度に基づいて、紙間時間を制御することで、周辺部材の耐熱温度を抑制することができる。また、各記録紙の端部にサーミスタを配置しているため、ヒータの配熱をあまり気にすることはないので、比較的簡単な構成の安価な定着装置となっている。
【0098】
次に、本発明の第3の実施の形態について説明する。図13は、本発明の画像形成装置が備える定着装置の第3の実施の形態を示す図である。本実施の形態は、複数の温度検出器を定着ローラ長手方向の記録紙サイズの一方の端部のみに対応した位置に配置したものである。この実施の形態において、ヒータ配光は、中央部100%に対して、記録紙の最大サイズの両端部に110%±10%のピーク値を持つヒータを用いることができる。
【0099】
なお、本実施の形態は、上記第2の実施の形態と同様の定着装置に適用したものである。図13に示す実施の形態では、前記した第2とほぼ同様の構成において、定着ローラ2の長手方向に複数のサーミスタ31a〜31eが配設される。サーミスタ31aは、定着ローラ2の中央位置(図13中の一点破線で示す位置)に設けられ、サーミスタ31b〜31dは、それぞれ記録紙サイズの端部位置(図13中において、A5〜A3で示す破線位置が記録紙サイズA5,B5/B4,A4/A3の記録紙の端部位置を示している)の片側に配設される。また、サーミスタ31eは、記録紙最大幅の外側の非通紙部に設けられ、サーモSW7(図示していない)と同じ位置の円周上に配設されている。なお、図13では、サーミスタ31b〜31eは、定着ローラ2の中央に対して両側に振り分けて、各記録紙サイズの端部位置に配設されている以外は、前記した図9と同様であるためその詳細な説明を省略する。
【0100】
なお、上記各実施の形態においては、サーミスタ6a〜6b,21a,21b▲1▼,21b▲2▼〜21e▲1▼,21e▲2▼、31a〜31eにより定着ローラ2の温度を検出しているが、温度検出手段としては、サーミスタに限るものではない。
【0101】
また、上記各実施の形態によれば、サーミスタ6a〜6c,21a〜21e,31a〜31eの検出した最低温度が予め設定された設定下限値以下であるかどうかにより、ヒータ5のオン/オフ制御を行っているが、ヒータ5のオン/オフ制御は、これに限るものではない。
【0102】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、定着ローラ上に複数の温度検出手段を配設し、少なくとも1つの温度検出手段の検出温度と紙間時間テーブルで紙間制御し、通紙した記録紙のサイズを記憶して前回の記録紙サイズと通紙する記録紙サイズを比較し、サイズが大きい場合のみ全ての温度検出手段の検出温度に基づいて給紙開始タイミング制御を行うことで、小サイズの記録紙に対する非通紙部の昇温を定着ローラ周辺部材の耐熱温度以内に収めることができ、小サイズの記録紙の後、大サイズの通紙を行う場合に発生する端部の昇温によるオフセット現象を抑えることができる。
【0103】
また、本発明によれば、通紙した記録紙のサイズを記憶して前回の記録紙サイズと通紙する記録紙サイズを比較し、サイズが大きい場合のみ少なくとも1つの温度検出手段の検出温度に基づいて記録紙サイズと給紙開始温度テーブルで給紙タイミング制御を行うことで、小サイズ紙に対する非通紙部昇温を定着ローラ周辺部材の耐熱温度以内に収めることができ、小サイズ通紙後の大サイズ通紙時に発生する端部昇温によるオフセット現象を抑えることができる。
【0104】
また、薄肉の定着ローラを使用することによって顕著に発生する非通紙部の端部昇温や、立ち上げ時の端部定着性の確保の問題についても、複数の温度検出の中から最低温度を検出して温度制御することにより克服できるため、比較的安価な定着装置の構成が可能となる。
【0105】
また、本発明によれば、ヒータ配光を規制し、温度検出手段が2つ以上配設され、少なくとも一方側の記録紙最大サイズ非通紙域端部位置と中央位置とにそれぞれ配設し、中央位置でプリント中の温度を制御し、一方側の記録紙最大サイズ非通紙域端部位置に配設された温度検出手段による温度検出により、紙間時間制御を行うことができる。
【0106】
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の画像形成装置の第1の実施の形態を適用した定着装置の側面部分を示す図である。
【図2】本発明の画像形成装置の第1の実施の形態を適用した定着装置の正面部分を示す図、およびヒータの配光分布を示す図である。
【図3】本発明の画像形成装置の定着装置による立ち上げ処理を説明するためのフローチャートである。
【図4】本発明の画像形成装置の定着装置によるスタンバイ(待機)制御を説明するためのフローチャートである。
【図5】本発明の画像形成装置の定着装置による給紙制御を説明するためのフローチャートである。
【図6】本発明の画像形成装置の定着装置に用いる記録紙サイズと給紙開始温度との間のテーブルを示す図である。
【図7】本発明の画像形成装置の定着装置に用いる紙間時間延長テーブルを示す図である。
【図8】記録紙サイズと給紙開始温度との関係を示す実験データを示すグラフである。
【図9】本発明の画像形成装置の第2の実施の形態を適用した定着装置を説明するための正面部分を示す図である。
【図10】本発明の第2の実施の形態による立ち上げ処理を説明するためのフローチャートである。
【図11】本発明の第2の実施の形態によるスタンバイ(待機)制御を説明するためのフローチャートである。
【図12】本発明の第2の実施の形態による給紙制御を説明するためのフローチャートである。
【図13】本発明の画像形成装置が備える定着装置の第3の実施の形態を示す図である。
【符号の説明】
1,20,30 定着装置
2 定着ローラ
3 加圧ローラ
4 加圧スプリング
5 加熱手段(ヒータ)
6a 中央部サーミスタ
6b 非通紙部サーミスタ
7 サーモSW(安全装置)
8 入口ガイド
9 排紙ガイド
10 分離爪
11a,11b 排紙ローラ
12,13 除電針
14 ヒータドライバ
15 CPU
16 イメージ処理部
21a,31a 中央部サーミスタ
21b▲1▼,▲2▼,31b A3記録紙端部サーミスタ
21c▲1▼,▲2▼,31c B4記録紙端部サーミスタ
21d▲1▼,▲2▼,31d A5記録紙端部サーミスタ
21e▲1▼,▲2▼,31e 記録紙最大幅の外側の非通紙部サーミスタ[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to an image forming apparatus such as a printer, a copier, and a facsimile, and more particularly, to a fixing device that appropriately detects the temperature of a fixing roller and controls the temperature.
[0002]
[Prior art]
In recent years, so-called electrophotographic image forming apparatuses have been used as image forming apparatuses because of their good print quality.
[0003]
In such an electrophotographic image forming apparatus, an electrostatic latent image is formed on a photoconductor by light modulated based on image data, and toner is attached to the photoconductor on which the electrostatic latent image is formed. develop. The toner adhered to the photoreceptor is transferred to a recording paper, and the recording paper having the toner adhered thereto is transported to a fixing roller, and the toner is fixed on the recording paper by the fixing roller. The fixing roller is heated by a fixing heater, is controlled to a predetermined fixing temperature, and performs a process of preventing overheating.
[0004]
To control the fixing temperature in a conventional fixing device, only one temperature detector such as a thermistor is provided at a predetermined fixed position, and the minimum temperature of the fixing roller is detected by the one temperature detector. A control circuit controls on / off of a fixing heater to control the fixing roller to a fixing temperature so as to be within a preset on / off temperature range centered on the center.
The overheating prevention in the conventional fixing device is provided in the event of an abnormality such as runaway of a control circuit, and is provided with a thermal fuse or a thermoswitch (SW) to protect the fixing heater from overheating, or to use an analog comparator for the fixing heater. Overheat protection. Further, two temperature detectors such as thermistors are provided at predetermined fixed positions, one of the temperature detectors is used for temperature control, and the other temperature detector is used for detecting abnormal temperatures. Has been proposed to protect the fixing heater from overheating to prepare for occurrence of abnormalities such as runaway of the control circuit.
However, the fixing devices that have been proposed in the past have a common configuration in that there is only one temperature detector that controls the temperature of the fixing roller. Normally, when a small-size recording sheet is passed, the temperature difference between the sheet passing area and the non-sheet passing area becomes large. In the configuration in which the control is performed, since the temperature of the paper passing area cannot be accurately detected, the fixing is performed without rising to a predetermined fixing temperature in a part of the fixing roller in the longitudinal direction. May occur.
Also, when the temperature detecting element constituting the temperature detector is a safety device such as a thermoswitch, the temperature rise at the end is too large, and the safety device may be disconnected erroneously, or the runaway control circuit may be activated to connect the heater to the heater. In some cases, there is a problem that the power supply is stopped, or a problem occurs in that the temperature of the peripheral members exceeds the heat-resistant temperature and the durability is reduced.
[0005]
As described above, the conventional fixing device has a problem that the minimum temperature of the fixing roller cannot be appropriately detected and managed.
[0006]
[Problems to be solved by the invention]
According to the above-described conventional example, when the light distribution (heat distribution) of the heater is set so as to secure the fixing property of the recording paper having the maximum width, the small-sized recording paper has a paper-passing side and a non-paper-passing side. That is, the amount of heat taken out differs greatly between the center of the fixing roller and the left and right. At this time, there is a possibility that a so-called offset may occur due to a remarkable temperature rise of the non-sheet passing portion or the fixing device may be damaged. In order to avoid this, the thermal conductivity of the fixing roller in the lateral direction must be improved, and for that purpose, the thickness of the core metal of the fixing roller must be increased. Since the heat capacity of the thick fixing roller increases, inconveniences such as a longer warm-up time and an increase in cost arise.
[0007]
On the other hand, if a thin fixing roller is used to shorten the warm-up time, the heat conductivity in the lateral direction is deteriorated due to the thinning. Therefore, when starting up the apparatus in the room temperature state, the temperature rise at the end of the fixing roller is slower than that near the center of the sheet passing portion, so that there is a problem that the fixability at the end is deteriorated. On the other hand, if the heater light distribution at both ends is increased to secure the fixing property of the end portion at the time of startup, the heat supply balance is lost during printing, and the temperature of the end portion is maintained even when the maximum width recording paper is passed. Is higher than the center. As a result, the temperature of the non-sheet passing portion rises above the heat-resistant temperature of the peripheral members, the temperature rise of the end portion is too large, the safety device is erroneously disconnected, or the runaway control circuit operates and the heater power supply is stopped. Inconvenience occurs.
[0008]
Further, unless the amount of heat generated by the heater is increased as the sheet passing speed is increased, the amount of heat taken out by the recording paper (the amount of heat required for fixing) cannot be compensated. If the heating value of the heater is increased when a thin fixing roller is used, the temperature of the non-sheet passing portion rises significantly.
[0009]
As a countermeasure, there is a method of using two heaters. The first heater has a higher heat distribution at both ends with respect to the center, and the second heater has a lower heat distribution at both ends with respect to the center. As a result, the amount of heat required for fixing is secured by using the first and second heaters for large-size recording paper. On the other hand, for a recording sheet such as a small-sized recording sheet which takes a small amount of heat, only the second heater is used to prevent the temperature from rising at the end. However, disadvantages arise in that complicated control is required to turn on the heater, power consumption is increased by using two heaters, and cost is increased due to an increase in the number of parts.
[0010]
In addition, in order to suppress the temperature rise at the end in the configuration of one heater, a roller made of an Al material or a SUS material is installed on the pressure roller, and heat is radiated by the AL or SUS roller through the pressure roller to fix the fixing roller and the heating roller. There is also a method of making the heat in the lateral direction of the pressure roller uniform. However, since this method is equivalent to increasing the heat capacity of the pressure roller, the warm-up time is somewhat longer, which is contrary to the shortening of the warm-up time, and the cost is increased by additional members. And the like.
[0011]
Therefore, the present invention solves the above-mentioned problems, and prevents the offset phenomenon due to the temperature rise of the non-sheet passing portion regardless of the paper size of each recording paper even with a thin fixing roller, and without exceeding the heat resistance temperature of the peripheral member, It is an object of the present invention to provide an image forming apparatus provided with a fixing device having a relatively inexpensive configuration capable of ensuring excellent fixing performance.
[0012]
[Means for Solving the Problems]
According to the present invention, when recording paper is continuously passed, the time (inter-sheet time) between the recording paper that has passed last time and the recording paper that passes next is controlled based on the temperature of the fixing roller. Control the paper feed timing based on the size of the recording paper to be passed and the temperature of the fixing roller, thereby reducing the effect of the temperature rise at the edges regardless of the size of the recording paper, and achieving accurate temperature control. Suppress the temperature rise at the end.
[0013]
A first aspect of the present invention is an aspect for controlling a paper interval time during continuous paper passing, in which a recording paper carrying an unfixed toner image on its surface is sandwiched between a pair of rollers including a fixing roller and a pressure roller. In an image forming apparatus provided with a fixing device for fixing an unfixed toner image on recording paper by inserting the same while applying heat and pressure, temperature detection is performed to detect at least two temperatures along the longitudinal direction of the fixing roller. Means, power supply control means for controlling power supply to the fixing heater based on the temperature detected by each temperature detection means, and temperature detection means based on a paper interval time table which defines the relationship between the temperature of the fixing roller and the paper interval time. An inter-sheet time control means for controlling an inter-sheet time during continuous sheet feeding by obtaining an inter-sheet time for at least one detected temperature to be detected.
[0014]
The inter-paper time control means obtains the inter-paper time according to the temperature of the fixing roller using the inter-paper time table, and performs control to extend the inter-paper time to prevent the temperature of the end from rising. Heat resistance of roller bearings, heater elements, etc., and erroneous disconnection of safety devices are avoided.
[0015]
A second aspect of the present invention is an aspect for controlling the paper feed timing, and includes a temperature detecting means and an energization control means as well as the first aspect, and defines a relationship between a recording paper size and a paper feed start temperature. Paper feed start temperature for the recording paper size based on the obtained paper feed start temperature table, and compares the obtained paper feed start temperature with all the detected temperatures to control paper feed timing. A configuration is provided.
[0016]
The paper feed timing control means starts the paper feed immediately based on the detected temperature of the fixing roller based on the paper feed start temperature determined according to the recording paper size, or waits until the paper feed start temperature decreases. By performing such control, the influence of the temperature rise at the end is suppressed.
[0017]
Further, a third aspect of the present invention is an aspect for controlling a sheet interval time and a paper feed timing, and includes a temperature detecting means and an energization control means as in the first and second aspects, and a first aspect. And a sheet feed timing control unit according to the second embodiment.
[0018]
In the above aspect, the paper feed timing control means stores the recording paper size that has been passed last time in order to obtain a paper feed start temperature corresponding to the recording paper size, and stores the stored paper size and paper feeding size. And a comparing unit for comparing the recording paper size with the recording paper size. The paper feed timing control means determines a paper feed start temperature based on the comparison result of the recording paper size by the comparison means, and performs control according to the detected temperature of the fixing roller based on the paper feed start temperature.
[0019]
The control by the paper feed timing control means, for example, starts the paper feed when the recording paper size to be passed is smaller than or the same size as the previously passed recording paper, and the recording paper size to be passed last time When the paper size is larger than the recording paper size, the paper supply start temperature determined by the recording paper size is compared with the maximum temperature among the detected temperatures based on the paper supply start temperature table, and based on the comparison result, Start paper feeding or wait until the paper feeding start temperature is reached.
[0020]
In the above aspect, the sheet interval time control means obtains the sheet interval time table based on the sheet interval time with respect to the maximum temperature of the end position of the non-sheet passing area of the maximum size of the recording sheet of the fixing roller. The inter-sheet time table defines the relationship between the maximum temperature for setting the inter-sheet time and the time width for extending the inter-sheet time. The higher the temperature, the longer the extension time is set. By waiting for paper feeding for this extended time, the temperature of the fixing roller is lowered, and the temperature rise at the end is suppressed.
[0021]
Further, according to the present invention, one heater is disposed inside the fixing roller, and this heater is provided with a light distribution peak only in the vicinity of both side edges of the paper passing area of the maximum size of the recording paper. At least the lower limit is made higher than the central light distribution level, and the light distribution levels in the other paper passing areas are all provided with a flat light distribution in the high light distribution area. The light distribution level of the peak is, for example, in a range of 110 ± 10% (that is, more than 100% and 120% or less) when the central light distribution level is 100%. With this light distribution, fixing can be performed with a relatively low heat capacity even when the fixing roller is thin or when the recording paper having the maximum width is passed.
[0022]
For example, if only the end temperature detecting means is set extremely high, the inter-sheet time will be prolonged due to the high temperature due to the light distribution, and the temperature of the other parts will be insufficient, and the fixability will be poor. Also, if only the non-end temperature detecting means is set high, the end temperature of the non-end detecting means becomes excessively high, and when printing a large-size recording paper after printing a small-size recording paper. However, there is a problem of durability such that an offset phenomenon occurs at an end portion and wear is accelerated due to thermal deterioration of a bearing or the like.
[0023]
On the other hand, according to the present invention, accurate temperature control and suppression of temperature rise at the end can be performed even when the end detection temperature means detects at least one side.
[0024]
In the above aspect, the temperature detecting means detects the temperature of the end position of the non-sheet passing area on at least one side and the sheet passing area position including at least the center position among the both ends of the recording paper maximum size. Further, the paper passing area position where the temperature is detected may be a plurality of positions corresponding to the end of the size of the recording paper to be passed. Further, the paper passing area position for performing the temperature detection may be on both sides or only one side with respect to the center position.
[0025]
The temperature detecting means is disposed at the end position and the center position of the non-sheet passing area on at least one side of both ends of the recording paper maximum size, so that the excessive temperature rise at the end regardless of the recording paper size. Can be detected. By adjusting the fixing temperature based on the temperature detected by the temperature detector installed at the center position, even when recording paper of various widths is passed, it is not affected by the temperature rise at the edge. It is possible to control the temperature and suppress the temperature rise at the end.
[0026]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. Note that the embodiments described below are preferred embodiments of the present invention, and thus various technically preferable limitations are added. However, the scope of the present invention is not limited to the embodiments described below. The embodiments are not limited to these embodiments unless otherwise specified.
[0027]
First, a first embodiment of the present invention will be described. FIGS. 1 to 7 are diagrams showing a first embodiment of a fixing device provided in the image forming apparatus of the present invention. In this embodiment, two temperature detectors are fixed in the longitudinal direction of the fixing roller. The example shown in FIG.
[0028]
FIG. 1 is a view showing a side portion of a fixing device 1 to which the first embodiment of the image forming apparatus of the present invention is applied, and FIG. 2 is a diagram showing the first embodiment of the image forming apparatus of the present invention. FIG. 3 is a diagram illustrating a front part of the fixing device 1 to which the fixing device 1 is applied and a light distribution of a heater.
[0029]
In FIG. 1, a fixing device 1 has a
[0030]
As shown in FIG. 2, the light distribution characteristic of the heater (fixing heater) 5 has a light distribution peak only in the vicinity of both side ends of the paper passing area having the maximum size of the recording paper, and the light distribution in the central portion is 100%. In this case, the light distribution peak near both ends is 110 ± 10%. The light distribution in the vicinity of both end portions is at least larger than the light distribution in the central portion and is within a range of 20% of the light distribution in the central portion.
[0031]
The fixing
[0032]
As shown in FIG. 1, the fixing
[0033]
In FIG. 1, a plurality of
[0034]
As shown in FIG. 2, the
[0035]
Hereinafter, a description will be given of a startup process in which the image forming apparatus is driven from a room temperature. The start-up process is generally performed at the beginning of the morning or the like, and the rollers are at room temperature.
[0036]
FIG. 3 is a flowchart for explaining the start-up process. In the start-up process, since the fixing roller and the pressure roller start up from a cold state, the thinner the fixing roller is, the slower the temperature rise at the end portion than in the vicinity of the center portion. After the power of the main body is turned on (step S1a), when the
[0037]
The
[0038]
Next, the
[0039]
If the detected temperature does not exceed the set lower limit in steps S2b and 2c, the rotation and heating of the roller are continued.
[0040]
The
[0041]
That is, the
[0042]
When there is no print signal, the standby (standby) control is maintained. FIG. 4 is a flowchart for explaining the standby (standby) control.
[0043]
In the standby (standby) control, as shown in the flowchart of FIG. 4, when a print signal is input from the
[0044]
In the step S3b, the
[0045]
Next, the operation of the present embodiment will be described. FIG. 5 is a flowchart for explaining sheet feed control according to the present invention.
[0046]
In the standby control state (step S2e), a print signal is transmitted from the image processing unit 16 (step S4a), and when the print signal is input to the
[0047]
The
[0048]
At this time, when the print signal is input to the
[0049]
On the other hand, when the current recording paper size is larger than the previous recording paper size, the paper feed timing is controlled depending on the recording paper size. This paper feed timing control is to start paper feed when the detected temperature of the non-sheet passing portion is equal to or lower than the paper feed start temperature. It is determined based on a table (shown in FIG. 6) between the starting temperature. If the maximum temperature of the temperature detection signal of the thermistor 6a in the non-sheet passing portion (hereinafter, referred to as the maximum detection temperature of paper feed start) is higher than the set temperature obtained from this table, the heater is stopped and the roller is rotated to fix. The temperature of the roller is lowered (step S5d).
[0050]
On the other hand, if the maximum feed start detection temperature is equal to or lower than the set temperature, the lowest temperature detected by the
[0051]
FIG. 6 is a table that determines the relationship between the recording paper size and the paper supply start temperature. The offset phenomenon does not occur when a large-sized recording paper is passed after printing a small-sized recording paper. Is set to The recording paper size and the paper feed start temperature table can be determined based on, for example, experimental data shown in FIG.
[0052]
FIG. 8 shows the temperature distribution from the center to the end of the fixing
[0053]
From this graph, 190 ° C. is set as the offset prevention temperature so that the end temperature of each recording paper size is not printed at the offset temperature of 195 ° C., and the maximum detected temperature of the end thermistor 6 a is determined by the offset prevention temperature (190 ° C.). The paper feed start maximum detected temperature at which paper feed is started when C) is reached is set.
[0054]
Further, the temperature distribution when the detection temperature of the end thermistor 6a reaches 215 ° C. when the recording paper of B6 size which is equal to or smaller than A5 size is continuously passed is indicated by a solid thin line G1. Since the end of the A5 size is equal to or lower than the offset prevention temperature, the maximum feed start detection temperature is not set.
[0055]
That is, when the print signal and the recording paper size are input to the
[0056]
If the recording paper size to be passed this time is smaller than the previous recording paper size or the same size, paper feeding is started.If the recording paper size is larger than the previous printing paper size, the recording paper size and The set temperature obtained based on the sheet feed start temperature table is compared with the detected temperature at the end. If the set temperature is lower than the set temperature, sheet feeding is started, and if the set temperature is higher than the set temperature, the process stands by (step S5).
[0057]
When the paper feeding is started (step S5f), the recording paper on which the toner is transferred is conveyed to the fixing device 1 from the right side in FIG. 1, and the printing process is executed (step S6).
[0058]
In the printing process, the fixing device 1 compares the temperature detection signal from the
[0059]
After the printing process for one page is completed (step S6d), it is determined whether or not the entire job corresponding to one print signal is completed (step S6e). When the job has not been completed (continuous paper passing), paper time control for adjusting the extension of the time between paper feeds according to the temperature state is performed, and the temperature rise at the end is suppressed.
[0060]
In this sheet interval control, the temperature detection signal from the
[0061]
FIG. 7 shows an example of the sheet interval time table. For example, when the set maximum detected temperature is 207 ° C. or less, sheet feeding is started immediately without extending the sheet interval time. When the temperature is between 1 ° C. and 208 ° C., the sheet feeding is started after the inter-sheet time is extended by 2 seconds. In addition, in the sheet interval time table, in addition to setting the extension time, the apparatus waits until the set maximum detected temperature becomes 210 ° C., as in the case where the set maximum detected temperature is between 216.1 ° C. and 218 ° C. If the temperature is higher, the heater may be forcibly stopped when it is determined that the temperature is abnormal.
[0062]
According to the sheet interval time table, the sheet interval is extended based on the maximum detected temperature at the end of the thermistor 6a disposed in the non-sheet passing portion of the fixing roller having the maximum size of the recording sheet to prevent the temperature rise at the end. When the recording paper of a small size is passed, the heat of the roller bearings and the heater element due to the temperature rise at the roller end and the temperature rise at the end of the thermo SW7 which is a safety device are large. It is possible to avoid such a problem that an inconvenience such as erroneous disconnection occurs. According to the setting example of FIG. 7, the recording paper is fed at an average temperature of 210 ° C. detected by the end thermistor 6a on average.
[0063]
After the paper is fed as described above, the fixing device 1 presses the recording paper against the fixing
[0064]
When there is a print signal, when the recording paper size of the continuous paper passing is different (when a plurality of continuous JOBs are processed), the size of the printed recording paper is recorded in the
[0065]
According to the present embodiment, the light distribution of the
[0066]
Next, a second embodiment of the present invention will be described.
[0067]
FIGS. 9 to 12 are a diagram showing a front part for explaining a fixing device to which the second embodiment of the image forming apparatus of the present invention is applied, and a flowchart for explaining the operation. This embodiment is an example of a configuration in which a plurality of temperature detectors are arranged at positions corresponding to both ends of the recording paper size in the longitudinal direction of the fixing roller.
[0068]
This embodiment is applied to a fixing device similar to that of the first embodiment. In the description of this embodiment, the same components as those of the first embodiment will be described. , The same reference numerals are given, and the detailed description is omitted.
[0069]
9, the fixing
[0070]
The thermistors 21e (1) and 21e (2) are provided in the non-sheet passing portion having the maximum width of the recording paper, and are disposed on the circumference at the same position as the
[0071]
Hereinafter, a description will be given of a startup process when the image forming apparatus is driven from a cold state.
[0072]
FIG. 10 is a flowchart for explaining the start-up process. Steps similar to those in the flowchart shown in FIG. 3 are denoted by the same step numbers, and different steps (steps S1c ', 2b', 2c ') are described. The symbol “′” is attached.
[0073]
In the start-up process, since the fixing roller and the pressure roller start up from a cold state, the temperature rise of the thinner fixing roller is slower at the end than in the vicinity of the center. After the power of the main body is turned on (Step S1a), when the
[0074]
That is, temperature detection signals of the central thermistor 21a and the thermistors (for example, 21b (1), 21b (2)) corresponding to the maximum width of the recording paper are input to the
[0075]
The
[0076]
Next, the
[0077]
If the detected temperature does not exceed the set lower limit in steps S2b 'and 2c', the rotation and heating of the roller are continued (step S2a).
[0078]
The
[0079]
That is, the
[0080]
When there is no print signal, the standby (standby) control is maintained. FIG. 11 is a flowchart for explaining the standby (standby) control, which is almost the same as the flowchart of FIG. 4 described above. Here, the same steps as those in the flowchart shown in FIG. 4 are denoted by the same step numbers, and similar steps (step S3b ′) are denoted by “′”.
[0081]
In the standby (standby) control, as shown in the flowchart of FIG. 11, when a print signal is input from the
[0082]
In the step S3b ', the
[0083]
Next, the operation of the present embodiment will be described. FIG. 12 is a flowchart for explaining sheet feed control according to the second embodiment of the present invention.
[0084]
In the standby (standby) control state, when a print signal is input from the
[0085]
In the fixing device 1, when the heater is turned on, each roller starts rotating (step S4c), and the detected temperature of the thermistor 21a disposed at the center is compared with a set lower limit value. , Set temperature = 175 ° C.) or less, and outputs a drive signal to the heater driver 14 (step S5a ′). The
[0086]
At this time, the
[0087]
On the other hand, when the recording size is larger than that of the previous print, the temperature detection signal of the thermistor selected in accordance with the recording paper size position from the thermistors 21b (1), 21b (2) to 21d (1), 21d (2). (Hereinafter referred to as a maximum detected temperature at the start of feeding, for example, 195 ° C.) or the temperature detection signals of all thermistors and the set temperature. The set temperature is determined according to the recording paper size based on the recording paper size and the paper feed start temperature table shown in FIG. Thus, paper feed timing control according to the recording paper size is performed (step S5d '). In the feed timing control in step S5d ', if the temperature is equal to or lower than the set temperature, the detected temperature of the thermistor 21a disposed in the center is compared with the set lower limit in step S5e', and then the feed is started. In the case described above, control to wait while rotating the roller is performed. Note that the maximum feed start detection temperature is set so that an offset phenomenon does not occur when a large-size recording sheet is passed after a small-size recording sheet.
[0088]
That is, when the print signal is input to the
[0089]
If the size of the recording paper fed this time is smaller than the size of the recording paper of the previous print, if the size is the same, and if there is no recording of the previous print size (when the power is turned off), paper feeding is started. On the other hand, when the recording paper size fed this time is larger than the recording paper size of the previous print, the thermistors (21b (1), 21b (2) to 21d (1), 21d) selected according to the recording paper size. The control unit compares the maximum detected sheet feed start temperature of the temperature detection signal of 2)) with the set temperature. If the temperature is equal to or lower than the set temperature, sheet feeding is started, and if the temperature is equal to or higher than the set temperature, control is performed to wait (step S5).
[0090]
When the sheet feeding is started, the temperature detection signals from the thermistor 21a arranged in the center and the selected thermistors (21b (1), 21b (2) to 21d (1), 21d (2)) are set to the lower limit. Then, it is checked whether the lowest detected temperature is equal to or lower than the set lower limit, and a drive signal is output to the
[0091]
In the case where the paper is continuously passed, the paper interval time is controlled. The temperature detection signals from the thermistor 21a disposed at the center of the fixing roller and the selected thermistors (21b (1), 21b (2) to 21d (1), 21d (2)) are compared with a set lower limit. It is checked whether the minimum detected temperature is equal to or lower than the set lower limit value (set temperature, for example, 175 ° C.), and the power supply to the
[0092]
Further, in the temperature detection by the selected thermistors (21b (1), 21b (2) to 21d (1), 21d (2)), there is a problem of heat resistance of bearings and heater elements of each roller corresponding to a peripheral member, and a safety device. Since the problem of the
[0093]
As described above, the fixing
[0094]
Further, when the recording paper size of the continuous paper passing is different (when a plurality of continuous JOBs are processed), the
[0095]
Therefore, according to the present embodiment, the thermistor 21a disposed at the center of the fixing
[0096]
The recording paper size to be printed is stored, and only when the recording paper size to be printed is larger than the previous recording paper size, the thermistor (21b (1), 21b (2)) selected according to the recording paper size. -21d-1) and 21d-2) to control the paper feed start timing, so that even when recording paper of various widths is passed, it is not affected by the temperature rise at the edge. Accurate temperature control and suppression of end temperature rise can be performed.
[0097]
Regarding the temperature rise of the non-sheet passing portion, thermistors 21e (1) and 21e (2) are disposed at the non-sheet passing portions at both ends, and the inter-sheet time is controlled based on the detected temperature, so that the peripheral members can be heated. The heat resistance temperature can be suppressed. Further, since the thermistor is disposed at the end of each recording sheet, the heat distribution of the heater is not so much taken into consideration, so that an inexpensive fixing device having a relatively simple configuration is provided.
[0098]
Next, a third embodiment of the present invention will be described. FIG. 13 is a diagram showing a third embodiment of the fixing device provided in the image forming apparatus of the present invention. In this embodiment, a plurality of temperature detectors are arranged at positions corresponding to only one end of the recording paper size in the longitudinal direction of the fixing roller. In this embodiment, the heater light distribution may use a heater having a peak value of 110% ± 10% at both ends of the maximum size of the recording paper with respect to the central portion of 100%.
[0099]
This embodiment is applied to the same fixing device as the second embodiment. In the embodiment shown in FIG. 13, a plurality of
[0100]
In the above embodiments, the temperature of the fixing
[0101]
Further, according to each of the above embodiments, the on / off control of the
[0102]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, a plurality of temperature detecting units are disposed on the fixing roller, and the detected temperature of at least one temperature detecting unit and the sheet interval are controlled by the sheet interval time table. By storing the paper size, comparing the previous recording paper size with the recording paper size to be passed, and performing paper feed start timing control based on the detected temperatures of all temperature detecting means only when the paper size is large, The temperature rise of the non-sheet passing area for the recording paper of the size can be kept within the heat-resistant temperature of the peripheral members of the fixing roller. The offset phenomenon due to temperature can be suppressed.
[0103]
Further, according to the present invention, the size of the passed recording paper is stored, the previous recording paper size is compared with the recording paper size to be passed, and only when the size is large, the detected temperature of at least one temperature detecting means is detected. By controlling the paper feed timing based on the recording paper size and the paper feed start temperature table based on the recording paper size, it is possible to keep the temperature rise in the non-sheet passing area for the small size paper within the heat resistance temperature of the peripheral members of the fixing roller. It is possible to suppress an offset phenomenon caused by a rise in temperature at the end portion which occurs when a large-size sheet is subsequently passed.
[0104]
In addition, regarding the temperature rise at the end of the non-sheet passing portion, which is notable due to the use of a thin fixing roller, and the problem of securing the end fixability at startup, the lowest Can be overcome by detecting the temperature and controlling the temperature, so that a relatively inexpensive fixing device can be configured.
[0105]
Further, according to the present invention, the light distribution of the heater is regulated, and two or more temperature detecting means are provided. The temperature detecting means is provided at the end position and the center position of the recording paper maximum size non-sheet passing area on at least one side. In addition, the temperature during printing is controlled at the center position, and the sheet interval time can be controlled by detecting the temperature by the temperature detecting means disposed at the end of the recording paper maximum size non-sheet passing area on one side.
[0106]
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a diagram illustrating a side portion of a fixing device to which an image forming apparatus according to a first embodiment of the present invention is applied.
FIG. 2 is a diagram illustrating a front part of a fixing device to which the first embodiment of the image forming apparatus according to the invention is applied, and a diagram illustrating a light distribution of a heater.
FIG. 3 is a flowchart illustrating a start-up process performed by the fixing device of the image forming apparatus according to the present invention.
FIG. 4 is a flowchart for explaining standby (standby) control by the fixing device of the image forming apparatus of the present invention.
FIG. 5 is a flowchart for explaining sheet feed control by a fixing device of the image forming apparatus of the present invention.
FIG. 6 is a diagram illustrating a table between a recording sheet size and a sheet feeding start temperature used in a fixing device of the image forming apparatus of the present invention.
FIG. 7 is a diagram illustrating a sheet interval time extension table used in the fixing device of the image forming apparatus according to the present invention.
FIG. 8 is a graph showing experimental data showing a relationship between a recording paper size and a paper feeding start temperature.
FIG. 9 is a diagram showing a front part for explaining a fixing device to which a second embodiment of the image forming apparatus of the present invention is applied.
FIG. 10 is a flowchart illustrating a start-up process according to a second embodiment of the present invention.
FIG. 11 is a flowchart illustrating standby (standby) control according to a second embodiment of the present invention.
FIG. 12 is a flowchart illustrating a sheet feed control according to a second embodiment of the present invention.
FIG. 13 is a view showing a third embodiment of the fixing device provided in the image forming apparatus of the present invention.
[Explanation of symbols]
1,20,30 Fixing device
2 Fixing roller
3 Pressure roller
4 Pressure spring
5 heating means (heater)
6a Central thermistor
6b Non-sheet passing part thermistor
7 Thermo SW (safety device)
8 entrance guide
9 Paper ejection guide
10 Separating claws
11a, 11b discharge roller
12, 13 static elimination needle
14 Heater driver
15 CPU
16 Image processing unit
21a, 31a Central thermistor
21b (1), (2), 31b A3 recording paper end thermistor
21c (1), (2), 31c B4 recording paper end thermistor
21d (1), (2), 31d A5 recording paper edge thermistor
21e (1), (2), 31e Non-sheet passing portion thermistor outside the maximum width of recording paper
Claims (10)
前記定着ローラの長手方向に沿った少なくとも2箇所の温度を検出する温度検出手段と、
前記各温度検出手段の検出温度に基づいて前記定着ヒータヘの通電を制御する通電制御手段と、
定着ローラの温度と紙間時間との関係を定める紙間時間テーブルに基づいて前記温度検出手段が検出する少なくとも1つの検出温度に対して定まる紙間時間を求めることにより、連続通紙時の紙間時間の制御を行う紙間時間制御手段と
を備えたことを特徴とする画像形成装置。The unfixed toner image is fixed on the recording paper by sandwiching the recording paper carrying the unfixed toner image on the surface with a pair of rollers including a fixing roller and a pressure roller, and inserting the unfixed toner image while applying heat and pressure. An image forming apparatus having a fixing device for causing
Temperature detecting means for detecting at least two temperatures along the longitudinal direction of the fixing roller;
Energization control means for controlling energization to the fixing heater based on the detected temperatures of the temperature detection means,
By obtaining a paper interval determined for at least one detected temperature detected by the temperature detecting means based on a paper interval table that determines a relationship between the temperature of the fixing roller and the paper interval, the paper interval during continuous paper passing is determined. An image forming apparatus, comprising: a sheet interval time control unit that controls an interval time.
前記定着ローラの長手方向に沿った少なくとも2箇所の温度を検出する温度検出手段と、
前記各温度検出手段の検出温度に基づいて前記定着ヒータヘの通電を制御する通電制御手段と、
記録紙サイズと給紙開始温度との関係を定める給紙開始温度テーブルに基づいて記録紙サイズに対して定まる給紙開始温度を求め、当該給紙開始温度と全ての前記検出温度との比較により、給紙タイミングの制御を行う給紙タイミング制御手段と
を備えたことを特徴とする画像形成装置。The unfixed toner image is fixed on the recording paper by sandwiching the recording paper carrying the unfixed toner image on the surface with a pair of rollers including a fixing roller and a pressure roller, and inserting the unfixed toner image while applying heat and pressure. An image forming apparatus having a fixing device for causing
Temperature detecting means for detecting at least two temperatures along the longitudinal direction of the fixing roller;
Energization control means for controlling energization to the fixing heater based on the detected temperatures of the temperature detection means,
A paper feed start temperature determined for the recording paper size is determined based on a paper feed start temperature table that determines the relationship between the recording paper size and the paper feed start temperature, and a comparison is made between the paper feed start temperature and all the detected temperatures. An image forming apparatus comprising: a sheet feed timing control unit for controlling sheet feed timing.
前記定着ローラの長手方向に沿った少なくとも2箇所の温度を検出する温度検出手段と、
前記各温度検出手段の検出温度に基づいて前記定着ヒータヘの通電を制御する通電制御手段と、
定着ローラの温度と紙間時間との関係を定める紙間時間テーブルに基づいて前記温度検出手段が検出する少なくとも1つの検出温度に対して定まる紙間時間を求めることにより、連続通紙時の紙間時間の制御を行う紙間時間制御手段と、
記録紙サイズと給紙開始温度との関係を定める給紙開始温度テーブルに基づいて記録紙サイズに対して定まる給紙開始温度を求め、当該給紙開始温度と全ての前記検出温度との比較により、給紙タイミングの制御を行う給紙タイミング制御手段と
を備えたことを特徴とする画像形成装置。The unfixed toner image is fixed on the recording paper by sandwiching the recording paper carrying the unfixed toner image on the surface with a pair of rollers including a fixing roller and a pressure roller, and inserting the unfixed toner image while applying heat and pressure. An image forming apparatus having a fixing device for causing
Temperature detecting means for detecting at least two temperatures along the longitudinal direction of the fixing roller;
Energization control means for controlling energization to the fixing heater based on the detected temperatures of the temperature detection means,
By obtaining a paper interval determined for at least one detected temperature detected by the temperature detecting means based on a paper interval table that determines a relationship between the temperature of the fixing roller and the paper interval, the paper interval during continuous paper passing is determined. Paper interval time control means for controlling the interval time,
A paper feed start temperature determined for the recording paper size is determined based on a paper feed start temperature table that determines the relationship between the recording paper size and the paper feed start temperature, and a comparison is made between the paper feed start temperature and all the detected temperatures. An image forming apparatus comprising: a sheet feed timing control unit for controlling sheet feed timing.
前記給紙タイミング制御手段は、当該比較手段による記録紙サイズの比較結果に基づいて給紙開始温度を定めることを特徴とする請求項2または3に記載の画像形成装置。Comparing means for storing the recording paper size that has been passed last time and comparing the recording paper size with the recording paper size to be passed,
4. The image forming apparatus according to claim 2, wherein the paper feed timing control unit determines a paper feed start temperature based on a comparison result of the recording paper size by the comparison unit. 5.
通紙する記録紙サイズが前回通紙した記録紙サイズ以下または同サイズであるときは給紙を開始し、
通紙する記録紙サイズが前回通紙した記録紙サイズよりも大きいサイズであるときは、給紙開始温度テーブルにおいて、記録紙サイズに対して定まる給紙開始温度と検出温度中の最高温度との比較に基づいて、給紙の開始または待機とすることを特徴とする請求項2〜4のいずれかに記載の画像形成装置。The paper feed timing control means,
If the size of the recording paper to be passed is smaller than or the same as the size of the recording paper last passed, paper feeding is started,
When the size of the recording paper to be passed is larger than the size of the recording paper that has passed the previous time, the maximum paper temperature between the paper supply start temperature and the detected temperature determined in the paper supply start temperature table is determined. The image forming apparatus according to any one of claims 2 to 4, wherein the start of the sheet feeding or the standby is based on the comparison.
前記紙間時間テーブルに基づいて、定着ローラの記録紙最大サイズの非通紙域端部位置の最高温度に対する紙間時間を求めることを特徴とする請求項1または3に記載の画像形成装置。The paper interval time control means,
4. The image forming apparatus according to claim 1, wherein an inter-sheet time with respect to a maximum temperature at an end position of a non-sheet-passing area of a maximum size of the recording sheet of the fixing roller is obtained based on the inter-sheet time table.
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