JP2005234067A - Image forming apparatus - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、電子写真方式、静電記録方式等の作像プロセスによりトナー像を記録材に転写方式または直接方式で形成し、そのトナー像を定着装置により加熱定着する画像形成装置に関するものである。 The present invention relates to an image forming apparatus in which a toner image is formed on a recording material by an image forming process such as an electrophotographic method or an electrostatic recording method by a transfer method or a direct method, and the toner image is heated and fixed by a fixing device. .
電子写真方式、静電記録方式等の作像プロセスを利用した画像形成装置では、感光体上に静電潜像を形成し、潜像を現像剤（トナー）を用いて現像してトナー像として可視化し、このトナー像を紙などの記録材上に転写し、その後、トナー像が転写された記録材を、定着装置に設けられた定着ローラと加圧ローラとで形成されるニップ部を通過させることにより、トナー像を記録材に永久画像として加熱定着している。 In an image forming apparatus using an image forming process such as an electrophotographic method or an electrostatic recording method, an electrostatic latent image is formed on a photoreceptor, and the latent image is developed using a developer (toner) to form a toner image. This toner image is visualized and transferred onto a recording material such as paper, and then the recording material onto which the toner image has been transferred passes through a nip formed by a fixing roller and a pressure roller provided in the fixing device. By doing so, the toner image is heat-fixed as a permanent image on the recording material.
近年、特にスタンバイ時に定着装置に電力を供給せず、消費電力を極力抑えた定着方法、すなわち、加熱ヒータ部と加圧ローラ間に薄いフィルムを介して記録材上のトナー像を定着するフィルム加熱方式の定着方法が、特許文献１、特許文献２、特許文献３、特許文献４などに提案されている。 In recent years, a fixing method that suppresses power consumption as much as possible without supplying power to the fixing device especially during standby, that is, film heating that fixes a toner image on a recording material through a thin film between a heater portion and a pressure roller. The fixing method is proposed in Patent Document 1, Patent Document 2, Patent Document 3, Patent Document 4, and the like.
フィルム加熱方式の定着装置を用いたプリンタ、複写機等の画像形成装置は、定着装置の加熱効率や立ち上がりの速さが速いことにより、待機中の予備加熱の不要化や待ち時間の短縮化など、従来の熱ローラ等による定着装置を用いた場合に比べて多くの利点を有している。 Image forming devices such as printers and copiers that use film heating type fixing devices eliminate the need for preheating during standby and shorten waiting times due to the fast heating efficiency and start-up speed of the fixing device. There are many advantages over the conventional fixing device using a heat roller or the like.
通常、使用者がプリント開始の指示を出してから、プリント動作が完了するまでの各段階の中で待ち時間は、ビデオコントローラにおいて画像展開に要する時間と、画像形成装置の立ち上げ時間、および給紙動作が始まってからの画像形成プロセス（プリント動作）の時間を加えたものである。 Normally, the waiting time in each stage from when the user issues a print start instruction to when the printing operation is completed is the time required for image development in the video controller, the startup time of the image forming apparatus, and the supply time. The image forming process (printing operation) time after the paper operation starts is added.
上述したように、従来の方法によってプリント動作を行う場合、画像形成装置内の画素情報変換部（ビデオコントローラ）で画像展開を行った後、画像形成装置制御部（エンジンコントローラ）にプリント信号を出してからエンジンの立ち上げを行い、プリント動作を開始するので、画像形成装置使用時の待ち時間が長かった。 As described above, when a printing operation is performed by a conventional method, after image development is performed by the pixel information conversion unit (video controller) in the image forming apparatus, a print signal is output to the image forming apparatus control unit (engine controller). Since the engine was started up and the printing operation was started, the waiting time when using the image forming apparatus was long.
すなわち、使用者が外部情報機器においてプリント開始の指示を出してから、プリント動作が開始するまでには、画像展開時間と装置立ち上げ時間に分けられる待ち時間が存在する。ここで、立ち上げ開始を指示するプリント信号をエンジンコントローラが受け取るのは、ビデオコントローラで画像展開が終了した後であり、したがって画像展開が行われている間は、エンジンは一切の動作を行っていないことになる。 That is, there is a waiting time that can be divided into an image development time and an apparatus start-up time after the user issues an instruction to start printing at the external information device until the printing operation starts. Here, the engine controller receives a print signal instructing start-up after the image development is completed by the video controller. Therefore, the engine is not performing any operation while the image development is being performed. There will be no.
近年のパーソナルコンピュータの高性能化にともなうインターネットの普及や、デジタルカメラなどの画像情報を記録する端末機器の発達により、使用者がパーソナルコンピュータ上で作成する原稿は、写真やグラフィック等が含まれる複雑なものが多くなってきており、それらの画像データ量は非常に多くなってきている。このようなデータ量の大きい画像をプリントしようとした場合、ビデオコントローラでの画像展開処理に多くの時間を要してしまい、結果として使用者の待ち時間は長くなる一方である。 Due to the recent spread of the Internet due to the high performance of personal computers and the development of terminal devices that record image information such as digital cameras, the manuscripts created by users on personal computers are complex including photographs and graphics. The amount of such image data has become very large. When trying to print such an image with a large amount of data, a long time is required for image development processing by the video controller, and as a result, the waiting time of the user is increasing.
そこで、上記の問題点を改善するには、画像展開に多くの時間を要するような場合でも、その時間中に画像形成装置のエンジン部を立ち上げておき、いつでもプリント動作が可能な状態にしておけば、画像展開が終了しプリント信号を受けると同時にプリント動作を開始することができる。つまり、これまで立ち上げにかかっていた時間を短縮することが可能となり、使用者がこれまで待ち時間に対して感じていたストレスを少しでも軽減することができる。 Therefore, in order to improve the above problems, even if it takes a lot of time to develop the image, the engine unit of the image forming apparatus is started during that time so that the printing operation can be performed anytime. In this case, the printing operation can be started at the same time as the image development is completed and the print signal is received. In other words, it is possible to shorten the time taken for the startup until now, and to reduce the stress that the user has ever felt for the waiting time.
しかしながら、このように予め画像形成装置のエンジン部を画像展開中に立ち上げておくことは、定着装置のヒータを通常のタイミングより早いタイミングで通電開始することになる。画像展開中に定着装置が定着可能温度に達すれば、エンジンコントローラがプリント信号を受けるまでヒータは、目標定着温度を維持したまま待機することになる。画像展開時間が長ければ、定着装置は非常に長い時間高温で待機しなければならず、ヒータの熱は直接定着ニップ部で加圧ローラに伝達するために、加圧ローラの温度が通常の立ち上げを行う場合よりも非常に高温になることが懸念される。 However, starting up the engine unit of the image forming apparatus in advance during image development in this way starts energizing the heater of the fixing device at a timing earlier than the normal timing. If the fixing device reaches the fixing possible temperature during image development, the heater stands by while maintaining the target fixing temperature until the engine controller receives a print signal. If the image development time is long, the fixing device has to wait at a high temperature for a very long time, and the heat of the heater is directly transmitted to the pressure roller at the fixing nip portion. There is a concern that the temperature will be much higher than when raising.
加圧ローラが昇温すればニップ部内の温度が高くなり、このニップ部を記録材（紙）が通過するとき、記録材に含まれている水分は加熱されて蒸発し、水蒸気となって外部に放出される。加圧ローラの温度が高い場合、水蒸気は非常に高い圧力で放出されるため、記録材と加圧ローラ間に水蒸気の層ができ、記録材と加圧ローラ間の摩擦力が小さくなる。記録材は、加圧ローラとの摩擦力によって従動搬送されることを考えると、摩擦力が極度に小さくなれば、記録材は加圧ローラに対して滑って搬送することが困難となり、定着装置においてスリップによる紙づまり（ジャム）を起こす。この他にも、ニップ部内の温度が高温になりすぎるため、トナーが記録材に固着されず、溶けて定着フィルム側に付着しオフセットする（高温オフセット）。 When the temperature of the pressure roller rises, the temperature in the nip increases, and when the recording material (paper) passes through the nip, the moisture contained in the recording material is heated and evaporated to form water vapor. To be released. When the temperature of the pressure roller is high, water vapor is released at a very high pressure, so that a layer of water vapor is formed between the recording material and the pressure roller, and the frictional force between the recording material and the pressure roller is reduced. Considering that the recording material is driven and conveyed by the frictional force with the pressure roller, if the frictional force becomes extremely small, it becomes difficult to slide the recording material against the pressure roller and the fixing device Causes jams due to slipping. In addition, since the temperature in the nip portion becomes too high, the toner is not fixed to the recording material, melts, adheres to the fixing film side, and is offset (high temperature offset).
特許文献５は、このような問題に対処するために、画像展開が終了するまでは目標定着温度よりも低い温度（待機温度）で待機させ、画像展開終了後に目標定着温度まで再加熱する技術を開示している。この技術によれば、画像展開が長くかかっても画像展開を終了するまではヒータを目標定着温度よりも低い温度で待機させるので、基本的にはプリントが開始される前に加圧ローラ温度が必要以上に高くなるという弊害は防止される。 In order to cope with such a problem, Japanese Patent Application Laid-Open No. 2004-151867 discloses a technique of waiting at a temperature (standby temperature) lower than the target fixing temperature until the image development is finished, and reheating to the target fixing temperature after the image development is finished. Disclosure. According to this technique, even if the image development takes a long time, the heater is kept at a temperature lower than the target fixing temperature until the image development is completed. The harmful effect of becoming higher than necessary is prevented.
特許文献５に記載の技術において、待機温度をどのような温度に設定するかが重要となる。特に例えばフィルムのような薄肉の加熱部材を用いる場合にはその熱容量が小さい反面、加熱部材に当接する加圧ローラの熱容量が大きいため、加圧ローラの温度が重要な役割を果たし、その温度を正確に把握することが重要となる。 In the technique described in Patent Document 5, what temperature is set as the standby temperature is important. In particular, when a thin heating member such as a film is used, the heat capacity is small, but the heat capacity of the pressure roller in contact with the heating member is large, so the temperature of the pressure roller plays an important role. It is important to know accurately.
従来、加圧ローラの温度を検知する手段を別個に設けることなく、加熱部材の表面温度を検知する温度検知手段の検知結果から加圧ローラの温度を推測することが行われている。例えば、図９に、プリント終了後にヒータがオフされるとともに、加圧ローラの回転が停止した後のサーミスタと加圧ローラのそれぞれの温度の時間変化のグラフを示す。プリント終了時の両者の温度差は所定温度（例えば５０°Ｃ）以上あり、ヒータがオフすると、両者の温度は互いに近づいていく。その際、加圧ローラの熱容量の方が大きいので、サーミスタの温度低下分の方が加圧ローラの温度上昇分より大きくなる。このような関係から、加圧ローラの温度Ｒは、所定の時点Ｔｎを境にそれより前の期間と後の期間に分けて、次のような２つの式により概算として推定される。
時点Ｔｎより前：
Ｒ＝Ｔｈ−ａ
時点Ｔｎより後：
Ｒ＝Ｔｈ−（ａ−ｂ）
Conventionally, the temperature of the pressure roller is estimated from the detection result of the temperature detection means for detecting the surface temperature of the heating member without separately providing a means for detecting the temperature of the pressure roller. For example, FIG. 9 shows a graph of temporal changes in the temperatures of the thermistor and the pressure roller after the heater is turned off after the printing is finished and the rotation of the pressure roller is stopped. The temperature difference between the two at the end of printing is a predetermined temperature (for example, 50 ° C.) or more, and when the heater is turned off, the temperatures of the two approach each other. At that time, since the heat capacity of the pressure roller is larger, the temperature drop of the thermistor is larger than the temperature rise of the pressure roller. From such a relationship, the temperature R of the pressure roller is estimated as an approximation by the following two formulas divided into a period before and after a predetermined time point Tn.
Before time Tn:
R = Th-a
After time Tn:
R = Th- (ab)
ところで、加圧ローラには不可避的にトナーが付着し、これを除去するために定着クリーナが設けられる。しかし、このような定着クリーナを不要とする技術として、特許文献６に記載のような定着装置の制御方法を開示している。すなわち、後回転後の定着装置の停止時に定着ニップ部を加熱して、加圧ローラにオフセット等で付着したトナーのうち定着ニップ部にあるトナーを溶融させて、溶融前よりも大きなトナーの固まりにする。その後、熱容量の小さい定着フィルムの表面温度が熱容量の大きい加圧ローラの温度よりも低くなるため、上述の溶融トナーが温度の低い定着フィルム側に転移され、転移したトナーは次の記録材が定着ニップ部を通過するときに記録材に転移し記録材と共に排出される。（記録材に排出されたトナーは微量であり、目に見えないレベルのものである。）加圧ローラの外周面のうちプリント終了後に定着ニップ部に停止する部分は加圧ローラの停止毎に毎回異なるために、プリントを繰り返すことで加圧ローラの外周面の全周にわたって汚れをはき出すことができる。 Incidentally, a toner is unavoidably adhered to the pressure roller, and a fixing cleaner is provided to remove the toner. However, as a technique that eliminates the need for such a fixing cleaner, a fixing device control method as disclosed in Patent Document 6 is disclosed. That is, the fixing nip portion is heated when the fixing device is stopped after the post-rotation, and the toner in the fixing nip portion of the toner adhering to the pressure roller due to offset or the like is melted, so that a larger amount of toner is collected than before the melting. To. After that, since the surface temperature of the fixing film having a small heat capacity becomes lower than the temperature of the pressure roller having a large heat capacity, the above-mentioned molten toner is transferred to the fixing film having the low temperature, and the transferred recording material is fixed to the next recording material. When passing through the nip portion, it is transferred to the recording material and discharged together with the recording material. (The amount of toner discharged on the recording material is very small and invisible.) The portion of the outer peripheral surface of the pressure roller that stops at the fixing nip after printing is finished is stopped every time the pressure roller stops. Since it is different each time, it is possible to remove the dirt over the entire circumference of the outer peripheral surface of the pressure roller by repeating printing.
このようないわゆるクリーナレスの定着装置については、図１０に示すように、後回転後のヒータオフ時のサーミスタ検知温度と加圧ローラ温度との差が１００°Ｃ以上にも離れてしまい、従来の方法では正確な温度推定を行うことができないという問題が生じた。 With respect to such a so-called cleanerless fixing device, as shown in FIG. 10, the difference between the thermistor detection temperature when the heater is turned off after the post-rotation and the pressure roller temperature is separated by 100 ° C. or more. The method has a problem that accurate temperature estimation cannot be performed.
従って、本発明の目的は、クリーナレスの定着装置を採用した場合においても加圧部材の温度をより正確に推定することができる画像形成装置を提供することにある。 Accordingly, an object of the present invention is to provide an image forming apparatus capable of more accurately estimating the temperature of the pressure member even when a cleanerless fixing device is employed.
本発明による他の目的は、推定された加圧部材の温度に基づいて、定着装置で記録材のスリップや高温オフセットが起こらないように加圧ローラの昇温を抑制することを可能とした画像形成装置を提供することである。 Another object of the present invention is to make it possible to suppress the temperature increase of the pressure roller so that the recording apparatus does not slip or cause a high temperature offset based on the estimated temperature of the pressure member. A forming apparatus is provided.
本発明による画像形成装置は、外部から受信した画像情報を画像展開する画素情報変換手段と、その画像展開した画像情報に基づいて記録材上にトナー像を形成する作像手段と、加熱ヒータを内蔵した加熱部材と加圧部材とが互いに圧接して形成された定着ニップ部に前記トナー像が形成された記録材を通過させて、前記トナー像を記録材に加熱定着する定着手段と、前記加熱部材の表面温度を検知する温度検知手段と、前記定着手段が加熱定着する際の目標定着温度よりも低い温度（待機温度）で待機させ、少なくとも前記画素情報変換手段が画像展開を終了した後、前記目標定着温度まで再加熱するように前記加熱ヒータを制御する制御手段とを備える。この制御手段は、記録材の定着終了後、前記加熱ヒータをオフした後も所定時間定着装置を回転駆動した後、回転停止し加熱ヒータを所定時間オンさせることにより前記加圧部材のクリーニングを行う機能と、前記加圧部材のクリーニング終了時に前記加熱ヒータをオフした後の前記加圧部材の温度の推移を所定の条件に基づいて推定し、その推定結果に応じて次の定着実行時の前記待機温度を切換える機能とを有する An image forming apparatus according to the present invention includes a pixel information converting unit that develops image information received from the outside, an image forming unit that forms a toner image on a recording material based on the image information that has been developed, and a heater. Fixing means for passing the recording material on which the toner image is formed through a fixing nip formed by press-contacting a built-in heating member and a pressure member, and heating and fixing the toner image on the recording material; After temperature detection means for detecting the surface temperature of the heating member and at a temperature (standby temperature) lower than a target fixing temperature when the fixing means is heated and fixed, at least after the pixel information conversion means finishes image development And a control means for controlling the heater so as to reheat to the target fixing temperature. After the fixing of the recording material is completed, the control means rotates the fixing device for a predetermined time even after the heater is turned off, stops the rotation, and turns on the heater for a predetermined time to clean the pressure member. The function and the temperature transition of the pressure member after the heater is turned off at the end of cleaning of the pressure member are estimated based on a predetermined condition, and the next fixing execution time is determined according to the estimation result. It has a function to switch the standby temperature
前記制御手段は、定着処理終了後に加圧部材のクリーニングのための加熱ヒータのオンがあっても、加圧部材の温度の推移を所定の条件に基づいて推定することにより、比較的正確に加圧部材の温度を推定することが可能となる。これにより、その推定結果に応じて次の定着実行時の前記待機温度を切換え、より良好な定着装置の立ち上げ制御を行うことができる。 Even if the heater for cleaning the pressure member is turned on after completion of the fixing process, the control means estimates the transition of the temperature of the pressure member based on a predetermined condition, thereby adding relatively accurately. The temperature of the pressure member can be estimated. As a result, the standby temperature at the time of the next fixing can be switched according to the estimation result, and better start-up control of the fixing device can be performed.
前記加熱ヒータは、少なくとも前記画素情報変換部が画像展開を終了する時点までは、目標定着温度よりも低い温度（待機温度）で待機させ、少なくとも画像展開が終了後、前記目標定着温度まで再加熱するので、必要以上に定着温度が立ち上がることによる加圧ローラの過昇温を防止することができる。 The heater waits at a temperature lower than the target fixing temperature (standby temperature) at least until the pixel information conversion unit finishes image development, and reheats to the target fixing temperature at least after the image development ends. Therefore, it is possible to prevent an excessive temperature increase of the pressure roller due to an increase in the fixing temperature more than necessary.
前記加圧部材の温度は、条件に応じて所定の演算式によって求めることができる。例えば、前記加圧部材温度の推定は、直前の画像形成動作終了時からの経過時間ｔにしたがって、その経過時間が所定の閾値より小さい期間内は時間ｔの２次関数として温度変化を近似し、所定の閾値より大きい期間内は温度変化を定数で近似することができる。 The temperature of the pressure member can be obtained by a predetermined arithmetic expression according to conditions. For example, the pressure member temperature is estimated according to an elapsed time t from the end of the immediately preceding image forming operation, and approximates a temperature change as a quadratic function of the time t within a period in which the elapsed time is smaller than a predetermined threshold. In the period longer than the predetermined threshold, the temperature change can be approximated by a constant.
前記加熱部材としては、例えば、前記定着ニップ部で前記加圧部材と圧接した移動可能なフィルムと、前記定着ニップ部で前記フィルムの内側に配置された前記フィルムに接触する前記加熱ヒータとを備えて構成することができる。本発明はこのような熱容量の小さい、即応性の高い定着装置に適用して好適である。 Examples of the heating member include a movable film that is in pressure contact with the pressure member at the fixing nip portion, and the heater that is in contact with the film disposed inside the film at the fixing nip portion. Can be configured. The present invention is suitable for application to such a fixing device having a small heat capacity and high responsiveness.
前記所定の条件としては、前記温度検知手段により検知された直前の画像形成動作終了時の加熱部材の表面温度、直前の画像形成動作終了時からの経過時間、直前の画像形成動作の用紙サイズおよび通紙枚数を用いることによって、実際の状況に即したより正確な加圧部材温度の推定を行うことが可能となる。 The predetermined conditions include the surface temperature of the heating member at the end of the immediately preceding image forming operation detected by the temperature detecting means, the elapsed time from the end of the immediately preceding image forming operation, the paper size of the immediately preceding image forming operation, and By using the number of sheets passed, it is possible to estimate the pressure member temperature more accurately in accordance with the actual situation.
本発明によれば、クリーナレスの定着装置を採用した場合においても、加圧部材の温度の推移を、直前の画像形成動作終了時の加熱部材の表面温度、直前の画像形成動作終了時からの経過時間、直前の画像形成動作の用紙サイズおよび通紙枚数に基づいて判断することにより、画像形成装置の状態に応じて加圧部材の温度をより正確に推定することができる。したがって、加熱ヒータを立ち上げる直前に推定した加圧部材温度に応じて、加熱ヒータの待機温度を変化させ、検知温度が低いときは待機温度を高く、検知温度が高いときは待機温度を低くすることにより、待機後の目標定着温度への到達を確実に行うことができる。その結果、推定された加圧部材温度に基づいて定着装置の良好な温度立ち上げを行い、画像形成装置の画像形成動作が完了するまでの待ち時間を短縮するとともに、定着装置で記録材のスリップや高温オフセットが起こらないように加圧部材の昇温を抑制することができる。また加熱ヒータへの投入電力量を最小限に抑えることが可能となる。 According to the present invention, even when a cleaner-less fixing device is employed, the change in temperature of the pressure member is determined based on the surface temperature of the heating member at the end of the immediately preceding image forming operation, and from the end of the immediately preceding image forming operation. By determining based on the elapsed time, the paper size of the previous image forming operation, and the number of sheets to be passed, the temperature of the pressure member can be estimated more accurately according to the state of the image forming apparatus. Therefore, the standby temperature of the heater is changed according to the pressure member temperature estimated immediately before starting the heater, and when the detected temperature is low, the standby temperature is increased, and when the detected temperature is high, the standby temperature is decreased. Thus, it is possible to reliably reach the target fixing temperature after standby. As a result, the temperature of the fixing device is raised properly based on the estimated pressure member temperature, and the waiting time until the image forming operation of the image forming apparatus is completed is reduced. In addition, the temperature rise of the pressure member can be suppressed so that no high temperature offset occurs. In addition, the amount of power input to the heater can be minimized.
以下、本発明の好適な実施の形態について詳細に説明する。 Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail.
図１は、本発明の画像形成装置の一実施の形態を示す概略図である。図１に示すように、画像形成装置は、像担持体としてドラム状電子写真感光体、すなわち感光ドラム１を備える。感光ドラム１は、ＯＰＣ、アモルファスＳｅ、アモルファスＳｉ等の感光材料の層をアルミニウムやニッケル等のシリンダ状の基板上に形成してなっており、矢印の方向に所定の周速度で回転駆動される。感光ドラム１は、その回転過程で、接触帯電手段である帯電ローラ２により表面を一様に帯電され、ついで図示しないビデオコントローラ（画素情報変換部）によって画像展開されたビデオ信号に基づいてオン／オフ制御されたレーザービーム３による走査露光が施され、感光ドラム１の表面に静電潜像が形成される。この走査露光装置は、ポリゴンミラーの回転により、ポリゴンミラーに反射するレーザ光を走査するスキャナユニットからなる。 FIG. 1 is a schematic view showing an embodiment of an image forming apparatus of the present invention. As shown in FIG. 1, the image forming apparatus includes a drum-shaped electrophotographic photosensitive member, that is, a photosensitive drum 1 as an image carrier. The photosensitive drum 1 has a layer of photosensitive material such as OPC, amorphous Se, and amorphous Si formed on a cylindrical substrate such as aluminum or nickel, and is driven to rotate at a predetermined peripheral speed in the direction of an arrow. . In the rotation process, the surface of the photosensitive drum 1 is uniformly charged by a charging roller 2 as a contact charging unit, and then turned on / off based on a video signal developed by a video controller (pixel information conversion unit) (not shown). Scanning exposure with the laser beam 3 controlled to be off is performed, and an electrostatic latent image is formed on the surface of the photosensitive drum 1. This scanning exposure apparatus comprises a scanner unit that scans a laser beam reflected on a polygon mirror by the rotation of the polygon mirror.
感光ドラム１上の静電潜像は、現像装置４によって現像剤（トナーまたはトナー＋キャリア）を用いて現像され、トナー像として可視化される。感光ドラム１上に得られたトナー像は、給紙カセット９または図示しない給紙トレイから供給して、レジストローラ３０（位置Ｂ）により所定のタイミングで感光ドラム１に搬送された記録材Ｐ上に転写ローラ５により転写される。このとき、転写ローラ５の手前前方の先端センサ８で給紙カセット９から供給された記録材Ｐ先端の通過を検知して、感光ドラム１上のトナー像の画像形成位置と記録材の先端の書き出し位置（転写開始位置）が合致するように、記録材の感光ドラム１への搬送タイミングを合わせている。所定のタイミングで搬送された記録材Ｐは、感光ドラム１と転写ローラ５との間に一定の加圧力で挟持搬送されながらトナー像を転写される。 The electrostatic latent image on the photosensitive drum 1 is developed by the developing device 4 using a developer (toner or toner + carrier) and visualized as a toner image. The toner image obtained on the photosensitive drum 1 is supplied from the paper feeding cassette 9 or a paper feeding tray (not shown), and is transferred to the photosensitive drum 1 at a predetermined timing by the registration roller 30 (position B). Is transferred by the transfer roller 5. At this time, the front end sensor 8 in front of the transfer roller 5 detects the passage of the front end of the recording material P supplied from the paper feed cassette 9, and the image formation position of the toner image on the photosensitive drum 1 and the front end of the recording material are detected. The conveyance timing of the recording material to the photosensitive drum 1 is adjusted so that the writing position (transfer start position) matches. The recording material P conveyed at a predetermined timing is transferred with a toner image while being nipped and conveyed between the photosensitive drum 1 and the transfer roller 5 with a constant pressure.
トナー像が転写された記録材は定着装置６へ搬送され、トナー像が永久画像として定着される。定着が終了した記録材は、耐熱性の定着排紙ガイドに案内されて、排紙ローラおよび排紙コロに挟持搬送され、排出トレイ上に排出される。一方、感光ドラム１上に残存した転写残りトナーは、クリーニング装置７により感光ドラム１の表面から除去される。 The recording material onto which the toner image has been transferred is conveyed to the fixing device 6 where the toner image is fixed as a permanent image. After the fixing, the recording material is guided by a heat-resistant fixing and discharging guide, and is nipped and conveyed by a discharging roller and a discharging roller, and is discharged onto a discharge tray. On the other hand, the untransferred toner remaining on the photosensitive drum 1 is removed from the surface of the photosensitive drum 1 by the cleaning device 7.
図２に、本実施の形態における定着装置の概略構成を示す。この図に示すように、定着装置６は加熱部材１０と加圧ローラ２０とを備え、その加熱部材１０をフィルム加熱方式のものとして、加熱部材１０の熱容量をできる限り小さく抑えることにより、クイックスタート性を満足させている。 FIG. 2 shows a schematic configuration of the fixing device in the present embodiment. As shown in this figure, the fixing device 6 includes a heating member 10 and a pressure roller 20, and the heating member 10 is of a film heating type so that the heat capacity of the heating member 10 is kept as small as possible. Satisfies sex.
加熱部材１０は、耐熱性樹脂で形成された円筒状の薄肉のフィルム（定着フィルム）１３内に、図示しない支持部材により耐熱性のステイホルダ（支持体）１２を配置し、そのホルダ１２の加圧ローラ２０側の部分に加熱ヒータ１１を保持して構成されている。ヒータ１１の定着ニップ部とは反対側の背面には、ヒータ１１の温度検知手段としてたとえばサーミスタ１４が設けられている。加圧ローラ２０は弾性ローラからなり、定着フィルム１３を介して加熱ヒータ１１に圧接することにより、定着フィルム１３と加圧ローラ２０との間に所定の幅で定着ニップ部を形成している。 The heating member 10 is a cylindrical thin film (fixing film) 13 formed of a heat-resistant resin, and a heat-resistant stay holder (support) 12 is disposed by a support member (not shown). The heater 11 is held in a portion on the pressure roller 20 side. On the back surface of the heater 11 opposite to the fixing nip portion, for example, a thermistor 14 is provided as temperature detection means for the heater 11. The pressure roller 20 is made of an elastic roller and presses against the heater 11 through the fixing film 13 to form a fixing nip portion with a predetermined width between the fixing film 13 and the pressure roller 20.
記録材Ｐの搬送方向に関して、定着ニップ部の前方、後方には、それぞれ入り口ガイド１５、出口ガイド１６が設置され、出口ガイド１６の後方には定着排紙手段を構成する排紙ローラ１７、排紙コロ１８が配置されている。 With respect to the conveyance direction of the recording material P, an entrance guide 15 and an exit guide 16 are provided in front and rear of the fixing nip portion, respectively, and a discharge roller 17 that constitutes a fixing discharge unit and a discharge roller are disposed behind the exit guide 16. A paper roller 18 is arranged.
定着フィルム１３は、加圧ローラ２０の回転力により、定着ニップ部においてヒータ１１の面に密着して摺動しつつ、矢印の方向に従動回転する。定着フィルム１３に駆動手段を設けて、定着フィルム１３を能動回転することもできる。定着フィルム１３は円筒状とされているが、エンドレスベルト状もしくはロール巻きの有端ウエブ状の部材としてもよい。 The fixing film 13 is driven to rotate in the direction of the arrow while sliding in close contact with the surface of the heater 11 at the fixing nip portion by the rotational force of the pressure roller 20. The fixing film 13 may be provided with a driving means to actively rotate the fixing film 13. The fixing film 13 has a cylindrical shape, but may be an endless belt-shaped member or a roll-wound end-web member.
ヒータ１１を定着温度に温調し、定着フィルム１３を矢印方向に回転させる。その状態でトナー像を担持した記録材Ｐを入り口ガイド１５を経て、定着フィルム１３と加圧ローラ２０との定着ニップ部に導入すると、記録材Ｐは定着フィルム１３の面に密着し、その定着フィルム１３と一緒に定着ニップ部を挟持搬送される。定着ニップ部を通過する間に、記録材およびその上のトナー像がヒータ１１により定着フィルム１３を介して加熱されて、トナー像が記録材に定着される。定着ニップ部を通過した記録材は、定着フィルム１３の面から剥離して、出口ガイド１６、排紙ローラ１７、排紙コロ１８を経て搬送される。 The temperature of the heater 11 is adjusted to the fixing temperature, and the fixing film 13 is rotated in the direction of the arrow. In this state, when the recording material P carrying the toner image is introduced into the fixing nip portion between the fixing film 13 and the pressure roller 20 through the entrance guide 15, the recording material P adheres to the surface of the fixing film 13 and the fixing is performed. The fixing nip portion is nipped and conveyed together with the film 13. While passing through the fixing nip portion, the recording material and the toner image thereon are heated by the heater 11 through the fixing film 13 to fix the toner image on the recording material. The recording material that has passed through the fixing nip is peeled off from the surface of the fixing film 13 and is conveyed through an exit guide 16, a paper discharge roller 17, and a paper discharge roller 18.
加熱手段としてのヒータ１１には、一般にセラミックヒータが使用される。たとえばアルミナ等の電気絶縁性、良熱伝導性、低熱容量のセラミック基板の一方の定着フィルム１３と対面する側の面に、基板長手方向（図の紙面に垂直な方向）に沿って銀パラジューム（Ａｇ／Ｐｂ）、Ｔａ2Ｎ等の通電発熱抵抗層をスクリーン印刷等で形成し、さらにその抵抗層形成面を薄いガラス保護層で覆った形態をとる。 A ceramic heater is generally used as the heater 11 as a heating means. For example, on the surface facing the one fixing film 13 of an electrically insulating, good thermal conductive, low heat capacity ceramic substrate such as alumina, silver palladium (in the direction perpendicular to the paper surface of the drawing) An energization heat generating resistance layer such as Ag / Pb) or Ta 2 N is formed by screen printing or the like, and the resistance layer forming surface is covered with a thin glass protective layer.
このヒータ１１の通電発熱抵抗層に図示しない給電装置から給電部を介して通電することにより通電発熱抵抗層が発熱して、セラミック基板およびガラス保護層を含むヒータ全体が急速に温度上昇する。このヒータ１１の昇温がヒータ背面のサーミスタ１４により検知されて、図示しない通電制御部へフィードバックされる。サーミスタ１４によるヒータの温度検知は、搬送可能な全ての記録材が通過するヒータの幅方向領域をカバーしている。 By energizing the energization heat generation resistance layer of the heater 11 through a power supply unit from a power supply device (not shown), the energization heat generation resistance layer generates heat, and the entire heater including the ceramic substrate and the glass protective layer rapidly rises in temperature. The temperature rise of the heater 11 is detected by the thermistor 14 on the back side of the heater and fed back to an energization control unit (not shown). The temperature detection of the heater by the thermistor 14 covers the width direction region of the heater through which all the transportable recording material passes.
通電制御部は、サーミスタ１４で検知されたヒータ温度が、所定の定着温度にほぼ維持されるように、通電発熱抵抗層に対する給電を制御する。制御方法としては、印加する電圧の波数の増減を制御する波数制御方式、電圧の位相角を制御する位相制御方式等がある。これらの制御方式によってヒータ１１は、所定の定着温度に加熱、温調される。 The energization control unit controls power supply to the energization heating resistor layer so that the heater temperature detected by the thermistor 14 is substantially maintained at a predetermined fixing temperature. As a control method, there are a wave number control method for controlling increase / decrease in the wave number of the applied voltage, a phase control method for controlling the phase angle of the voltage, and the like. By these control methods, the heater 11 is heated and adjusted to a predetermined fixing temperature.
定着フィルム１３は、定着ニップ部においてヒータ１１の熱を効率よく記録材Ｐに与えることができるよう、厚さを２０〜７０μｍとかなり薄くしている。この定着フィルム１３は、フィルム基層、プライマー層および離型性層の３層構成とされており、フィルム基層をヒータ側、離型性層を加圧ローラ側にして使用する。 The fixing film 13 is made as thin as 20 to 70 μm so that the heat of the heater 11 can be efficiently applied to the recording material P at the fixing nip portion. This fixing film 13 has a three-layer structure of a film base layer, a primer layer, and a release layer, and is used with the film base layer on the heater side and the release layer on the pressure roller side.
フィルム基層は、定着フィルム全体の引裂強度等の機械的強度を保つための層で、ヒータ１１のガラス保護層と同様、高い絶縁性を持たされており、絶縁性の高いポリイミド、ポリアミドイミド、ＰＥＥＫ等からなり、耐熱性、高弾性をも有している。プライマー層は、フィルム基層と離型性層との接着層で、厚さ２〜６μｍ程度の薄い層に形成されている。離型性層は、定着フィルム１３に対するトナーオフセット防止層であり、ＰＦＡ、ＰＴＦＥ、ＦＥＰ等のフッ素樹脂を厚さ１０μｍ程度に被覆して形成してある。 The film base layer is a layer for maintaining the mechanical strength such as the tear strength of the entire fixing film, and has a high insulating property like the glass protective layer of the heater 11, and has a high insulating property such as polyimide, polyamideimide, PEEK. Etc., and also has heat resistance and high elasticity. The primer layer is an adhesive layer between the film base layer and the release layer, and is formed in a thin layer having a thickness of about 2 to 6 μm. The releasable layer is a toner offset prevention layer for the fixing film 13, and is formed by coating a fluororesin such as PFA, PTFE, FEP or the like to a thickness of about 10 μm.
ステイホルダ１２は、たとえば耐熱性プラスチックより形成され、ヒータ１１を保持するとともに定着フィルム１３の搬送ガイドも兼ねている。ステイホルダ１２は、図示しない支持部材で支持して定着フィルム１３の円筒内に不動に配置されている。 The stay holder 12 is made of, for example, heat-resistant plastic, and holds the heater 11 and also serves as a conveyance guide for the fixing film 13. The stay holder 12 is supported by a support member (not shown) and is immovably disposed in the cylinder of the fixing film 13.
加圧ローラ２０は弾性ローラとされ、アルミニウム等の金属製の芯金２１の周囲に、シリコーンゴムあるいはシリコーンスポンジ等の弾性層２２を設け、その上にＰＦＡ、ＰＴＦＥ、ＦＥＰ等のフッ素系樹脂層を離型性層２３として形成して構成されている。加圧ローラ２０を所定の加圧力によって定着フィルム１３を介してヒータ１１に加圧することにより、定着フィルム１３と加圧ローラ２０との間に記録材上のトナー像を加熱定着するのに必要な定着ニップ部が形成される。 The pressure roller 20 is an elastic roller, and an elastic layer 22 such as silicone rubber or silicone sponge is provided around a metal core 21 made of aluminum or the like, and a fluorine resin layer such as PFA, PTFE, or FEP is provided thereon. Is formed as a releasable layer 23. Necessary to heat and fix the toner image on the recording material between the fixing film 13 and the pressure roller 20 by pressing the pressure roller 20 to the heater 11 through the fixing film 13 with a predetermined pressure. A fixing nip portion is formed.
弾性を有する加圧ローラ２０を加圧すると、セラミックヒータ１１が高い剛性を有しているので、加圧ローラ２０がヒータ１１の扁平下面にならって圧接部で扁平になって、所定幅の定着ニップ部を形成し、定着ニップ部のみを加熱することで、クイックスタートの加熱定着が実現される。 When the pressure roller 20 having elasticity is pressed, the ceramic heater 11 has high rigidity. Therefore, the pressure roller 20 becomes flat at the pressure contact portion following the flat bottom surface of the heater 11, and fixing with a predetermined width is performed. By forming the nip portion and heating only the fixing nip portion, quick start heating and fixing is realized.
フィルム加熱方式を採用した画像形成装置は、前記したように、図３に示すように、各部が電気的に制御されている。まず始めに使用者が、パーソナルコンピュータ等の外部情報機器５０において、文書や図、画像などのプリント目的の原稿（電子原稿）を作成し、その作成された電子原稿をプリントする指示を外部情報機器５０から発信すると、電子原稿の画像データは画像形成装置５２のビデオコントローラ（画素情報変換部）５１に送られる。ビデオコントローラ５１は、送られた画像データを画像展開してビデオ信号に変換する。画像展開が終了すると、ビデオコントローラ５１はエンジンコントローラ（画像形成装置制御部）５３に対してプリント動作を開始する信号（プリント信号）を送るとともに、画像のビデオ信号を送信する。 As described above, in the image forming apparatus adopting the film heating method, each part is electrically controlled as shown in FIG. First, in the external information device 50 such as a personal computer, the user creates an original document (electronic manuscript) for printing such as a document, a figure, and an image, and instructs the external information device to print the created electronic manuscript. When sent from 50, the image data of the electronic document is sent to the video controller (pixel information conversion unit) 51 of the image forming apparatus 52. The video controller 51 develops the sent image data and converts it into a video signal. When the image development is completed, the video controller 51 transmits a signal (print signal) for starting a printing operation to the engine controller (image forming apparatus control unit) 53 and also transmits a video signal of the image.
エンジンコントローラ５３は、プリント信号を受け取ると、感光ドラムに書き込むための走査露光装置５４を立ち上げる指令と、定着装置５８（図１の定着装置６）に送電を開始し、ヒータが定着可能温度に達するように立ち上げる指令を出す。ヒータの温度はヒータ温度検知部により検知されるこれらの走査露光装置５４や定着装置５８がそれぞれ所定の回転数および温度に立ち上がったところで、給紙部５６（図１の給紙カセット９および図示しない給紙トレイ）、搬送部５７が動作して記録材の搬送が開始され、現像・転写部５５（図１の現像器４および転写ローラ５）での画像形成プロセスを経て、定着装置５８で記録材に転写されたトナー像の加熱定着を行い、一連のプリント動作が完了する。 When the engine controller 53 receives the print signal, the engine controller 53 starts power transmission to the scanning exposure device 54 for writing on the photosensitive drum and the power transmission to the fixing device 58 (the fixing device 6 in FIG. 1), and the heater reaches the fixing possible temperature. Give a command to start up. The heater temperature is detected by the heater temperature detector, and when the scanning exposure device 54 and the fixing device 58 rise to a predetermined rotational speed and temperature, respectively, the paper feeder 56 (the paper cassette 9 in FIG. The sheet feeding tray) and the conveyance unit 57 operate to start conveyance of the recording material. After the image forming process in the developing / transfer unit 55 (the developing device 4 and the transfer roller 5 in FIG. 1), recording is performed by the fixing device 58. The toner image transferred to the material is heated and fixed, and a series of printing operations is completed.
本実施の形態における加熱ヒータ１１の温調制御方式の一例を以下に示す。 An example of the temperature control method of the heater 11 in the present embodiment is shown below.
フィルム加熱方式の定着装置では、加圧部材の加圧ローラ２０の表面温度に応じて、ヒータ１１の温調温度を変化させている。ヒータ１１の通電発熱抵抗層への通電が行われない状態（スタンバイ状態）が長く続いた場合には、加圧ローラ２０は十分に冷えた状態になっており、したがって、トナー像を加熱定着する際には、加熱部材１０から与える熱量を主に利用する。一方、加熱定着の動作がしばらく続いた後等には、加圧ローラの表面は十分に加熱された状態にあり、したがって加熱部材１０からの熱量だけでなく、加圧ローラ２０からの熱量もトナー像の定着に必要な熱量として利用することができる。つまり、加圧ローラ２０が冷えた状態からの加熱定着に比べ、加熱部材１０から記録材に与える熱量を小さく抑えることができる。逆に小さく抑えないと、記録材上のトナー像に過剰な熱量を与えることになり、高温オフセット等の弊害を発生してしまう。したがって、加熱部材１０のヒータ１１の温調温度は、加圧ローラ２０の昇温状態に応じて逐次変化させる必要がある。この温調制御の一例を図４に示す。 In the film heating type fixing device, the temperature adjustment temperature of the heater 11 is changed in accordance with the surface temperature of the pressure roller 20 of the pressure member. When the energization and heating resistance layer of the heater 11 is not energized (standby state) for a long time, the pressure roller 20 is sufficiently cooled, and thus the toner image is heated and fixed. In this case, the amount of heat given from the heating member 10 is mainly used. On the other hand, after the heat fixing operation has continued for a while, the surface of the pressure roller is in a sufficiently heated state. Therefore, not only the amount of heat from the heating member 10 but also the amount of heat from the pressure roller 20 is not reduced. It can be used as the amount of heat necessary for fixing an image. That is, the amount of heat applied from the heating member 10 to the recording material can be reduced compared to the heat fixing from the state where the pressure roller 20 is cooled. On the other hand, if it is not kept small, an excessive amount of heat is applied to the toner image on the recording material, which causes problems such as high temperature offset. Therefore, the temperature adjustment temperature of the heater 11 of the heating member 10 needs to be sequentially changed according to the temperature rising state of the pressure roller 20. An example of this temperature control is shown in FIG.
図４において、横軸は加圧ローラが冷えた状態から連続定着を開始したときの通紙枚数、すなわち定着枚数を示し、縦軸はヒータの制御温度、すなわち定着温調温度を示す。加圧ローラ２０が冷えた状態のときに、画像形成装置で画像形成が行われた場合、図４の１枚目に相当する２１０℃の温調温度でサーミスタ（ヒータ温度検知部）１４によりヒータ１１の温度を一定に保つように制御する。連続して画像を加熱定着する場合、定着枚数に応じて徐々に加圧ローラ２０の表面温度が高くなるので、図では２０枚ごとにヒータ１１の温調温度を５℃ずつ低下させて１８５℃まで降下させている。 In FIG. 4, the horizontal axis indicates the number of sheets to be passed, that is, the number of fixed sheets when continuous fixing is started from a state where the pressure roller is cooled, and the vertical axis indicates the control temperature of the heater, that is, the fixing temperature adjustment temperature. When image formation is performed by the image forming apparatus while the pressure roller 20 is cooled, the thermistor (heater temperature detection unit) 14 controls the heater at a temperature controlled temperature of 210 ° C. corresponding to the first sheet in FIG. 11 is controlled so as to keep the temperature constant. In the case where images are continuously heat-fixed, the surface temperature of the pressure roller 20 gradually increases in accordance with the number of fixed sheets. Therefore, in FIG. Is lowered.
また、加圧ローラ２０がある程度暖められた状態から加熱定着を開始する場合には、画像形成装置にプリント信号が入力されたときのサーミスタ１４の検知温度に応じて、ヒータ１１の制御温度を決定する。たとえばプリント開始時（通電発熱抵抗層への通電開始時）のサーミスタ１４の検知温度が５０〜７０℃の場合には図４の２１枚目に相当する２０５℃から、検知温度が７０〜９０℃の場合には図４の４１枚目に相当する２００℃から、温調制御を開始する。これにより、加圧ローラ２０の加熱具合に応じて最適なヒータ温度制御が可能になる。 Further, when the heat fixing is started after the pressure roller 20 is warmed to some extent, the control temperature of the heater 11 is determined according to the temperature detected by the thermistor 14 when a print signal is input to the image forming apparatus. To do. For example, when the detection temperature of the thermistor 14 at the start of printing (at the start of energization of the energization heating resistor layer) is 50 to 70 ° C., the detection temperature is 70 to 90 ° C. from 205 ° C. corresponding to the 21st sheet in FIG. In this case, temperature control is started from 200 ° C. corresponding to the 41st sheet in FIG. Thereby, optimal heater temperature control becomes possible according to the heating condition of the pressure roller 20.
さて、使用者が外部情報機器のパーソナルコンピュータ（パソコン）よりプリント開始信号を出してから、プリント動作が完了するまでの時間を、以下の(I)、(II)の２つの制御方法について比較した。
(I)従来のプリント動作制御に従った場合：ビデオコントローラで画像展開した後に、プリント信号をエンジンコントローラに送ってから定着装置の立ち上げ動作を開始する場合。
(II)定着装置を予め立ち上げておく場合：ビデオコントローラにおいて画像展開を始める前に定着装置の立ち上げを行い、画像展開終了後にプリント信号を受けて直ちにプリントを開始する場合。
The following two control methods (I) and (II) are compared for the time from when the user issues a print start signal from the personal computer (personal computer) of the external information device until the print operation is completed. .
(I) When the conventional print operation control is followed: When starting up the fixing device after an image is developed by the video controller and a print signal is sent to the engine controller.
(II) When starting up the fixing device in advance: When starting up the fixing device before starting image development in the video controller, and immediately starting printing upon receipt of a print signal after completion of image development.
制御(II)は次のようにして行った。まず、図３のパソコン５０が画像形成装置のビデオコントローラ５１に画像データを送ると、ビデオコントローラ５１は画像展開を始める前に、エンジンコントローラ５３に対してエンジン部の定着装置５８を立ち上げる信号（プレヒート信号）を送る。エンジンコントローラ５３は、プレヒート信号を受けると直ちに定着装置５８の立ち上げを開始する。その後、画像展開の終了後にプリント信号およびビデオ信号を受け取りプリント動作を開始する。また、この定着装置の立ち上がり時間は、上記したように加圧ローラが十分に冷えた状態（コールド状態）から立ち上がった場合の時間であり、以下に述べる立ち上がり時間は、特に断らない限り、このコールド状態から行った時間を示す。 Control (II) was performed as follows. First, when the personal computer 50 in FIG. 3 sends image data to the video controller 51 of the image forming apparatus, the video controller 51 sends a signal for starting up the fixing device 58 of the engine unit to the engine controller 53 before starting image development ( Send a preheat signal. When the engine controller 53 receives the preheat signal, it immediately starts to start up the fixing device 58. Thereafter, after the image development is completed, a print signal and a video signal are received and a print operation is started. Further, the rise time of the fixing device is a time when the pressure roller is raised from a sufficiently cooled state (cold state) as described above. The rise time described below is the cold time unless otherwise specified. Indicates the time taken from the state.
今、画像展開に１０秒の時間を要する電子原稿のプリントをパソコンから指示したとき、プリントの開始指示から動作完了までに要する時間と上記制御(I)、(II)との関係を図５、図６に模式的に示した。図５、図６には、定着装置ヒータの設定温度を時間軸に対して併記してある。図中、プリント動作中の表示のある区間は、画像形成装置のエンジン部がプリント動作を行っている時間のことである。 FIG. 5 shows the relationship between the time required from the start of printing to the completion of the operation and the above controls (I) and (II) when an instruction for printing an electronic document requiring 10 seconds for image development is given from the personal computer. This is schematically shown in FIG. 5 and 6, the set temperature of the fixing device heater is shown along the time axis. In the drawing, a section with a display during the printing operation is a time during which the engine unit of the image forming apparatus is performing the printing operation.
本実施の形態では、記録材Ｐの先端が図１の給紙カセット９の出口位置Ａに位置したときプリント動作を開始したので、記録材Ｐの給紙開始から、記録材が定着装置６を通ってプリント動作が終了するまでに約５．５秒の時間を要した。図５、図６から明らかなように、制御(I)の通常の立ち上げを行った場合は、プリント終了までに２１．５秒かかり、制御(II)のプレヒートを行った場合は、プリント終了までに１５．５秒かかった。したがって制御(II)では、定着装置の立ち上げ時間の６秒だけ、プリント動作が早く終了することが分かる。このように、画像展開と同時に定着装置をプレヒートしておけば、定着装置の立ち上げに要する時間分だけ、待ち時間を短縮することが可能になる。 In this embodiment, since the printing operation is started when the leading end of the recording material P is located at the exit position A of the paper feed cassette 9 in FIG. 1, the recording material starts to feed the fixing device 6 from the start of feeding of the recording material P. It took about 5.5 seconds to complete the printing operation. As is apparent from FIGS. 5 and 6, it takes 21.5 seconds to complete printing when the normal start of control (I) is performed, and printing is completed when preheating is performed for control (II). It took 15.5 seconds to complete. Therefore, it can be seen that in the control (II), the printing operation is completed earlier by 6 seconds as the startup time of the fixing device. Thus, if the fixing device is preheated simultaneously with the image development, the waiting time can be shortened by the time required for starting up the fixing device.
しかし、図５と図６の定着装置設定温度のグラフを比較すれば明らかなように、制御(II)のプレヒートを行う場合は、定着装置立ち上がり後に目標定着温度に保持する待機時間が存在する。図６の場合、目標定着温度の高温で４秒間待機する。この間、ヒータは高温で加圧ローラを加熱し続けることになる。 However, as is apparent from a comparison of the fixing device set temperature graphs of FIGS. 5 and 6, when the control (II) is preheated, there is a waiting time for holding the target fixing temperature after the fixing device is started up. In the case of FIG. 6, the apparatus waits for 4 seconds at a high target fixing temperature. During this time, the heater continues to heat the pressure roller at a high temperature.
実際に記録材が定着装置に入る瞬間に加圧ローラが何度まで昇温しているかについて、制御(I)と(II)の場合で比較した。目標定着温度を２２０℃に設定したとき、加圧ローラ温度は、制御(I)の通常の立ち上げに従った場合は９５℃であったのに対し、制御(II)のプレヒートした場合は１２５℃まで昇温した。つまり、図６の４秒間の待機時間で加圧ローラは２０℃昇温することになる。この温度は、加圧ローラが室温の状態（コールド状態）から立ち上げたときの温度である。 A comparison was made between the cases of control (I) and (II) as to how many times the pressure roller was heated up at the moment when the recording material actually entered the fixing device. When the target fixing temperature is set to 220 ° C., the pressure roller temperature is 95 ° C. when the normal startup of the control (I) is followed, but 125 when the control (II) is preheated. The temperature was raised to ° C. That is, the pressure roller is heated by 20 ° C. in the waiting time of 4 seconds in FIG. This temperature is a temperature when the pressure roller is raised from a room temperature state (cold state).
さらに２００枚の連続プリントを行った後、加圧ローラが熱い状態のまま、改めて制御(II)の方法で立ち上げると、加圧ローラは１６５℃まで昇温した。この温度は、制御(I)の通常の立ち上げ方法では到達しないほど高い加圧ローラ温度である。しかも、この温度では高温オフセットが生じており、画像形成装置の画像品質としては許容できない。また画像展開時間がこれより長くなれば、加圧ローラがさらに昇温する恐れもあり、高温オフセットのみらならず、記録材の紙種や含水状態によっては、記録材から放出される水蒸気が原因となって、スリップによる紙づまりが発生してしまう場合も考えられる。 Further, after 200 sheets were continuously printed, the pressure roller was heated to 165 ° C. when it was restarted by the control (II) method while the pressure roller was still hot. This temperature is a pressure roller temperature that is so high that it cannot be reached by the normal startup method of control (I). Moreover, a high temperature offset occurs at this temperature, which is unacceptable as the image quality of the image forming apparatus. In addition, if the image development time is longer than this, the pressure roller may further rise in temperature, and not only high temperature offset but also the water vapor released from the recording material may be caused by the paper type and water content of the recording material. Thus, a paper jam due to slip may occur.
そこで、本発明では、特許文献５で採用したと同様、このような加圧ローラの過剰な昇温を防ぐために、以下のように立ち上げ方法を採用する。図６において、プリント動作中で示した区間は、プリント信号を受けた後にエンジン部がプリント動作を行っている区間であるが、このプリント動作を分割すると、記録材が給紙カセットや給紙トレイから給紙され、転写部においてトナー像を転写され、その後、定着装置に到達するまでの区間（ａ）と、記録材が定着装置に入り、加熱定着される区間（ｂ）とに分けることができる。本実施の形態の画像形成装置の場合、区間（ａ）に要する時間は、給紙場所や記録材サイズによっても異なるが約３．５秒、区間（ｂ）に要する時間は約２秒弱である。 Therefore, in the present invention, in the same manner as employed in Patent Document 5, in order to prevent such excessive temperature rise of the pressure roller, a startup method is employed as follows. In FIG. 6, the section shown during the printing operation is a section in which the engine unit performs the printing operation after receiving the print signal. When this printing operation is divided, the recording material is fed into a paper feed cassette or a paper feed tray. Is divided into a section (a) until the toner image is transferred at the transfer portion and then reaches the fixing device, and a section (b) where the recording material enters the fixing device and is heated and fixed. it can. In the case of the image forming apparatus according to the present embodiment, the time required for the section (a) is about 3.5 seconds, although the time required for the section (b) varies depending on the paper feeding location and the recording material size. is there.
少なくとも記録材が定着装置に到達したときに、定着装置が目標定着温度に達していればよいと考えられるので、区間（ａ）の給紙時間中は目標温度に達していなくても問題はなく、記録材が定着装置に到達するまでは、ヒータの立ち上げ時間として使うことができる。ここで、ヒータの立ち上がり速度が１℃あたり３０ｍｓｅｃ要するとすると、区間（ａ）の３．５秒間のうちの３秒間を使うと、その時間内に３秒×（１℃／０．０３秒）＝１００℃だけヒータ温度を立ち上げることが可能である。 At least when the recording material reaches the fixing device, it is considered that the fixing device has reached the target fixing temperature. Therefore, there is no problem even if the target temperature is not reached during the paper feeding time of the section (a). Until the recording material reaches the fixing device, it can be used as the heater start-up time. Here, assuming that the heater rising speed needs 30 msec per 1 ° C., if 3 seconds out of 3.5 seconds of section (a) is used, 3 seconds × (1 ° C./0.03 seconds) within that time It is possible to raise the heater temperature by = 100 ° C.
具体的には、プレヒート信号を受けて定着装置を立ち上げた後、プリント信号を受けるまでは、目標定着温度−１００℃の温度で待機しておけば、その後の給紙動作中の立ち上げで目標温度に到達することになる。図７に、プレヒート中は、待機温度＝目標定着温度−１００℃で待機させ、プリント信号を受けてから１℃／３０ｍｓｅｃの昇温速度で立ち上げる場合の温調制御についての概略を示す。 Specifically, after receiving the preheat signal and starting up the fixing device, until the print signal is received, if it waits at a target fixing temperature of −100 ° C., it can be started during the subsequent paper feeding operation. The target temperature will be reached. FIG. 7 shows an outline of the temperature control in the case of waiting at standby temperature = target fixing temperature−100 ° C. during preheating and starting up at a temperature increase rate of 1 ° C./30 msec after receiving a print signal.
この方法によって制御を行えば、画像展開中も比較的低温で待機できるので、待機中の加熱による加圧ローラの過剰昇温を防ぐことができる。図５、図６と同じ条件で加圧ローラの温度を比較したところ、記録材が定着装置に入る直前では約９５℃の温度を示しており、図５の通常の立ち上げ時とほとんど変わらない温度に維持でき、また連続プリント後の加圧ローラ温度が暖まっている状態から立ち上げた場合でも、加圧ローラ温度は１４０℃であり、高温オフセットやスリップ等の問題が発生することはなかった。 If control is performed by this method, it is possible to stand by at a relatively low temperature even during image development, and therefore it is possible to prevent excessive temperature rise of the pressure roller due to heating during standby. When the temperature of the pressure roller is compared under the same conditions as in FIGS. 5 and 6, the temperature is about 95 ° C. just before the recording material enters the fixing device, which is almost the same as the normal startup in FIG. 5. Even when starting up from a state where the temperature of the pressure roller after continuous printing is warm, the pressure roller temperature is 140 ° C., and problems such as high temperature offset and slip did not occur. .
次に、図７における待機温度について考えてみる。待機温度は、加圧ローラの昇温を抑えるにはできるだけ低い方が望ましい。ところが、待機温度が低すぎれば、待機後、プリント信号を受けて再び定着温度まで、ヒータを立ち上げる際、サーミスタ１４の応答性が悪いなどの場合、電力のオーバーシュートにより、実際の定着温度が目標温度よりも高くなってしまう恐れがある。あるいは電力不足によりヒータが目標定着温度まで立ち上がらないケースもある。このようなことを考えれば、待機温度はなるべく高温にし、待機後の再立ち上げでは、できるだけ電力の投入量が少なくなるような設計が望まれる。 Next, consider the standby temperature in FIG. The standby temperature is desirably as low as possible to suppress the temperature rise of the pressure roller. However, if the standby temperature is too low, when the heater is started up to the fixing temperature after receiving the print signal after the standby, and the thermistor 14 has poor responsiveness, the actual fixing temperature is reduced due to power overshoot. There is a risk of becoming higher than the target temperature. Alternatively, there are cases where the heater does not rise to the target fixing temperature due to power shortage. In view of this, it is desirable to design the standby temperature as high as possible and to reduce the amount of power input as much as possible when restarting after standby.
そこで、待機温度を（目標定着温度−１００℃）〜（目標定着温度−３０℃）まで変化させ、そのときの加圧ローラ温度を測定し、また水蒸気発生による紙のスリップ（紙づまり）や高温オフセットが発生しないかどうかを調べる定着実験を行った。実験は、連続プリント後の加圧ローラが暖まった状態から行った。結果を表１に示す。 Therefore, the standby temperature is changed from (target fixing temperature−100 ° C.) to (target fixing temperature−30 ° C.), the pressure roller temperature at that time is measured, and the paper slip (paper jam) or high temperature due to the generation of water vapor is measured. A fixing experiment was conducted to examine whether an offset occurred. The experiment was performed from a state where the pressure roller after continuous printing was warmed. The results are shown in Table 1.
表１の結果から、待機温度を目標定着温度−４０℃より高く設定すると、加圧ローラの昇温は１６０℃を超えてしまい、スリップが発生している。つまり加圧ローラが１６０℃を超えるような設定では、紙からの水蒸気発生が盛んになり、スリップが発生するものと考えられる。スリップが発生しないようにするためには、加圧ローラ温度が１６０℃以下になるように、待機温度を目標定着温度−５０℃以下に設定しなければならない。 From the results shown in Table 1, when the standby temperature is set higher than the target fixing temperature −40 ° C., the temperature rise of the pressure roller exceeds 160 ° C., and slip occurs. That is, it is considered that when the pressure roller exceeds 160 ° C., water vapor is actively generated from the paper and slip occurs. In order to prevent slipping, the standby temperature must be set to a target fixing temperature of −50 ° C. or lower so that the pressure roller temperature is 160 ° C. or lower.
また本装置の場合、待機温度が目標定着温度−１００℃であっても、先に述べたような電力のオーバーシュートや電力不足によって目標定着温度に達しないなどの不都合は生じなかったので、実際には待機温度を低くしても問題はないと考えられる。これは、加圧ローラが十分に暖まった状態（約１２０℃）からスタートしているため、待機後からの再立ち上げ時に大きな電力を必要としないからであると思われる。 Further, in the case of this apparatus, even when the standby temperature is the target fixing temperature of −100 ° C., the inconvenience such as the target fixing temperature not reached due to the power overshoot or the power shortage as described above did not occur. There is no problem even if the standby temperature is lowered. This is presumably because the pressure roller starts from a sufficiently warmed state (about 120 ° C.), so that a large amount of electric power is not required when restarting after standby.
一方で、コールド状態（加圧ローラ温度が室温）や、加圧ローラ温度がたとえば約８０℃のように少し暖まっている状態では、待機温度を目標定着温度−１００℃と設定すれば、画像形成装置の使用環境が低温などの場合に、電力不足によって目標定着温度に達しないケースも存在する。このような状況に鑑み、加圧ローラの昇温状態によって、待機温度を（目標定着温度−５０℃）〜（目標定着温度−１００℃）の間で可変にするような制御を行った。 On the other hand, in a cold state (pressure roller temperature is room temperature) or in a state where the pressure roller temperature is slightly warm, for example, about 80 ° C., if the standby temperature is set to the target fixing temperature −100 ° C., image formation is performed. There are cases where the target fixing temperature is not reached due to power shortage when the operating environment of the apparatus is low. In view of such a situation, control was performed such that the standby temperature is variable between (target fixing temperature−50 ° C.) and (target fixing temperature−100 ° C.) depending on the temperature rising state of the pressure roller.
本実施の形態で使用した画像形成装置は、加圧ローラの温度を検知する手段を具備していない。そこで、定着装置立上げ時の加圧ローラ温度を推定演算し、求めた結果から待機温度を変える制御を行った。 The image forming apparatus used in the present embodiment does not include means for detecting the temperature of the pressure roller. Therefore, the pressure roller temperature at the time of starting up the fixing device is estimated and calculated, and the standby temperature is changed from the obtained result.
この方法は、ヒータ１１、フィルム１３等の熱容量が非常に小さいことと、スタンバイ時にヒータ１１の通電発熱抵抗層への通電をシャットダウンしていることにより、サーミスタ１４の検知温度が、ヒータより熱容量の大きい加圧ローラの温度に収束することから可能となる。但し、直前の画像形成動作終了時からの経過時間や、その紙サイズ、通紙枚数によってはサーミスタ１４の検知温度と加圧ローラ温度との間には許容できないズレが生じる為、夫々の場合に応じた加圧ローラ温度の推定を精度良く行う方法を実験により導き出した。 In this method, since the heat capacity of the heater 11, the film 13, etc. is very small, and the energization of the energization heat generation resistance layer of the heater 11 is shut down during standby, the detected temperature of the thermistor 14 is higher than that of the heater. This is possible because the temperature converges to a large pressure roller. However, an unacceptable deviation occurs between the temperature detected by the thermistor 14 and the temperature of the pressure roller depending on the elapsed time from the end of the previous image forming operation, the paper size, and the number of sheets to be passed. A method for accurately estimating the temperature of the corresponding pressure roller was derived by experiments.
本実施の形態においては、画像形成動作終了時（ヒータオフ後の後回転の終了時）からの経過時間による加圧ローラ温度減衰曲線を数式化し、これを用いて加圧ローラ温度の推定を行った。その一例を以下に示す。 In this embodiment, the pressure roller temperature decay curve according to the elapsed time from the end of the image forming operation (at the end of post-rotation after the heater is turned off) is formulated into a numerical formula, and the pressure roller temperature is estimated using this. . An example is shown below.
図８に、Ａ４サイズ用紙を１枚通紙した後の後回転後の加圧ローラ（加圧Ｒ）温度推移と、３０枚通紙した後の後回転後の加圧ローラ温度推移とを実測してグラフにプロットした図を示す。本実施の形態では、その平均値を加圧ローラ温度の減衰曲線として数式化した。図８から分かるように、Ａ４サイズ用紙を１枚通紙した後の加圧ローラ温度推移と３０枚通紙した後の加圧ローラ温度推移の傾き変化はほぼ同等の形状を有する。したがって、１枚通紙時のグラフのｙ切片である１０７．７を操作すれば夫々の通紙枚数における加圧ローラ温度の推定が可能となることが分かる。また、このｙ切片はヒータをオフしたスタート時の温度（グラフ上横軸０ｓｅｃ時の加圧ローラ温度）の差である為、プリント終了時の加圧ローラ温度から算出すれば良いことが分かる。 FIG. 8 shows the pressure roller (pressure R) temperature transition after post-rotation after passing one A4 size sheet and the pressure roller temperature transition after post-rotation after passing 30 sheets. Then, the figure plotted on the graph is shown. In the present embodiment, the average value is expressed as a decay curve of the pressure roller temperature. As can be seen from FIG. 8, the change in the pressure roller temperature after passing one sheet of A4 size paper and the change in the inclination of the pressure roller temperature change after passing 30 sheets have substantially the same shape. Therefore, it can be seen that the pressure roller temperature at each sheet passing number can be estimated by operating 107.7 which is the y-intercept of the graph when one sheet is passing. Further, since the y-intercept is a difference in temperature at the start of turning off the heater (pressure roller temperature at 0 sec on the horizontal axis in the graph), it can be understood that it may be calculated from the pressure roller temperature at the end of printing.
以上のことから、加圧ローラ温度ＰＴ1として、以下に示す関係式を求めた。
直前の画像形成動作終了時からの経過時間ｔ：６０ｓｅｃ（第１の閾値）未満
且つ
ＰＴ0：1２５℃（所定の閾値）未満
且つ
直前の画像形成動作の紙サイズ：幅２７９ｍｍ（所定の閾値）以上、
または
直前の画像形成動作終了時からの経過時間ｔ：６０ｓｅｃ未満
且つ
ＰＴ0：１２５℃未満
且つ
直前の画像形成動作の紙サイズ：幅２７９ｍｍ未満で連続５枚（所定の閾値）未満
のとき、
ＰＴ1＝Ａ×ｔ2−Ｂ×ｔ + ＰＴ0 ---------------- （１）式
直前の画像形成動作終了時からの経過時間ｔ：６０ｓｅｃ未満
且つ
ＰＴ0：１２５℃以上
且つ
直前の画像形成動作の紙サイズ：幅２７９ｍｍ未満
且つ
通紙枚数：連続５枚以上
のとき、
ＰＴ1＝Ｃ×ｔ2−ｔ + ＰＴ0 ---------------- （２）式
直前の画像形成動作終了時からの経過時間ｔ：６０ｓｅｃ〜９０ｓｅｃ（第２の閾値）
のとき、
ＰＴ1＝サーミスタの検知温度−Ｄ ------------（３）式
直前の画像形成動作終了時からの経過時間ｔ：９０ｓｅｃ以上
且つ
直前の画像形成動作の紙サイズ：幅２７９ｍｍ以上
のとき、
ＰＴ1＝サーミスタの検知温度−Ｅ ---------------（４）式
直前の画像形成動作終了時からの経過時間ｔ：９０ｓｅｃ以上
且つ
直前の画像形成動作の紙サイズ：幅２７９ｍｍ未満
且つ
通紙枚数：連続５枚以上
のとき、
ＰＴ1＝サーミスタの検知温度−Ｆ -----------（５）式
From the above, the following relational expression was obtained as the pressure roller temperature PT1.
Elapsed time from the end of the previous image forming operation t: less than 60 sec (first threshold) and PT0: less than 125 ° C. (predetermined threshold) and paper size of the immediately preceding image forming operation: width 279 mm (predetermined threshold) or more ,
Or
Elapsed time from the end of the immediately preceding image forming operation t: less than 60 sec, PT0: less than 125 ° C., and paper size of the immediately preceding image forming operation: less than 279 mm in width and less than 5 consecutive sheets (predetermined threshold value)
PT1 = A × t 2 −B × t + PT0 ---------------- (1) Elapsed time from the end of the image forming operation immediately before the equation t: less than 60 sec and PT0: 125 ° C. or higher and the paper size of the previous image forming operation: less than 279 mm in width and the number of sheets passed: 5 or more continuously,
PT1 = C × t 2 −t + PT0 ---------------- Equation (2)
Elapsed time t from the end of the previous image forming operation: 60 sec to 90 sec (second threshold)
When,
PT1 = Thermistor detection temperature -D ------------ (3)
Elapsed time t from the end of the immediately preceding image forming operation: 90 sec or more and paper size of the immediately preceding image forming operation: width 279 mm or more,
PT1 = Thermistor detection temperature-E --------------- (4)
Elapsed time t from the end of the immediately preceding image forming operation: 90 sec or more, and the paper size of the immediately preceding image forming operation: less than 279 mm in width and the number of sheets passed:
PT1 = Thermistor detection temperature -F ----------- (5)
ここで、
ＰＴ0＝直前の画像形成動作終了時の、サーミスタの検知温度から算出した値
ＰＴ1＝プリント開始信号受信時の加圧部材温度予測値
とする。
here,
PT0 = value calculated from the detected temperature of the thermistor at the end of the previous image forming operation PT1 = predicted pressure member temperature when receiving a print start signal.
式中Ａ〜Ｆは実験から求めた所定の定数であり、本実施の形態では以下に示す数値を得た。
Ａ＝０．０１７、Ｂ＝１．８００、Ｃ＝０．００７
Ｄ＝３０℃、Ｅ＝２０℃、Ｆ＝３０℃
これらの式および定数は画像形成装置制御部５３内のメモリ（図示せず）に記憶されており、必要時に読み出されて使用される。本実施の形態において、直前の画像形成動作終了時からの経過時間ｔは図１０の後回転終了時を基準としている。この時点が加圧ローラ温度のピークと考えられ、図８に示したグラフ関係で近似式の適用が容易となる。
In the formula, A to F are predetermined constants obtained from experiments, and in the present embodiment, the following numerical values are obtained.
A = 0.177, B = 1.800, C = 0.007
D = 30 ° C., E = 20 ° C., F = 30 ° C.
These expressions and constants are stored in a memory (not shown) in the image forming apparatus control unit 53, and are read and used when necessary. In the present embodiment, the elapsed time t from the end of the immediately preceding image forming operation is based on the end of the post-rotation in FIG. This point in time is considered to be the pressure roller temperature peak, and the application of the approximate expression is facilitated by the graph relationship shown in FIG.
以上の関係式から、画像形成装置制御部５３は、直前の画像形成動作終了時からの経過時間や、その紙サイズ、通紙枚数をメモリ内に記憶しておき、これらに基づいて、定着装置立ち上げ直前（プリント開始信号受信時）の加圧ローラ温度を推定することによって、待機温度を変える制御を行った。なお、このような制御をソフトウェア制御で実現する場合、制御プログラムもメモリ内に予め格納されており、画像形成装置制御部５３を構成するＣＰＵ（図示せず）はこの制御プログラムをメモリから読み出して実行する。制御の具体例を表２に示す。 From the above relational expression, the image forming apparatus control unit 53 stores the elapsed time from the end of the immediately preceding image forming operation, the paper size, and the number of sheets passed in the memory, and based on these, the fixing device Control was performed to change the standby temperature by estimating the pressure roller temperature immediately before start-up (when receiving a print start signal). When such control is realized by software control, a control program is also stored in the memory in advance, and a CPU (not shown) constituting the image forming apparatus control unit 53 reads this control program from the memory. Execute. A specific example of control is shown in Table 2.
特に待機温度が目標定着温度−１００℃の場合で、かつ目標定着温度が２００℃以下になるような場合は、待機温度が１００℃以下になるので、実質的には待機中はヒータに全く電力を投入しないことになる。表２に示すような制御を行うことによって、画像形成装置の使用環境によらずに、待機後の再立ち上げ時に確実に目標定着温度まで到達させることが可能となる。さらに加圧ローラが暖まった状態での立ち上げ時の電力投入量も最小限に抑えることができるので、スリップや高温オフセットの問題になるようなことはない。 In particular, when the standby temperature is the target fixing temperature −100 ° C. and the target fixing temperature is 200 ° C. or lower, the standby temperature is 100 ° C. or lower. Will not be thrown in. By performing the control as shown in Table 2, it is possible to reliably reach the target fixing temperature when restarting after standby, regardless of the use environment of the image forming apparatus. Furthermore, since the amount of power input at the time of start-up with the pressure roller warmed can be minimized, there is no problem of slip or high temperature offset.
以上説明したように、本実施の形態では、ビデオコントローラ、パソコンなど外部情報機器からの画像データを画像展開する前に、エンジンコントローラに画像形成装置のエンジン部を立ち上げるプレヒート信号を発信し、画像展開中に定着装置を立ち上げておくようにしたので、待ち時間を短縮することが可能となる。また画像展開中は可能な限り目標定着温度よりも低い温度に待機させることにより、プレヒートによる加圧ローラの過剰昇温を防止することも可能となり、高温オフセットやスリップ等の問題を防ぐことができる。 As described above, in the present embodiment, before image data from an external information device such as a video controller or a personal computer is developed, a preheat signal for starting the engine unit of the image forming apparatus is transmitted to the engine controller, Since the fixing device is started up during the development, the waiting time can be shortened. In addition, by waiting at a temperature lower than the target fixing temperature as much as possible during image development, it is possible to prevent excessive temperature rise of the pressure roller due to preheating, and problems such as high temperature offset and slip can be prevented. .
以上の実施の形態では、特に熱容量の小さい薄肉の定着フィルムを使用するフィルム加熱方式の定着装置について適用した場合を示した。本発明はこれに限られず、定着ローラなどの定着部材の弾性ゴム層の肉厚を薄くするなどにより、従来よりも定着部材の熱容量を小さくして、定着温度までの立ち上がりを早くした熱ローラ方式の定着装置にも適用することができ、同様な効果を有する。また、加圧ローラの温度の推定には計算式を用いたが、計算式そのものではなく、所定の条件毎に時間と温度の対応関係を定めたデータテーブルを利用してもよい。 In the embodiment described above, the case where the present invention is applied to a film heating type fixing device using a thin fixing film having a small heat capacity has been described. The present invention is not limited to this, and a heat roller system in which the heat capacity of the fixing member is made smaller than before by shortening the thickness of the elastic rubber layer of the fixing member such as the fixing roller so that the rise to the fixing temperature is accelerated. The present invention can also be applied to a fixing device of the same type and has a similar effect. Further, although the calculation formula is used for estimating the temperature of the pressure roller, a data table in which a correspondence relationship between time and temperature is defined for each predetermined condition may be used instead of the calculation formula itself.
１ 感光ドラム
６ 定着装置
９ 給紙カセット
１０ 加熱部材
１１ 加熱ヒータ
１２ ステイホルダ
１３ 定着フィルム
１４ サーミスタ（温度検知手段）
２０ 加圧ローラ
５０ 外部情報機器（パーソナルコンピュータ）
５１ 画素情報変換部（ビデオコントローラ）
５３ 画像形成装置制御部（エンジンコントローラ）
５６ 給紙部
５８ 定着装置
Ｐ 記録材
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Photosensitive drum 6 Fixing device 9 Paper feed cassette 10 Heating member 11 Heater 12 Stay holder 13 Fixing film 14 Thermistor (temperature detection means)
20 Pressure roller 50 External information device (personal computer)
51 Pixel information converter (video controller)
53 Image forming apparatus control unit (engine controller)
56 Paper Feeding Unit 58 Fixing Device P Recording Material
Claims (9)
その画像展開した画像情報に基づいて記録材上にトナー像を形成する作像手段と、
加熱ヒータを内蔵した加熱部材と加圧部材とが互いに圧接して形成された定着ニップ部に前記トナー像が形成された記録材を通過させて、前記トナー像を記録材に加熱定着する定着手段と、
前記加熱部材の表面温度を検知する温度検知手段と、
前記定着手段が加熱定着する際の目標定着温度よりも低い温度（待機温度）で待機させ、少なくとも前記画素情報変換手段が画像展開を終了した後、前記目標定着温度まで再加熱するように前記加熱ヒータを制御する制御手段とを備え、
前記制御手段は、
記録材の定着終了後、前記加熱ヒータをオフした後も所定時間定着装置を回転駆動した後、回転停止し加熱ヒータを所定時間オンさせることにより前記加圧部材のクリーニングを行う機能と、
前記加圧部材のクリーニング終了時に前記加熱ヒータをオフした後の前記加圧部材の温度の推移を所定の条件に基づいて推定し、その推定結果に応じて次の定着実行時の前記待機温度を切換える機能と
を有することを特徴とする画像形成装置。 Pixel information conversion means for developing image information received from outside;
Image forming means for forming a toner image on a recording material based on the image information obtained by developing the image;
A fixing unit that heats and fixes the toner image on the recording material by passing the recording material on which the toner image is formed through a fixing nip portion formed by pressing a heating member having a built-in heater and a pressure member against each other. When,
Temperature detecting means for detecting the surface temperature of the heating member;
The heating is performed so that the fixing unit waits at a temperature (standby temperature) lower than a target fixing temperature at the time of heat-fixing, and at least the pixel information conversion unit completes image development and then reheats to the target fixing temperature. Control means for controlling the heater,
The control means includes
A function of rotating the fixing device for a predetermined time after the fixing of the recording material is turned off and then rotating the heating device for a predetermined time to turn the heater on for a predetermined time after the heating heater is turned off;
The transition of the temperature of the pressure member after the heater is turned off at the end of cleaning of the pressure member is estimated based on a predetermined condition, and the standby temperature at the time of the next fixing is determined according to the estimation result. An image forming apparatus having a switching function.
（１）直前の画像形成動作終了時からの経過時間ｔ：小（第１の閾値より小）
且つ
ＰＴ0：低（所定の閾値より小）
且つ
直前の画像形成動作の紙サイズ：大（所定の閾値以上）
または
直前の画像形成動作終了時からの経過時間ｔ：小（第１の閾値より小）
且つ
ＰＴ0：低（所定の閾値未満）
且つ
小サイズ通紙枚数：小（所定の閾値未満）
のとき、
ＰＴ1＝Ａ×ｔ2−Ｂ×ｔ + ＰＴ0 ------------ （１）式
（２）直前の画像形成動作終了時からの経過時間ｔ：小（第１の閾値未満）
且つ
ＰＴ0：高（所定の閾値以上）
且つ
直前の画像形成動作の紙サイズ：小（所定の閾値未満）
且つ
通紙枚数：大（所定の閾値以上）
のとき、
ＰＴ1＝Ｃ×ｔ2−ｔ + ＰＴ0 ---------------- （２）式
（３）直前の画像形成動作終了時からの経過時間ｔ：中（第１の閾値以上かつ第２の閾値未満）
のとき、
ＰＴ1＝温度検知手段の検知温度−Ｄ -------- （３）式
（４）直前の画像形成動作終了時からの経過時間ｔ：大（第２の閾値以上）
且つ
直前の画像形成動作の紙サイズ：大（所定の閾値以上）
のとき、
ＰＴ1＝温度検知手段の検知温度−Ｅ ------------------ （４）式
（５）直前の画像形成動作終了時からの経過時間ｔ：大（第２の閾値以上）
且つ
直前の画像形成動作の紙サイズ：小（所定の閾値未満）
且つ
通紙枚数：大（所定の閾値以上）
のとき、
ＰＴ1＝温度検知手段の検知温度−Ｆ ------------------ （５）式
但し、
ＰＴ0＝直前の画像形成動作終了時の、温度検知手段の検知温度から算出した値、
ＰＴ1＝プリント開始信号受信時の加圧部材温度予測値、
式中のＡ〜Ｆは所定の定数である。 6. The image forming apparatus according to claim 4, wherein the method for estimating the pressure member temperature is obtained by arithmetic expressions (1) to (5) according to conditions described below.
(1) Elapsed time t from the end of the immediately preceding image forming operation: Small (smaller than the first threshold)
And PT0: low (smaller than a predetermined threshold)
And the paper size of the previous image forming operation: large (greater than a predetermined threshold)
Or
Elapsed time t from the end of the immediately preceding image forming operation: Small (smaller than the first threshold)
And PT0: Low (below a predetermined threshold)
And the number of small size sheets: Small (less than a predetermined threshold)
When,
PT1 = A × t 2 −B × t + PT0 (1) Expression (2) Elapsed time t from the end of the previous image forming operation: small (first threshold value) Less than)
And PT0: high (above a predetermined threshold)
And the paper size of the previous image forming operation: small (less than a predetermined threshold)
And the number of sheets to be passed: large (above a predetermined threshold)
When,
PT1 = C × t 2 −t + PT0 (2) Formula (3) Elapsed time t from the end of the immediately preceding image forming operation: Medium (first Greater than or equal to the threshold and less than the second threshold)
When,
PT1 = temperature detected by the temperature detection means-D (3) Formula (4) Elapsed time t from the end of the immediately preceding image forming operation: Large (greater than or equal to the second threshold)
And the paper size of the previous image forming operation: large (greater than a predetermined threshold)
When,
PT1 = temperature detected by the temperature detection means-E (4) Formula (5) Elapsed time t from the end of the immediately preceding image forming operation: Large ( More than the second threshold)
And the paper size of the previous image forming operation: small (less than a predetermined threshold)
And the number of sheets to be passed: large (above a predetermined threshold)
When,
PT1 = detection temperature of the temperature detection means-F ------------------ (5) where
PT0 = value calculated from the temperature detected by the temperature detecting means at the end of the previous image forming operation,
PT1 = Pressure member temperature predicted value when receiving a print start signal,
A to F in the formula are predetermined constants.
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