JP2006330252A - Image forming apparatus - Google Patents

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JP2006330252A
JP2006330252A JP2005152238A JP2005152238A JP2006330252A JP 2006330252 A JP2006330252 A JP 2006330252A JP 2005152238 A JP2005152238 A JP 2005152238A JP 2005152238 A JP2005152238 A JP 2005152238A JP 2006330252 A JP2006330252 A JP 2006330252A
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Hiroshi Matsumoto
浩 松本
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To maintain uniform temperature distribution without causing uneven temperature distribution on the width of recording material and the actuation state of an image forming apparatus or the like. <P>SOLUTION: In addition to information on the width of the recording material, by combining at least a piece of information out of (a) whether it is before or after starting a temperature control state or elapsed time from starting image forming, (b) the temperature of a pressure member with the information on the width of the recording material, a power supply ratio for a plurality of heating means is changed. <P>COPYRIGHT: (C)2007,JPO&INPIT

Description

本発明は、電子写真プロセスにより記録材上に画像を形成する画像形成装置に関し、特に、トナー像を記録材に定着する定着装置であって、誘導加熱方式の定着装置を備えた画像形成装置に関する。   The present invention relates to an image forming apparatus that forms an image on a recording material by an electrophotographic process, and more particularly, to a fixing device that fixes a toner image on a recording material and includes an induction heating type fixing device. .

近年、省エネルギー型の画像形成装置の開発が強く要望されている。電子写真方式の画像形成装置では、消費電力のかなりの割合を定着装置により消費される電力が占めるために、定着装置の消費電力を引き下げる技術の開発が画像形成装置の省エネルギー化の主な課題となっている。   In recent years, development of energy-saving image forming apparatuses has been strongly demanded. In an electrophotographic image forming apparatus, since a considerable amount of power consumption is consumed by the fixing device, the development of a technique for reducing the power consumption of the fixing device is a major issue for energy saving of the image forming apparatus. It has become.

定着装置は、コピー釦が押されたり、ネットワーク機器からのプリント指令があったときに、短時間内に立ち上がり作動する必要から、待機時においても定着温度又は定着温度に近い温度に昇温されていることが必要であり、このために待機時においても、定着装置による電力消費があって、この待機時の消費電力が画像形成装置の消費電力の大きな割合を占めていた。   Since the fixing device needs to start up and operate within a short time when the copy button is pressed or a print command is issued from a network device, the temperature is raised to a fixing temperature or a temperature close to the fixing temperature even during standby. For this reason, there is power consumption by the fixing device even during standby, and this standby power consumption accounts for a large proportion of the power consumption of the image forming apparatus.

従って、待機時において、定着装置への電力供給を無くするか少なくし、しかも短時間で定着可能温度にまで立ち上がる定着装置が必要であり、開発努力は、短時間に立ち上がる定着装置の開発に向けられている。   Therefore, there is a need for a fixing device that can eliminate or reduce the power supply to the fixing device during standby, and that can rise to a fixing temperature in a short time. It has been.

誘導加熱方式では、ハロゲンランプを熱源とする場合のように、輻射熱による加熱ではなく、物体内での発熱による加熱であり、物体自身が発熱し熱源となるので、発熱効率が大きく、短時間で加熱部材を定着温度にまで加熱することができる。   In the induction heating method, as in the case where a halogen lamp is used as a heat source, it is not heating by radiant heat, but heating by heating in the object, and the object itself generates heat and becomes a heat source. The heating member can be heated to the fixing temperature.

一方、記録材のサイズ、即ち、定着装置に通紙される記録材の搬送方向に直交する方向の幅が様々であることから、加熱部材の記録材幅方向の温度分布が不均一になるという問題がある。   On the other hand, since the size of the recording material, that is, the width in the direction orthogonal to the conveyance direction of the recording material passed through the fixing device is various, the temperature distribution in the recording material width direction of the heating member becomes non-uniform. There's a problem.

特許文献1では、記録材のサイズに応じて複数の熱源への通電を制御する定着装置が提案されている。また、特許文献2では、誘導加熱方式の定着装置において、記録材の幅の違いにより生ずる温度の不均一を解決する手段として、複数のコイルを用い、第1のコイルへの供給電力量に応じて、他のコイルへの電力供給量を変える制御を行うことが提案されている。
特開2005−93351号公報 特開2000−206813号公報
Patent Document 1 proposes a fixing device that controls energization to a plurality of heat sources in accordance with the size of the recording material. In Patent Document 2, in the induction heating type fixing device, a plurality of coils are used as means for solving the temperature non-uniformity caused by the difference in the width of the recording material, and according to the amount of power supplied to the first coil. Thus, it has been proposed to perform control to change the power supply amount to other coils.
JP 2005-93351 A Japanese Patent Laid-Open No. 2000-206913

記録材の幅方向における加熱部材の温度分布は、定着装置に通紙される記録材の幅により変わるとともに、画像形成装置の様々な状態により変化するために、特許文献1の発明のように、記録材のサイズの情報のみによる制御では温度の不均一は十分には解消されない。   Since the temperature distribution of the heating member in the width direction of the recording material varies depending on the width of the recording material passed through the fixing device and varies depending on various states of the image forming apparatus, as in the invention of Patent Document 1, The control based only on the information on the size of the recording material does not sufficiently eliminate the uneven temperature.

また、特許文献2の発明の場合も同様であり、特許文献2のような単一モードでの制御によっては十分に、前記温度分布を均一に維持することができない。   The same applies to the invention of Patent Document 2, and the temperature distribution cannot be sufficiently maintained uniformly by control in a single mode as in Patent Document 2.

熱容量を小さくするために、薄肉化された加熱部材を用いて定着装置においては、加熱部材の温度分布が不均一になりやすく、特許文献1や特許文献2のような対策では加熱部材の温度を均一に維持することが特に困難である。   In a fixing device using a thinned heating member in order to reduce the heat capacity, the temperature distribution of the heating member is likely to be non-uniform. It is particularly difficult to keep it uniform.

本発明は、従来技術における前記のような問題を解決し、常に前記温度分布の十分な均一性を保持し、適正な定着が安定して維持される画像形成装置を提供することを目的とする。   An object of the present invention is to provide an image forming apparatus that solves the above-described problems in the prior art, always maintains sufficient uniformity of the temperature distribution, and stably maintains proper fixing. .

前記目的は、下記の発明により達成される。
(請求項1)
トナー像を加熱し、記録材に定着する加熱部材、加圧部材及び記録材の搬送方向に直角な方向に関して複数に分割されたコイルを有し、該コイルに流れる誘導電流による加熱で加熱した前記加熱部材と前記加圧部材とで記録材を挟持・搬送して、トナー像を記録材に定着する定着装置を備えた画像形成装置であって、記録材の幅に応じて、前記複数のコイルへの通電を各別に制御する画像形成装置において、
前記コイルへの通電を制御する制御手段は、次のa及びbの少なくともいずれか一つの情報と、記録材の幅の情報との組み合わせに基づいて前記複数のコイルへの供給電力の比αを変える制御を行うことを特徴とする画像形成装置。
a.温度制御状態にはいる前か後又は画像形成開始からの経過時間
b.前記加圧部材の温度
(請求項2)
前記複数のコイルは中央部コイル及び端部コイルを有し、前記比α=(前記中央部コイルへの供給電力量/前記端部コイルへの供給電力量)であり、前記端部コイルに供給される電力が前記中央部コイルに供給される電力以下となるように前記制御手段が制御するとともに、前記比αを、狭い幅の記録材の場合に、広い幅の記録材の場合よりも大きくすることを特徴とする請求項1に記載の画像形成装置。
(請求項3)
前記複数のコイルは中央部コイル及び端部コイルを有し、前記比α=(前記中央部コイルへの供給電力量/前記端部コイルへの供給電力量)であり、前記制御手段は、前記温度制御状態に入る前において、前記温度制御状態に入った後よりも前記比αを大きくする制御を行うことを特徴とする請求項1又は請求項2に記載の画像形成装置。
(請求項4)
前記複数のコイルは中央部コイル及び端部コイルを有し、前記比α=(前記中央部コイルへの供給電力量/前記端部コイルへの供給電力量)であり、前記制御手段は、前記画像形成開始の時間から所定時間経過後に、経過前に比較して前記比αを小さくする制御を行うことを特徴とする請求項1〜3のいずれか1項に記載の画像形成装置。
(請求項5)
前記複数のコイルは中央部コイル及び端部コイルを有し、前記比α=(前記中央部コイルへの供給電力量/前記端部コイルへの供給電力量)であり、前記制御手段は、前記加圧部材の温度が高いときは、前記比αを小さくする制御を行うことを特徴とする請求項1〜4のいずれか1項に記載の画像形成装置。
(請求項6)
前記制御手段は、前記加熱部材の中央部の温度と前記加熱部材の端部の温度との差に基づいて、前記比αを変える制御を行うことを特徴とする請求項1〜5のいずれか1項に記載の画像形成装置。
(請求項7)
前記加熱部材は厚さ0.4〜2.0mmのローラからなることを特徴とする請求項1〜6のいずれか1項に記載の画像形成装置。
The object is achieved by the following invention.
(Claim 1)
A heating member for heating and fixing a toner image, a pressure member, and a coil divided into a plurality of portions in a direction perpendicular to the conveyance direction of the recording material, and heated by the induction current flowing in the coil An image forming apparatus comprising a fixing device that clamps and conveys a recording material between a heating member and the pressure member, and fixes a toner image onto the recording material, wherein the plurality of coils are formed in accordance with the width of the recording material. In an image forming apparatus that controls energization to each separately,
The control means for controlling the energization of the coils determines the ratio α of the power supplied to the plurality of coils based on the combination of at least one of the following information a and b and the recording material width information. An image forming apparatus characterized by performing control to change.
a. Elapsed time before or after entering the temperature control state or from the start of image formation b. The temperature of the pressure member (Claim 2)
The plurality of coils have a center coil and an end coil, and the ratio α = (amount of power supplied to the center coil / amount of power supplied to the end coil) is supplied to the end coil. The control means controls the power to be less than or equal to the power supplied to the central coil, and the ratio α is larger in the case of a narrow width recording material than in the case of a wide width recording material. The image forming apparatus according to claim 1.
(Claim 3)
The plurality of coils include a center coil and an end coil, and the ratio α = (amount of power supplied to the center coil / amount of power supplied to the end coil). 3. The image forming apparatus according to claim 1, wherein before the temperature control state is entered, the ratio α is controlled to be larger than after the temperature control state is entered.
(Claim 4)
The plurality of coils include a center coil and an end coil, and the ratio α = (amount of power supplied to the center coil / amount of power supplied to the end coil). 4. The image forming apparatus according to claim 1, wherein after the predetermined time has elapsed from the image formation start time, the ratio α is controlled to be smaller than before the time has elapsed.
(Claim 5)
The plurality of coils include a center coil and an end coil, and the ratio α = (amount of power supplied to the center coil / amount of power supplied to the end coil). The image forming apparatus according to claim 1, wherein when the temperature of the pressure member is high, the ratio α is controlled to be small.
(Claim 6)
The said control means performs control which changes the said ratio (alpha) based on the difference of the temperature of the center part of the said heating member, and the temperature of the edge part of the said heating member. 2. The image forming apparatus according to item 1.
(Claim 7)
The image forming apparatus according to claim 1, wherein the heating member is a roller having a thickness of 0.4 to 2.0 mm.

請求項1〜7のいずれかの発明により、記録材の幅の違いだけでなく、画像形成装置の種々の状態に応じて、複数コイルへの供給電力の比を変えるので、加熱部材の温度を常に安定して均一に維持することが可能となる。   According to the invention of any one of claims 1 to 7, the ratio of the power supplied to the plurality of coils is changed according to not only the difference in the width of the recording material but also various states of the image forming apparatus. It becomes possible to always keep it stable and uniform.

請求項2の発明により、種々の幅の記録材に対して、均一な定着が行われる。   According to the invention of claim 2, uniform fixing is performed on recording materials having various widths.

画像形成開始直後の画像形成初期においては、記録材が通過する領域、即ち、中央部において温度が低下する傾向があるが、請求項3又は請求項4の発明により、このような温度低下傾向が良好に防止される。また、画像形成開始からかなりの時間が経過したときは、端部からの熱の放出割合が大きくなるが、請求項3又は請求項4の発明により、端部における熱の放出に対して良好な温度補正が行われる。   In the initial stage of image formation immediately after the start of image formation, the temperature tends to decrease in the region through which the recording material passes, i.e., in the central portion. Well prevented. Further, when a considerable time has elapsed from the start of image formation, the rate of heat release from the end portion increases, but the invention according to claim 3 or claim 4 is favorable for the heat release at the end portion. Temperature correction is performed.

加圧部材の温度が大きくなると、加圧部材の熱容量が大きくなって温度低下が起こり難くなる。請求項5の発明により、加熱部材の温度が上昇したときに加熱部材中央部の温度の過度な上昇が防止される。   When the temperature of the pressurizing member increases, the heat capacity of the pressurizing member increases and the temperature does not easily drop. According to the invention of claim 5, when the temperature of the heating member rises, an excessive increase in the temperature of the central portion of the heating member is prevented.

請求項7の発明により、均一な温度分布のもとで定着が行われ、しかも、立ち上がり時間の短い画像形成装置が実現される。   According to the seventh aspect of the present invention, an image forming apparatus is realized in which fixing is performed under a uniform temperature distribution and the rise time is short.

図示の実施の形態により本発明を説明するが、本発明は該実施の形態に限られない。   Although the present invention will be described with reference to the illustrated embodiment, the present invention is not limited to the embodiment.

図1は、本発明の実施の形態に係る画像形成装置であって、画像形成装置本体A、画像読取装置SC、自動原稿送り装置DFから成る画像形成装置の全体図である。   FIG. 1 is an overall view of an image forming apparatus according to an embodiment of the present invention, which includes an image forming apparatus main body A, an image reading apparatus SC, and an automatic document feeder DF.

図示の画像形成装置本体Aは、ドラム状の感光体1、帯電装置2、露光装置(画像書込手段)3、現像装置4、転写装置5、分離装置6、クリーニング装置8等から成る画像形成部と、定着装置20と、用紙搬送系と、から構成されている。   The image forming apparatus main body A shown in the figure is an image forming apparatus comprising a drum-shaped photoconductor 1, a charging device 2, an exposure device (image writing means) 3, a developing device 4, a transfer device 5, a separating device 6, a cleaning device 8, and the like. Section, a fixing device 20, and a paper transport system.

用紙搬送系は、給紙カセット10、第1給紙手段11、第2給紙手段12、搬送手段13、排紙手段14、及び手差し給紙手段15から成る第1搬送部と、用紙Pを循環再給紙する循環再給紙部とから構成されている。   The paper transport system includes a first transport unit including a paper feed cassette 10, a first paper feed unit 11, a second paper feed unit 12, a transport unit 13, a paper discharge unit 14, and a manual paper feed unit 15; It is composed of a circulation refeeding section that circulates and refeeds paper.

給紙カセット10及び第1給紙手段11は、複数の給紙手段(図示の3段)により形成され、複数種のサイズの用紙Pを収容して給紙する。用紙サイズは、オペレータによる設定、又は用紙サイズ検知手段による自動用紙サイズ設定によって入力される。   The paper feed cassette 10 and the first paper feed means 11 are formed by a plurality of paper feed means (three stages in the figure), and accommodate and feed a plurality of types of paper P. The paper size is input by setting by an operator or automatic paper size setting by a paper size detection means.

搬送手段13を通過して定着装置20によって定着処理された用紙Pは、搬送路切換手段16により、ストレート排紙パスの搬送路r1、反転排紙パスの搬送路r2、両面循環パスの搬送路r3の何れかに選択されて搬送される。   The sheet P that has passed through the conveying unit 13 and has been fixed by the fixing device 20 is conveyed by the conveying path switching unit 16 to a straight discharge path conveying path r1, a reverse discharging path conveying path r2, and a double-sided circulation path conveying path. One of r3 is selected and conveyed.

搬送路r1を通過する用紙Pは、画像形成面を上にして(フェースアップ)排出される。搬送路r2を通過する用紙Pは、両面循環パスの搬送路r3、r4に進行した後、逆転搬送されて搬送路r2を通過して、画像形成面を下にして(フェースダウン)排出される。   The paper P passing through the transport path r1 is discharged with the image forming surface facing up (face up). The paper P passing through the transport path r2 advances to the transport paths r3 and r4 of the double-sided circulation path, and is then transported in reverse, passes through the transport path r2, and is discharged with the image forming surface facing down (face down). .

第2搬送部は、画像形成部により画像形成された用紙Pを搬送路切換手段16により排紙手段14の手前で分岐させ、用紙Pを循環再給紙路に沿って搬送し、循環再給紙路途中で反転搬送ローラ17により用紙Pを反転した後に第2給紙手段12を経て画像形成部に再給紙する。   The second transport unit branches the paper P on which the image has been formed by the image forming unit, before the paper discharge unit 14 by the transport path switching unit 16, transports the paper P along the circulation refeeding path, and recirculates the paper. The paper P is reversed by the reverse conveying roller 17 in the middle of the paper path, and then fed again to the image forming unit via the second paper feeding unit 12.

自動原稿送り装置DFの原稿台上に載置された原稿dは給紙手段により搬送され、画像読取装置SCの光学系により原稿dの片面又は両面の画像が読みとられ、イメージセンサCCDにより読み込まれる。イメージセンサCCDにより光電変換されたアナログ信号は、画像処理部(図示せず)において、アナログ処理、A/D変換、シェーディング補正、画像圧縮処理等を行った後、露光装置3に画像信号を送る。   The document d placed on the document table of the automatic document feeder DF is transported by the paper feeding means, and one or both side images of the document d are read by the optical system of the image reading device SC and read by the image sensor CCD. It is. The analog signal photoelectrically converted by the image sensor CCD is subjected to analog processing, A / D conversion, shading correction, image compression processing, and the like in an image processing unit (not shown), and then sent to the exposure device 3. .

露光装置3においては、半導体レーザからの出力光が画像形成部の感光体1に照射され、潜像を形成する。画像形成部においては、帯電、露光、現像、転写、分離、クリーニング等の処理が行われる。給紙カセット10、手差し給紙手段15から給送された用紙Pは転写装置5により画像が転写される。画像を担持した用紙Pは、定着装置20により定着され、排紙手段14から排出される。   In the exposure device 3, the output light from the semiconductor laser is irradiated onto the photoconductor 1 of the image forming unit to form a latent image. In the image forming unit, processes such as charging, exposure, development, transfer, separation, and cleaning are performed. An image is transferred to the paper P fed from the paper feed cassette 10 and the manual paper feed means 15 by the transfer device 5. The paper P carrying the image is fixed by the fixing device 20 and discharged from the paper discharge means 14.

或いは搬送路切換手段16により循環再給紙部に送り込まれた片面画像処理済みの用紙Pは反転搬送ローラ17により反転された後に再び画像形成部において両面画像処理された後、定着装置20によって定着処理され、排紙手段14により排出される。   Alternatively, the single-sided image processed paper P sent to the circulation refeed unit by the conveyance path switching unit 16 is reversed by the reverse conveyance roller 17 and then subjected to double-sided image processing in the image forming unit, and then fixed by the fixing device 20. The paper is processed and discharged by the paper discharge means 14.

図2は誘電加熱方式の定着装置20をを示す図、図3は加熱ローラの軸に沿った断面図である。   FIG. 2 is a diagram showing a dielectric heating type fixing device 20, and FIG. 3 is a sectional view taken along the axis of the heating roller.

21は加熱部材としての加熱ローラであり、鉄又はステンレスなど、後に説明するようにローラ内に発生する誘導電流によりジュール熱を発生する金属からなる。加熱ローラの表面にはフッ素樹脂等の離型層が形成されることが好ましい。また、耐熱弾性層を形成した加熱ローラを用いることもできる。   Reference numeral 21 denotes a heating roller as a heating member, which is made of a metal such as iron or stainless steel that generates Joule heat by an induced current generated in the roller, as will be described later. A release layer such as a fluororesin is preferably formed on the surface of the heating roller. A heating roller having a heat-resistant elastic layer can also be used.

熱容量を小さくするために、加熱ローラ1は厚さ0.4〜2.0mm程度の薄肉であることが望ましい。なお、0.4mmよりも薄いと機械強度が低下する。また、加熱部材としては、ローラに代えて金属ベルト又はポリイミド等の樹脂からなる樹脂ベルトを用いることもできる。なお例えば、特開2002−148982号公報で開示されているようなベルトを加熱部材として用いることもできる。   In order to reduce the heat capacity, the heating roller 1 is desirably thin with a thickness of about 0.4 to 2.0 mm. If it is thinner than 0.4 mm, the mechanical strength is lowered. Moreover, as a heating member, it can replace with a roller and can also use the resin belt which consists of resin, such as a metal belt or a polyimide. For example, a belt as disclosed in JP-A-2002-148982 can be used as the heating member.

22は加熱ローラ1に圧接する加圧部材としての加圧ローラであり、図示しないバネにより加熱部材21に圧接する。加圧ローラ22は金属からなる軸22a及びその上に形成されたシリコンゴム等の耐熱弾性体層22bを有する。耐熱弾性層22bの上に離型層を形成してもよい。加圧部材として、ローラに代えてベルトを用いることもできる。   Reference numeral 22 denotes a pressure roller as a pressure member that press-contacts the heating roller 1, and press-contacts the heating member 21 by a spring (not shown). The pressure roller 22 has a shaft 22a made of metal and a heat-resistant elastic body layer 22b such as silicon rubber formed thereon. A release layer may be formed on the heat resistant elastic layer 22b. As the pressure member, a belt can be used instead of the roller.

23は加熱ローラ21内に誘導電流を発生させる磁界を発生するコイルである。   Reference numeral 23 denotes a coil that generates a magnetic field that generates an induced current in the heating roller 21.

本実施の形態は複数のコイルを有し、該コイルは幅方向の中央部を加熱する中央部コイル23Aと端部を加熱する端部コイル23Bとは別々に通電制御される。   This embodiment has a plurality of coils, and the energization of the central coil 23A for heating the central part in the width direction and the end coil 23B for heating the end part are separately controlled.

記録材Pは、加熱ローラ21と加圧ローラ22とにより挟持・搬送され、加熱ローラ21の加熱で定着が行われるが、搬送される記録材Pの搬送方向に直交する方向、即ち、記録材Pの幅方向Xに分割されたコイルの中央部コイル23Aは記録材Pの幅方向中央部を加熱し、端部コイル23Bは記録材Pの幅方向端部を加熱する。なお、以下において、幅方向とは、記録材Pの搬送方向に直交する方向、言い換えると、加熱ローラ21の軸方向(図2における方向X)を言う。   The recording material P is nipped and conveyed by the heating roller 21 and the pressure roller 22 and is fixed by heating of the heating roller 21, but the direction perpendicular to the conveying direction of the conveyed recording material P, that is, the recording material. The central coil 23A of the coil divided in the width direction X of P heats the central portion of the recording material P in the width direction, and the end coil 23B heats the end of the recording material P in the width direction. In the following, the width direction refers to a direction orthogonal to the conveyance direction of the recording material P, in other words, the axial direction of the heating roller 21 (direction X in FIG. 2).

そして、後に説明する説明するように、中央部コイル23Aに供給される電力と端部コイル23Bに供給される電力との比α=(中央部コイル23Aに供給される電力/端部コイル23Bに供給される電力)は記録材Pの幅等に応じて変更される。   Then, as will be described later, the ratio α of the power supplied to the central coil 23A and the power supplied to the end coil 23B = (power supplied to the central coil 23A / end coil 23B The power supplied) is changed according to the width of the recording material P and the like.

24は進入上ガイド板、25は進入下ガイド板、26は排紙上ガイド板、27は排紙下ガイド板である。28は加熱ローラ21から記録材Pを分離する上分離爪、29は加圧ローラ2から記録材Pを分離する下分離爪である。   Reference numeral 24 is an upper entry guide plate, 25 is an lower entry guide plate, 26 is an upper discharge guide plate, and 27 is a lower discharge guide plate. Reference numeral 28 denotes an upper separation claw for separating the recording material P from the heating roller 21, and reference numeral 29 denotes a lower separation claw for separating the recording material P from the pressure roller 2.

30は加熱ローラ21の表面をクリーニングするクリーニングウェブであり、元巻き軸31から繰り出され、巻き取り軸32に巻き取られ、押圧ローラ33により加熱ローラ21に押圧する。   A cleaning web 30 for cleaning the surface of the heating roller 21 is fed from the original winding shaft 31, wound on the winding shaft 32, and pressed against the heating roller 21 by the pressing roller 33.

SE1は加圧加熱ローラ1の幅方向中央部の表面温度を検知する温度センサ、SE2は加熱ローラ1の幅方向端部の表面温度を検知する温度センサ、SE3は加圧部材の温度を検知する温度センサである。   SE1 is a temperature sensor that detects the surface temperature of the central portion in the width direction of the pressure heating roller 1, SE2 is a temperature sensor that detects the surface temperature of the end portion in the width direction of the heating roller 1, and SE3 detects the temperature of the pressure member. It is a temperature sensor.

加熱ローラ1は図示しない軸受けにより軸受けされ、図示しないモータにより駆動されて回転する。加圧ローラ2は加熱ローラ1に圧接し、加熱ローラ1に従動して回転する。   The heating roller 1 is supported by a bearing (not shown) and is driven to rotate by a motor (not shown). The pressure roller 2 is in pressure contact with the heating roller 1 and is driven to rotate by the heating roller 1.

未定着のトナー像を担持する記録材Pは加熱ローラ21と加圧ローラ22間のニップを通過し、通過の際に、トナー像が加熱されて記録材Pに定着される。   The recording material P carrying an unfixed toner image passes through the nip between the heating roller 21 and the pressure roller 22, and when passing, the toner image is heated and fixed on the recording material P.

加熱ローラ21の表面温度は温度センサSE1の検知温度に基づいた制御手段CRにより制御され適正な定着温度に維持されるが、このような温度制御は中央部コイル23Aに供給する電力と、コイル23Bに供給する電力とを別々に制御するものであり、これにより、幅方向に均一な温度分布が維持される。   The surface temperature of the heating roller 21 is controlled by the control means CR based on the temperature detected by the temperature sensor SE1 and is maintained at an appropriate fixing temperature. Such temperature control is performed by the power supplied to the central coil 23A and the coil 23B. The electric power supplied to is controlled separately, whereby a uniform temperature distribution in the width direction is maintained.

また、制御手段CRは周知のように、瞬間電力を抑制するために中央部コイル23Aと23Bとに時分割で交互通電を行い、交互通電における分割時間の比を制御することにより、中央部コイル23Aと23Bとに供給する供給電力の比αを制御する。   In addition, as is well known, the control means CR performs alternating energization in the central coils 23A and 23B in a time-sharing manner in order to suppress the instantaneous power, and controls the ratio of the division time in the alternate energization to thereby control the central coil. The ratio α of the supplied power supplied to 23A and 23B is controlled.

加熱ローラ21は、最大サイズ、即ち、幅方向に最大の長さを有する記録材P、たとえば、A3又はA4縦の記録材Pを通紙できる長さを有する。   The heating roller 21 has a maximum size, that is, a length capable of passing a recording material P having a maximum length in the width direction, for example, A3 or A4 vertical recording material P.

A4サイズ横、B5サイズ横のような幅の狭い記録材Pを通紙した場合には、中央部コイル23Aに対する通電時間とコイル23Bに対する通電時間との比αをより大きくすることにより、記録材Pにより奪われる熱による中央部の温度低下が補正される。   When the recording material P having a narrow width such as the A4 size side and the B5 size side is passed, the recording material P is increased by increasing the ratio α between the energizing time for the central coil 23A and the energizing time for the coil 23B. The temperature drop at the center due to the heat taken away by P is corrected.

制御手段CRは記録材の幅の情報に基づいて、中央部コイル23Aへの通電時間と端部コイル23Bへの通電時間との比αを記録材のサイズ情報に基づいて制御するが、記録材のサイズ情報に次の情報a、bの少なくとも1以上を組み合わせて制御に用いる。
a.温度制御状態に入る前か後か、又は画像形成開始からの経過時間
b.加圧部材の温度
図4を用いて、制御手段CRによる制御を説明する。
The control means CR controls the ratio α of the energizing time to the central coil 23A and the energizing time to the end coil 23B based on the recording material width information based on the recording material size information. The size information is combined with at least one of the following information a and b for use in control.
a. Time before or after entering the temperature control state, or elapsed time from the start of image formation b. Temperature of Pressurizing Member Control using the control means CR will be described with reference to FIG.

図4は定着温度制御のタイムチャートである。   FIG. 4 is a time chart for fixing temperature control.

時間t1においてコピー釦が押されるか又は外部機器からの画像形成信号によりスターと信号STが生成され、スタート信号STにより主電源及び定着電源EA、EBが立ち上がる。   At time t1, the copy button is pressed or a star and a signal ST are generated by an image forming signal from an external device, and the main power supply and fixing power supplies EA and EB are started by the start signal ST.

定着電源EA、EBのONにより加熱ローラ21の温度が上昇し、所定の定着温度に到達した時間t2から、加熱ローラ21の温度により定着電源EA、EBがON−OFFする温度制御状態に入る。温度制御状態においては、加熱部材温度センサSE1の検知温度に基づいたフィードバック制御により、制御手段CRが定着電源EA、EBをON−OFFする制御を行う。   When the fixing power sources EA and EB are turned on, the temperature of the heating roller 21 rises, and a temperature control state in which the fixing power sources EA and EB are turned on and off by the temperature of the heating roller 21 is entered from the time t2 when the fixing roller reaches the predetermined fixing temperature. In the temperature control state, the control means CR performs control to turn on and off the fixing power sources EA and EB by feedback control based on the temperature detected by the heating member temperature sensor SE1.

画像形成が完了すると、主電源が時間t4でOFFする。定着電源EA、EBは温度制御によるOFFが時間t3であった場合、その直後に画像形成が終了するとOFFのまま終了する。   When image formation is completed, the main power supply is turned off at time t4. The fixing power sources EA and EB are turned off when the image formation is completed immediately after the temperature control is turned off at time t3.

全サイズの記録材が通過する幅方向の中央部においては、記録材により奪われ熱量が幅方向の端部に比較して大きいので、端部よりも温度が小さくなる傾向がある。また、幅の狭い記録材を通紙した場合には、中央部の温度低下傾向が強くなる。従って、基本的に、中央部コイル23Aへの通電時間とコイル23Bへの通電時間との比α=(中央部コイル23Aへの通電時間/コイル23Bへの通電時間)を1より高し、且つ、幅の狭い記録材に対しては前記比αをより大きくする制御が行われる。   In the central part in the width direction through which recording materials of all sizes pass, the amount of heat lost by the recording material is larger than that in the end part in the width direction, so that the temperature tends to be lower than at the end part. In addition, when a recording material having a narrow width is passed, the temperature lowering tendency in the central portion becomes stronger. Therefore, basically, the ratio α = (the energizing time to the central coil 23A / the energizing time to the coil 23B) between the energizing time to the central coil 23A and the energizing time to the coil 23B is higher than 1. For the recording material having a narrow width, control for increasing the ratio α is performed.

前記情報「a.温度制御に入る前か後かは」は、画像形成開始時間t1後において、温度センサSE1の検知温度に基づいて定着電源EA、EBをON−OFFするフィードバック制御により最初に定着熱源EA、EBがOFFする時間t2を基準にしてその前か後かである。   The information “a. Before or after temperature control” is first fixed by feedback control for turning ON / OFF the fixing power sources EA and EB based on the temperature detected by the temperature sensor SE1 after the image formation start time t1. It is before or after the time t2 when the heat sources EA and EB are turned off.

前記情報「b.画像形成開始からの経過時間」は、スタート信号STの立ち上がり時間t1からの時間長である。   The information “b. Elapsed time from start of image formation” is a time length from the rising time t1 of the start signal ST.

前記情報「c.加熱部材の温度」は加圧ローラ22の温度を検知する温度センサSE3が検知した温度である。   The information “c. Temperature of heating member” is a temperature detected by a temperature sensor SE3 that detects the temperature of the pressure roller 22.

画像形成開始直後の画像形成初期においては、温度低下が起こりやすい。従って、前記に説明したように、中央部においては、端部に比較して温度低下が起きやすい。画像形成初期におけるこの傾向を補正するために、前記比αをより大きく設定する。即ち、温度制御状態に入る時間t2の前においては、前期比αをより大きく設定し、また、画像形成開始時間t1からの経過時間が短い初期においては、前記比αを大きく設定し、該時間が長くなるのに従って、前記比を小さくする制御が行われる。   In the initial stage of image formation immediately after the start of image formation, the temperature tends to decrease. Therefore, as described above, a temperature drop is likely to occur in the central portion as compared with the end portion. In order to correct this tendency at the initial stage of image formation, the ratio α is set larger. That is, before the time t2 when the temperature control state is entered, the previous period ratio α is set larger, and in the initial stage where the elapsed time from the image formation start time t1 is short, the ratio α is set larger. As the value becomes longer, control to reduce the ratio is performed.

更に、加圧ローラ22の温度が高い場合、加熱部材21の温度が低下し難くなる。従って、加熱ローラ22の温度が低い場合に前記比αをより大きく設定し、低い場合に前記比αをより小さく設定することによって、中央部の温度低下を抑制し、加熱ローラ21の温度分布を均一にすることができる。   Furthermore, when the temperature of the pressure roller 22 is high, the temperature of the heating member 21 is difficult to decrease. Therefore, by setting the ratio α larger when the temperature of the heating roller 22 is low and setting the ratio α smaller when the temperature is low, the temperature drop of the central portion is suppressed, and the temperature distribution of the heating roller 21 is changed. It can be made uniform.

更に、中央部の温度と端部の温度との差、即ち、温度センサSE1の検知温度と温度センサSE2の検知温度との差に基づいて、前期比αを制御することが行われ、中央部の温度が端部の温度に比較して低下している場合に、前期比αを上げることにより、温度分布が均一化される。   Further, the ratio α is controlled based on the difference between the temperature at the central portion and the temperature at the end, that is, the difference between the detected temperature of the temperature sensor SE1 and the detected temperature of the temperature sensor SE2, and the central portion is controlled. When the temperature is lower than the temperature at the end portion, the temperature distribution is made uniform by increasing the previous ratio α.

表1〜3に(中央部コイル23Aへの通電時間/コイル23Bへの通電時間)の比αの制御例を示す。表2、3に示すTable 1〜8を、表1のように、記録材の各サイズについて、温度制御状態に入る前と後に対して割り当てて適用した。表1〜3に示す制御により、1枚乃至小数枚の画像形成ジョブが繰り返される間欠画像形成、連続画像形成、両面画像形成及びこれらの混成モードでの画像形成や種々のサイズの記録材を用いた画像形成において、良好な定着を安定して行うことができた。   Tables 1 to 3 show control examples of the ratio α (the energization time to the central coil 23A / the energization time to the coil 23B). As shown in Table 1, Tables 1 to 8 shown in Tables 2 and 3 were assigned and applied to each size of the recording material before and after entering the temperature control state. Through the control shown in Tables 1 to 3, intermittent image formation, continuous image formation, double-sided image formation, image formation in these mixed modes, and recording materials of various sizes are used in which one or a few image forming jobs are repeated. In the image formation, good fixing could be stably performed.

Figure 2006330252
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Figure 2006330252
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なお、表1,2における加圧ローラ温度TPは温度センサSE3により検知された温度であり、通電時間比率αは図3における中央部コイル23Aの電源E2Aへの供給電力量とコイル23Bの電源E2Bへの供給電力量の比αに相当し、中−端温度差ΔTは温度センサSE1の検知温度と温度センサSE2の検知温度との差であり、正(+)は中央部の方が端部よりも高温であり、負(−)は中央部が端部よりも低温でることを示す。   Note that the pressure roller temperature TP in Tables 1 and 2 is the temperature detected by the temperature sensor SE3, and the energization time ratio α is the amount of power supplied to the power source E2A of the central coil 23A and the power source E2B of the coil 23B in FIG. The middle-end temperature difference ΔT is the difference between the temperature detected by the temperature sensor SE1 and the temperature detected by the temperature sensor SE2, and positive (+) is the end at the center. The negative (-) indicates that the central part is cooler than the end part.

なお、表1においては、温度制御に入る前か後かの情報を用いているが、該情報に代えて、画像形成開始からの経過時間の情報を用いることによっても、温度分布を均一化することができる。   In Table 1, information before or after temperature control is used, but the temperature distribution is made uniform by using information on the elapsed time from the start of image formation instead of the information. be able to.

画像形成装置の全体図である。1 is an overall view of an image forming apparatus. 誘電加熱方式の定着装置を示す図である。It is a figure which shows the fixing apparatus of a dielectric heating system. 加熱ローラの軸に沿った断面図である。It is sectional drawing along the axis | shaft of a heating roller. 定着温度制御のタイムチャートである。It is a time chart of fixing temperature control.

符号の説明Explanation of symbols

20 定着装置
21 加熱ローラ
22 加圧ローラ
23、23A、23B コイル
CR 制御手段
EA、EB 定着電源
SE1、SE2、SE3 温度センサ
20 Fixing device 21 Heating roller 22 Pressure roller 23, 23A, 23B Coil CR control means EA, EB Fixing power source SE1, SE2, SE3 Temperature sensor

Claims (7)

トナー像を加熱し、記録材に定着する加熱部材、加圧部材及び記録材の搬送方向に直角な方向に関して複数に分割されたコイルを有し、該コイルに流れる誘導電流による加熱で加熱した前記加熱部材と前記加圧部材とで記録材を挟持・搬送して、トナー像を記録材に定着する定着装置を備えた画像形成装置であって、記録材の幅に応じて、前記複数のコイルへの通電を各別に制御する画像形成装置において、
前記コイルへの通電を制御する制御手段は、次のa及びbの少なくともいずれか一つの情報と、記録材の幅の情報との組み合わせに基づいて前記複数のコイルへの供給電力の比αを変える制御を行うことを特徴とする画像形成装置。
a.温度制御状態に入る前か後、又は画像形成開始からの経過時間
b.前記加圧部材の温度
A heating member for heating and fixing a toner image, a pressure member, and a coil divided into a plurality of portions in a direction perpendicular to the conveyance direction of the recording material, and heated by the induction current flowing in the coil An image forming apparatus comprising a fixing device that clamps and conveys a recording material between a heating member and the pressure member, and fixes a toner image onto the recording material, wherein the plurality of coils are formed in accordance with the width of the recording material. In an image forming apparatus that controls energization to each separately,
The control means for controlling the energization of the coils determines the ratio α of the power supplied to the plurality of coils based on the combination of at least one of the following information a and b and the recording material width information. An image forming apparatus characterized by performing control to change.
a. Elapsed time before or after entering the temperature control state or after the start of image formation b. Temperature of the pressure member
前記複数のコイルは中央部コイル及び端部コイルを有し、前記比α=(前記中央部コイルへの供給電力量/前記端部コイルへの供給電力量)であり、前記端部コイルに供給される電力が前記中央部コイルに供給される電力以下となるように前記制御手段が制御するとともに、前記比αを、狭い幅の記録材の場合に、広い幅の記録材の場合よりも大きくすることを特徴とする請求項1に記載の画像形成装置。 The plurality of coils have a center coil and an end coil, and the ratio α = (amount of power supplied to the center coil / amount of power supplied to the end coil) is supplied to the end coil. The control means controls the power to be less than or equal to the power supplied to the central coil, and the ratio α is larger in the case of a narrow width recording material than in the case of a wide width recording material. The image forming apparatus according to claim 1. 前記複数のコイルは中央部コイル及び端部コイルを有し、前記比α=(前記中央部コイルへの供給電力量/前記端部コイルへの供給電力量)であり、前記制御手段は、前記温度制御状態に入る前において、前記温度制御状態に入った後よりも前記比αを大きくする制御を行うことを特徴とする請求項1又は請求項2に記載の画像形成装置。 The plurality of coils include a center coil and an end coil, and the ratio α = (amount of power supplied to the center coil / amount of power supplied to the end coil). 3. The image forming apparatus according to claim 1, wherein before the temperature control state is entered, the ratio α is controlled to be larger than after the temperature control state is entered. 前記複数のコイルは中央部コイル及び端部コイルを有し、前記比α=(前記中央部コイルへの供給電力量/前記端部コイルへの供給電力量)であり、前記制御手段は、前記画像形成開始の時間から所定時間経過後に、経過前に比較して前記比αを小さくする制御を行うことを特徴とする請求項1〜3のいずれか1項に記載の画像形成装置。 The plurality of coils include a center coil and an end coil, and the ratio α = (amount of power supplied to the center coil / amount of power supplied to the end coil). 4. The image forming apparatus according to claim 1, wherein after the predetermined time has elapsed from the image formation start time, the ratio α is controlled to be smaller than before the time has elapsed. 前記複数のコイルは中央部コイル及び端部コイルを有し、前記比α=(前記中央部コイルへの供給電力量/前記端部コイルへの供給電力量)であり、前記制御手段は、前記加圧部材の温度が高いときは、前記比αを小さくする制御を行うことを特徴とする請求項1〜4のいずれか1項に記載の画像形成装置。 The plurality of coils include a center coil and an end coil, and the ratio α = (amount of power supplied to the center coil / amount of power supplied to the end coil). The image forming apparatus according to claim 1, wherein when the temperature of the pressure member is high, the ratio α is controlled to be small. 前記制御手段は、前記加熱部材の中央部の温度と前記加熱部材の端部の温度との差に基づいて、前記比αを変える制御を行うことを特徴とする請求項1〜5のいずれか1項に記載の画像形成装置。 The said control means performs control which changes the said ratio (alpha) based on the difference of the temperature of the center part of the said heating member, and the temperature of the edge part of the said heating member. 2. The image forming apparatus according to item 1. 前記加熱部材は厚さ0.4〜2.0mmのローラからなることを特徴とする請求項1〜6のいずれか1項に記載の画像形成装置。 The image forming apparatus according to claim 1, wherein the heating member is a roller having a thickness of 0.4 to 2.0 mm.
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