JP2008134332A - Fixing device and image forming apparatus - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、記録シート上に転写されたトナー画像を当該記録シートに定着させる定着装置およびこれを備えた画像形成装置に関する。 The present invention relates to a fixing device that fixes a toner image transferred onto a recording sheet to the recording sheet, and an image forming apparatus including the fixing device.
一般に、電子写真方式の画像形成装置においては、感光体ドラムを露光走査して当該ドラム表面に形成された静電潜像を、現像装置で現像してトナー画像を形成し、これを記録シート上に転写した後、定着ローラで加熱圧接して定着するように構成されている。
定着ローラの加熱手段として、当該定着ローラの中空部にたとえばハロゲンランプヒータやセラミックヒータなどが内蔵されている。定着時において定着ローラの温度は、定着に必要な適当な温度域に維持される必要があるが、多数の記録シートを連続して定着する場合には、どうしても中央の通紙部分の温度がその両端部の温度より大きく低下してしまうので、通常、定着ローラの加熱手段は、その両端部を加熱するヒータと、頻繁に使用するサイズの用紙幅とほぼ同じ幅の中央部を加熱するヒータとを備えている。
In general, in an electrophotographic image forming apparatus, a photosensitive drum is exposed and scanned, and an electrostatic latent image formed on the surface of the drum is developed by a developing device to form a toner image, which is formed on a recording sheet. Then, the toner image is fixed by being heated and pressed by a fixing roller.
As a heating means for the fixing roller, for example, a halogen lamp heater or a ceramic heater is incorporated in the hollow portion of the fixing roller. During fixing, the temperature of the fixing roller needs to be maintained in an appropriate temperature range necessary for fixing. However, when a large number of recording sheets are continuously fixed, the temperature of the central sheet passing portion is inevitably changed. Usually, the fixing roller heating means includes a heater that heats both ends of the fixing roller, and a heater that heats a central portion that is approximately the same width as the frequently used paper width. It has.
従来、このような複数のヒータを備えた定着ローラの温度制御は、定着ローラ通紙部分である中央部と非通紙部分である端部の表面温度を別個に検出して、独立に個々のヒータへの通電を制御して、定着ローラがその長手方向全体にわたり所定の定着温度の範囲内に維持するように構成されている。
しかしながら、上述のような制御では、定着ローラの表面温度を精度よく制御できないという問題がある。
すなわち、熱伝導により相互のヒータによる定着ローラに与えられた熱量が他方のヒータの加熱領域まで伝わっていくので、従来のように単に中央部と両端部の温度を検出してそれぞれ独立に温度制御する方法では、定着ローラの長手方向全体の温度分布が考慮されていないため、定着ローラの長手方向において生じる温度むらを適正に是正するのが困難であり、また、特に中央部のヒータと両端部のヒータの加熱範囲の境界部はどうしても若干重なり合う部分があり、双方のヒータによる加熱により温度が異常に高くなって定着不良が生じるおそれがある。
However, the above-described control has a problem that the surface temperature of the fixing roller cannot be accurately controlled.
In other words, the amount of heat given to the fixing roller by the mutual heater is transferred to the heating area of the other heater due to heat conduction. In this method, since the temperature distribution in the longitudinal direction of the fixing roller is not taken into consideration, it is difficult to properly correct the temperature unevenness that occurs in the longitudinal direction of the fixing roller. However, there is a possibility that the boundary of the heating range of the heater slightly overlaps, and the heating by both heaters causes the temperature to become abnormally high, resulting in poor fixing.
本発明は、以上のような事情に鑑みてなされたものであって、複数の加熱手段で加熱される定着ローラなどの圧接部材の表面温度を精度よく制御できる定着装置および当該定着装置を備えた画像形成装置を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above circumstances, and includes a fixing device capable of accurately controlling the surface temperature of a pressure contact member such as a fixing roller heated by a plurality of heating means, and the fixing device. An object is to provide an image forming apparatus.
上記目的を達成するため、本発明に係る定着装置は、複数の加熱手段により加熱された圧接部材によりトナー像が転写された記録シートを圧接して定着させる定着装置であって、前記複数の加熱手段は、前記記録シートの搬送される第1の方向と直交する第2の方向に配列されており、前記圧接部材における、前記第2の方向において範囲の異なる2以上の検出領域の表面温度を検出する温度検出手段と、前記温度検出手段の検出結果に基づき、前記圧接部材の、前記第2の方向における表面温度分布を予測して前記複数の加熱手段を制御する制御手段とを備えたことを特徴としている。 In order to achieve the above object, a fixing device according to the present invention is a fixing device that fixes a recording sheet on which a toner image has been transferred by pressing with a pressing member heated by a plurality of heating means. The means is arranged in a second direction orthogonal to the first direction in which the recording sheet is conveyed, and the surface temperature of two or more detection regions having different ranges in the second direction in the pressure contact member is determined. Temperature detecting means for detecting, and control means for controlling the plurality of heating means by predicting a surface temperature distribution of the pressure contact member in the second direction based on the detection result of the temperature detecting means. It is characterized by.
上記構成によれば、従来のように定着装置の圧接部材を加熱する複数の加熱手段を別個独立に制御するのではなく、複数の加熱手段の配列される第2の方向における圧接部材表面の温度分布を予測しながら各加熱手段を制御するようにしているので、きめ細かく、より精度の高い温度制御が可能となる。
ここで、前記制御手段は、前記温度検出手段の検出結果に基づき予測される表面温度分布に応じて、各加熱手段の制御量を示すテーブルを記憶する記憶部を備え、当該テーブルを参照して前記各加熱手段を制御するようにしてもよい。
According to the above configuration, the temperature of the surface of the pressure contact member in the second direction in which the plurality of heating means are arranged is not controlled independently of the plurality of heating means for heating the pressure contact member of the fixing device as in the related art. Since each heating means is controlled while predicting the distribution, finer and more accurate temperature control becomes possible.
Here, the control unit includes a storage unit that stores a table indicating a control amount of each heating unit according to a surface temperature distribution predicted based on a detection result of the temperature detection unit, and refers to the table. You may make it control each said heating means.
これにより、制御手段は、圧接部材の表面温度分布を予測して予め作成されたテーブルに基づき、容易に温度制御を実行できる。
また、前記温度検出手段は、記録シートの定着の結果、前記第2の方向において温度変化の生じる部分における範囲の異なる2以上の検出領域の表面温度を検出するようにしてもよい。
Thereby, the control means can easily execute the temperature control based on the table created in advance by predicting the surface temperature distribution of the pressure contact member.
Further, the temperature detecting means may detect the surface temperature of two or more detection regions having different ranges in a portion where a temperature change occurs in the second direction as a result of fixing the recording sheet.
このように範囲の異なる少なくとも2以上の検出領域の表面温度を検出することにより、圧接部材の表面温度分布を予測することが可能となる。
また、ここで前記温度検出手段は、1個の赤外線センサと、前記赤外線センサによる検出領域を2以上に変更させる検出領域変更手段とを備え、前記変更された2以上の検出領域の温度をそれぞれ検出するようにしてもよい。
Thus, by detecting the surface temperature of at least two or more detection regions having different ranges, it is possible to predict the surface temperature distribution of the pressure contact member.
Here, the temperature detection means includes one infrared sensor and detection area changing means for changing the detection area by the infrared sensor to 2 or more, and the temperature of the changed two or more detection areas is respectively determined. You may make it detect.
このようにすれば、赤外線センサが1個で済むので、装置のコストダウンが図れる。
さらに、ここで、前記検出領域変更手段は、前記赤外線センサのセンサ面と前記圧接部材との間に前記第2の方向において幅の異なる開口を2以上有する遮蔽部材を備え、当該遮蔽部材を移動させて開口を切り換えることにより赤外線センサの検出領域を変更させるようにしてもよい。
In this way, since only one infrared sensor is required, the cost of the apparatus can be reduced.
Further, here, the detection area changing means includes a shielding member having two or more openings having different widths in the second direction between the sensor surface of the infrared sensor and the pressure contact member, and moves the shielding member. Then, the detection area of the infrared sensor may be changed by switching the opening.
これにより異なる2以上の検出領域を容易に切り換えることができる。
ここで、また、前記検出領域変更手段は、前記赤外センサによる検出領域を、第1の検出領域と、当該第1の検出領域よりも前記第2の方向において幅が広い領域であって、かつ、その領域の前記第2の方向における中央部を除いた位置に前記第1の検出領域を含む第2の検出領域とに変更するようにしてもよい。
Thereby, two or more different detection areas can be easily switched.
Here, the detection area changing means includes a detection area by the infrared sensor, which is a first detection area and an area wider in the second direction than the first detection area, And you may make it change into the 2nd detection area | region containing the said 1st detection area | region in the position except the center part in the said 2nd direction of the area | region.
このようにすれば、検出領域が2種類であっても、表面温度分布の特徴を的確に把握できる。
また、さらに前記制御手段は、通紙される記録シートのサイズと、前記温度検出手段の検出結果とに基づき前記表面温度分布を予測することを特徴としてもよい。
これにより、通紙する記録シートのサイズに応じてきめ細かく表面温度分布を予測することができる。
In this way, even if there are two types of detection areas, the characteristics of the surface temperature distribution can be accurately grasped.
Further, the control unit may predict the surface temperature distribution based on a size of a recording sheet to be passed and a detection result of the temperature detection unit.
Thereby, the surface temperature distribution can be predicted finely according to the size of the recording sheet to be passed.
また、本発明に係る画像形成装置は、上記定着装置を備えているため、定着温度を高精度に制御でき、定着不良のない良好な画像を形成することができる。
ここで、前記制御手段は、現在実行されている動作モードと、前記温度検出手段の検出結果に基づき前記表面温度分布を予測して的確に定着温度を制御するようにしてもよい。
これにより、実行する動作モードに応じてきめ細かく表面温度分布を予測することができ、定着装置の温度制御の精度がより向上する。
In addition, since the image forming apparatus according to the present invention includes the above-described fixing device, the fixing temperature can be controlled with high accuracy, and a good image without fixing failure can be formed.
Here, the control unit may accurately control the fixing temperature by predicting the surface temperature distribution based on the currently executed operation mode and the detection result of the temperature detection unit.
Thereby, the surface temperature distribution can be predicted in detail according to the operation mode to be executed, and the temperature control accuracy of the fixing device is further improved.
以下、本発明に係る定着装置および画像形成装置の実施の形態を、モノクロの電 子写真方式の複写機(以下、単に「複写機」という。)を例にして説明する。
(1)複写機の構成の概略
図1は、複写機1の全体の構成を示す概略図である。この複写機1は、原稿画像を読み取るイメージリーダ部10と、読み取った画像を記録シート上にプリントして再現するプリンタ部20とから構成される。
Hereinafter, embodiments of a fixing device and an image forming apparatus according to the present invention will be described by taking a monochrome electrophotographic copying machine (hereinafter simply referred to as “copying machine”) as an example.
(1) Outline of Configuration of Copying Machine FIG. 1 is a schematic diagram showing the overall configuration of the
イメージリーダ部10は、プラテンガラスに載置された原稿画像をスキャンし、これを電気信号に変換して画像データを得る周知のものである。
イメージリーダ部10で得られた画像データは、制御部100においてA/D変換されてデジタル信号となり、さらにシェーディング補正や濃度変換、エッジ強調など必要な処理を加えられた後、レーザダイオードの駆動信号として出力される。
The
Image data obtained by the
プリンタ部20は、電子写真方式により記録シート上に画像を形成するものであって、露光走査部30と画像プロセス部40と給紙部50などからなる。
露光走査部30は、レーザダイオード31、ポリゴンミラー32、走査レンズ33などを備える。レーザダイオード31は、上記制御部100からの駆動信号を受けて光変調されたレーザ光を発光する。この発光されたレーザ光は、定速で回転駆動されるポリゴンミラー32のミラー面で反射して偏向され、走査レンズ33を通過して、画像プロセス部40の感光体ドラム41表面を露光走査する。
The
The
画像プロセス部40は、当該感光体ドラム41の周囲にクリーナ42やイレーサランプ43、帯電チャージャ44および現像器45などを配して構成される。感光体ドラム41は、上記露光を受ける前にクリーナ42で感光体表面の残留トナーを除去され、さらにイレーサランプ43に照射されて除電された後、帯電チャージャ44により一様に帯電されており、このように一様に帯電した状態で露光を受けると、感光体ドラム41の表面の感光体に静電潜像が形成される。
The
当該静電潜像は、現像器45により現像されてトナー像が形成される。このトナー像は、当該作像動作と同期して給紙部50から給紙されてきた記録シート上に転写され、定着装置60において熱定着された後、排紙トレイ61上に排出され、これにより原稿の画像データに基づく画像形成が終了する。
図2は、定着装置60とその制御系の概要を示す図である。
The electrostatic latent image is developed by the developing
FIG. 2 is a diagram showing an outline of the
同図に示すように定着装置60は、内部にメインヒータ621とサブヒータ622が内蔵された定着ローラ66と圧接ローラ63と、それらのローラ対を収納する保温用の筺体61などを備える。なお、実際には、定着ローラ62の表面を清掃するクリーニング部材なども設けられる場合もあるが、ここでは省略している。
この筺体61の側面には定着ローラ66の表面温度を検出するための赤外線センサ64及び検出エリア切換部65が設置されている。検出エリア切換部65は、検出エリア切換制御部67の制御を受けて、赤外線センサ64の検出する領域を切り換えて、1個の赤外線センサ64により定着ローラ66表面の、記録シートSの搬送方向と直交する方向(以下、単に「長手方向」という。)における異なる範囲の温度検出を可能ならしめる。
As shown in the figure, the
An
CPU110は全体の制御部100(図1)の中核をなすものであり、ROM112から複写機1各部の制御に必要なプログラムやパラメータを読み出して、これに基づきイメージリーダ部10やプリンタ部20の動作を制御して円滑に画像形成動作を実行させるものであるが、図2では定着装置60の温度制御の説明に必要な範囲で開示している。
なお、RAM111は、各種の制御変数などを一時記憶すると共にプログラム実行時のワークエリアを提供するものである。
The
The
CPU110は、赤外線センサ64の検出出力に基づいて、現在の定着ローラ62の長手方向における表面温度の分布を予測して、定着ヒータ電力供給部66からメインヒータ621とサブヒータ622に供給される電力を制御し、これにより定着ローラ62の表面温度が長手方向にわたり定着に最適な温度に維持されるようにする。詳しくは後述する。
図3は、定着ローラ62および赤外線センサ64による検出位置を示す概略図である。同図において定着ローら62は、その内部のメインヒータ621、サブヒータ622の位置関係が看取できるようにローラ外周部を透かした状態で図示している。
The
FIG. 3 is a schematic view showing detection positions by the fixing
当該図3に示すように定着ローラ62内のメインヒータ621は、当該定着ローラ62の長手方向における中央部を加熱するように配置されている。その加熱範囲は機種や仕様によって異なるが、たとえば、一般的に使用頻度の高いA4サイズの縦方向の長さよりわずかに広い範囲を加熱するように設定される。サブヒータ622は、当該メインヒータ621より外側の両端部を加熱する。
As shown in FIG. 3, the
検出エリア切換部65および赤外線センサ64は、本実施の形態においては定着ローラ62側に対して矢印で示す位置を検出するように配設される。
図4(a)(b)は、上記赤外線センサ64、および検出エリア切換部65の構成を示す概略断面図である。
同図(a)に示すように赤外線センサ64は、ベース644にサーモパイルチップ643を搭載して、これを覆うようにキャップ状のケース641がベース644に取着される。ケース641の頂部には赤外線が入射するための開口部645が設けられ、この開口部645には集光用のシリコンレンズ642が取着される。
In the present embodiment, detection
FIGS. 4A and 4B are schematic cross-sectional views showing configurations of the
As shown in FIG. 5A, the
このような赤外線センサ64の前面(定着ローラ62側)には、その検出範囲を切り換えるための検出エリア切換部65が配設される。
当該検出エリア切換部65は、異なる2種類の幅のスリット6511、6512を備えた遮蔽板651を、駆動機構652により定着ローラ62の長手方向(図の左右方向)に移動させることにより、定着ローラ62の表面における検出領域を変更するように構成されている。本実施の形態では、定着ローラ62の例では検出領域Aの幅は狭く、検出領域Bの幅は、この検出領域Aを含む広い幅に設定し、それぞれの領域の表面温度Ta、Tbを検出する。
A detection
The detection
赤外線センサによる温度検出は、検出領域の単位面積あたりの赤外線放射量により求められるので、検出領域A,Bのそれぞれにおける総検出面積、もしくは補正係数があらかじめ求められてROM112に格納されており、CPU110は各場合の赤外線センサ64の出力値をその際の検出領域の面積の総和で除算し、あるいは補正係数を積算するなどの適当な演算を行うことにより、適正な温度検出が可能になっている。その結果、温度Ta、Tbは、それぞれ検出領域A、Bの平均温度として検出されることになる。
Since the temperature detection by the infrared sensor is obtained from the amount of infrared radiation per unit area of the detection area, the total detection area or the correction coefficient in each of the detection areas A and B is obtained in advance and stored in the
また、検出領域Aの範囲は、検出領域Bの範囲の長手方向中央部を除く位置にあることが望ましい(本実施の形態では、検出領域Aは、検出領域Bの右端の方に位置するように設定される)。このようにすることにより、表面温度TaとTbの差がより明確になるし、また、当該差分の正負により検出範囲Bにおける曲線のおよその傾向(単純増加か単純減少)が判別できるからのである。詳しくは後述する。 In addition, it is desirable that the range of the detection area A is at a position excluding the central portion in the longitudinal direction of the range of the detection area B (in the present embodiment, the detection area A is positioned toward the right end of the detection area B). To be set). By doing so, the difference between the surface temperatures Ta and Tb becomes clearer, and the approximate tendency (simple increase or simple decrease) of the curve in the detection range B can be discriminated by the sign of the difference. . Details will be described later.
なお、遮蔽板651を上述のように長手方向に移動させる駆動機構652は、公知のソレノイド、カム機構、ねじ送り機構など、特に限定されないが、コスト面と駆動速度の早さの観点からすれば、ソレノイドが望ましいであろう。
また、遮蔽板651は、本実施の形態では、たとえば、不透明な樹脂により形成しているが、もちろん赤外線を透過しない材料であれば特に限定されない。
The
In the present embodiment, the shielding
以上のように範囲の異なる2つの検出領域の温度を検出することにより、定着ローラ62の長手方向における温度分布を推測することができる。
図5は、最初、長手方向に温度分布が均一であった定着ローラ62に高速処理(毎分プリント枚数(CPM)がたとえば60枚)により所定枚数通紙することにより、中央部の表面温度が166℃まで低下したときの当該定着ローラ62表面の長手方向の温度分布曲線の例を示す図である。
As described above, the temperature distribution in the longitudinal direction of the fixing
FIG. 5 shows that the surface temperature of the central portion is initially adjusted by passing a predetermined number of sheets through the fixing
同図において、横軸が定着ローラ62の一端(本例では図3の左端)からの距離を示す)、縦軸が表面温度を示している。また、矢印Pは、図4における検出領域Aの検出個所を示すものである。
通常、待機状態では、所定の温度(本例では182℃)で長手方向にほぼ均一な温度分布であるが、通紙を開始しだすと、その記録シートにより通紙部分の熱量が奪われて温度が低下するため、メインヒータ621により加熱する。
In this figure, the horizontal axis indicates the distance from one end of the fixing roller 62 (the left end in FIG. 3 in this example), and the vertical axis indicates the surface temperature. Moreover, the arrow P shows the detection location of the detection area A in FIG.
Normally, in the standby state, the temperature distribution is almost uniform in the longitudinal direction at a predetermined temperature (182 ° C. in this example). However, when the sheet feeding starts, the amount of heat in the sheet passing portion is deprived by the recording sheet. Therefore, the
記録シートの定着枚数が増えるに連れて徐々に中央の通紙部分の温度は低下するが、メインヒータ621の加熱範囲の通紙されていない両端の部分は温度が高くなり、一方、このときサブヒータ622はOFFの状態なので、自然放熱により外側にいくほど徐々に低くなり、図5のように中央に凹部が形成され、その両端が上方に盛り上がり、外側に向けて徐々に下がる温度分布曲線となる。
As the number of fixed sheets on the recording sheet increases, the temperature of the central sheet passing portion gradually decreases, but the temperature at the ends of the
ここで、実線の曲線はA4サイズの記録シートを通紙したとき、破線の曲線はA5サイズの記録シートを通紙したとき、さらに点線の曲線はA6サイズの記録シートの通紙したときの温度分布をそれぞれ示しており(全て縦方向の通紙)、記録シートの幅が狭くなるに合わせて温度分布曲線の中央部の凹部の幅も狭くなっている。
なお、図5は、温度分布曲線の傾向を説明するための一例であって、同じ記録シートのサイズであっても、ヒータの加熱能力、連続定着枚数、CPM、使用する記録シートの厚みなどによっても温度分布曲線が異なってくる。
Here, the solid line curve indicates the temperature when the A4 size recording sheet is passed, the broken line curve indicates the temperature when the A5 size recording sheet passes, and the dotted line curve indicates the temperature when the A6 size recording sheet passes. Each distribution is shown (all in the vertical direction), and the width of the concave portion at the center of the temperature distribution curve is narrowed as the width of the recording sheet is narrowed.
FIG. 5 is an example for explaining the tendency of the temperature distribution curve. Even if the recording sheet has the same size, the heating capacity of the heater, the number of continuous fixing sheets, the CPM, the thickness of the recording sheet to be used, etc. However, the temperature distribution curve will be different.
このような温度分布曲線を参照して、メインヒータ621、サブヒータ622の通電量を細かに制御することにより、精度の高い温度制御が可能になる。定着ローラ62の長手方向において、連続して温度検出するようにすれば、図5のような正確な温度分布曲線を求めることができるが、温度センサが多数必要になり多大なコストアップが避けられない。
By accurately controlling the energization amounts of the
そこで、本実施の形態では、上記図4に示した1個の赤外線センサ64による検出領域Aの検出温度Taと検出領域Bの検出温度Tbから、定着ローラ62の長手方向全体における表面の温度分布を推測するようにしている。
すなわち、図5の温度分布曲線を見ても分かるように、中央の通紙部分を除き、他の個所では、長手方向に温度が変化する曲線を形成しており、その一部の範囲の曲線の形状は、その全体の温度分布に応じて異なっている。したがって、当該一部の範囲の温度分布曲線の特徴を把握すれば、およそ全体の温度分布曲線も推測できるのである。
Therefore, in the present embodiment, the surface temperature distribution in the entire longitudinal direction of the fixing
That is, as can be seen from the temperature distribution curve in FIG. 5, except for the central paper passing portion, a curve where the temperature changes in the longitudinal direction is formed in other places, and a curve in a part of the range. The shape differs depending on the overall temperature distribution. Therefore, if the characteristics of the temperature distribution curve in the partial range are grasped, the entire temperature distribution curve can be estimated.
図6は、異なる2つの温度分布曲線D1、D2における検出領域Bの範囲を拡大して摸式的に示す図である。
まず、検出領域Aの温度Taの値に着目すると、温度分布曲線D1の方が温度分布曲線D2より高い。また、検出領域Bの検出温度Tbは、この範囲における平均温度を示すから、TaとのTbとの差分Ta−Tb=ΔTを計算すると、減少率の大きい温度分布曲線D1の方がΔTの値が大きくなることが分かる。したがって、Taの値とΔTの値により検出領域Bにおける温度分布曲線の特徴を把握することができ、これにより全体の温度分布曲線も予測することができるものである。
FIG. 6 is a diagram schematically showing an enlarged range of the detection region B in two different temperature distribution curves D1 and D2.
First, focusing on the value of the temperature Ta in the detection region A, the temperature distribution curve D1 is higher than the temperature distribution curve D2. Further, the detected temperature Tb in the detection region B indicates an average temperature in this range. Therefore, when the difference Ta−Tb = ΔT between Ta and Tb is calculated, the temperature distribution curve D1 having a larger decrease rate has a value of ΔT. It turns out that becomes large. Therefore, the characteristic of the temperature distribution curve in the detection region B can be grasped from the value of Ta and the value of ΔT, and thereby the entire temperature distribution curve can be predicted.
なお、図4に示したように検出領域Aが、検出領域Bの端部分に設定されているため、中央部に設けられている場合よりもTbとの差分がより明確であるといえ、また、ΔTの正負をみれば、温度分布曲線が、検出領域Bの範囲において中央方向に向けて減少しているか(ΔT>0)、増加しているか(ΔT<0)も推測することができるものである(たとえば、記録シートがA4サイズの場合の通紙時のΔTの値は、必ず「正」になるが、A5サイズの温度分布において検出領域Aを示す矢印Pの位置よりも左側は増加しているので、ΔTの値は「負」になる。)。 Since the detection area A is set at the end portion of the detection area B as shown in FIG. 4, it can be said that the difference from Tb is clearer than the case where the detection area A is provided at the center part. , ΔT can be estimated whether the temperature distribution curve is decreasing toward the center in the detection region B (ΔT> 0) or increasing (ΔT <0). (For example, when the recording sheet is A4 size, the value of ΔT at the time of passing is always “positive”, but the left side of the position of the arrow P indicating the detection area A increases in the temperature distribution of A5 size. Therefore, the value of ΔT becomes “negative”.)
定着ローラ62の長手方向全体の温度分布曲線が推測できれば、それに応じてメインヒータ621、サブヒータ622の望ましい通電制御量も、経験則や、あるいは、実験データの蓄積により決定することができる。
そこで、本実施の形態では、実験やコンピュータによる温度シミュレーションなどにより、記録シートのサイズごとにあらかじめ多数の温度分布曲線のデータを取得し、それぞれの検出領域Bにおける、TaとΔT(=Ta−Tb)とを求め、これらと、当該温度分布曲線を是正するのに必要なメインヒータ621、サブヒータ622の制御量とが関連付けられて、制御テーブルとしてROM112内に格納されている。
If a temperature distribution curve in the entire longitudinal direction of the fixing
Therefore, in the present embodiment, a large number of temperature distribution curve data is obtained in advance for each recording sheet size by experiments or computer temperature simulation, and Ta and ΔT (= Ta−Tb) in each detection region B are obtained. ) And the control amounts of the
図7、図8、図9、図10は、それぞれ上記制御テーブルの一例を示すものであって、図7は記録シートのサイズがA4の場合の通紙時の温度制御に適用される制御テーブル1、図8は記録シートのサイズがA5の場合の通紙時の温度制御に適用される制御テーブル2、また、図9、図10は、それぞれ待機状態における制御テーブル3、4を示す図である。 7, 8, 9, and 10 show examples of the above-described control table. FIG. 7 is a control table that is applied to temperature control during sheet passing when the recording sheet size is A4. 1 and 8 are a control table 2 applied to temperature control during sheet passing when the recording sheet size is A5, and FIGS. 9 and 10 are diagrams showing the control tables 3 and 4 in a standby state, respectively. is there.
それぞれ温度Taの値ごとにΔTの値の大・中・小に応じて、メインヒータ621とサブヒータ622に供給する電力の制御量が記載されている。本実施の形態では、当該制御量として、微小の周期内で各ヒータへの通電時間を所定のデューティ比で間欠的に通電するデューティ制御を採用しており、上記制御量として当該デューティ比が記載されている。もっとも、他の制御方法たとえば位相制御方法を採用した場合には、それに応じた制御量が設定される。
The control amount of the electric power supplied to the
なお、ここで求めているデューティ比は、ΔTがほぼ0である場合(通常加熱時)にメインヒータ621、サブヒータ622に供給される場合を、それぞれ50%、50%と仮定した場合(メインヒータ621とサブヒータ622に微小周期内で等しい時間交互に通電される場合)として求められているものである。また、各制御テーブルにおいて制御量の一部しか表しておらず、他は表記を省略している。
It is to be noted that the duty ratio obtained here is assumed to be 50% and 50% when supplied to the
まず、図7の通紙時の記録シートのサイズがA4である場合の制御テーブル1において、たとえば、Taが194℃の場合において、ΔTが「小」であれば、検出領域Bにおける温度分布曲線の変化が少なく、その結果温度分布曲線全体における中央の凹部が比較的浅いと考えられるので、メインヒータ621とサブヒータ622のデューティ比を70%、30%に設定する。ΔTが「中」であれば、ΔTが「小」の場合よりも温度分布曲線の中央の凹部が深くなり、より強く中央部を加熱する必要があるので、メインヒータ621のメインヒータ621とサブヒータ622のデューティ比を80%、20%に設定する。
First, in the control table 1 when the size of the recording sheet at the time of paper passing in FIG. 7 is A4, for example, when Ta is 194 ° C. and ΔT is “small”, the temperature distribution curve in the detection region B As a result, the central recess in the entire temperature distribution curve is considered to be relatively shallow, so the duty ratio of the
ΔTが「大」であれば、さらに温度分布曲線の中央の凹部が深くなるので、メインヒータ621とサブヒータ622のデューティ比を90%、10%に設定する。
また、Taの温度が、たとえば上記194℃よりも低い186℃の場合には、経験的に194℃の場合よりも全般的に中央の凹部が浅くなることが分かっている。
これは、本実施の形態においては、温度Taの検出領域は、ほぼメインヒータ621の端部に相当するため、通紙時において温度Taがより低くなるということは、主に通紙時に中央の通紙部分の温度低下を補うためのメインヒータ621による加熱する必要が生じていない、すなわち通紙量もそれほど多くなく、中央部の温度低下も少ないと考えられるからである。
If ΔT is “large”, the concave portion at the center of the temperature distribution curve becomes deeper, so the duty ratio of the
Moreover, when the temperature of Ta is 186 ° C. lower than 194 ° C., for example, it has been empirically found that the central recess is generally shallower than that at 194 ° C.
This is because, in the present embodiment, the temperature Ta detection region substantially corresponds to the end portion of the
したがって、この場合には、ΔTの小・中・大に応じて、メインヒータ621、サブヒータ622への電力供給のデューティ比は、(60%、40%)、(70%、30%)、(80%、20%)として、194℃の場合よりもメインヒータ621のデューティ比がそれぞれ10%低下し、反対にサブヒータ622については、10%ずつ増加させている。
Therefore, in this case, the duty ratio of the power supply to the
図8は、記録シートのサイズがA5の場合の通紙時における制御テーブル2を示す。この場合には、検出位置P(図5)においては左肩上がりの曲線となっているので、上述したようにTa<Tbとなる。各制御量の傾向としては図7とほぼ同様に理解できるので、ここでの説明を省略する。
図9、10は、待機時における制御テーブル3、4の例を示すものである。
FIG. 8 shows the control table 2 when a sheet is passed when the size of the recording sheet is A5. In this case, since the curve is an upward curve at the detection position P (FIG. 5), Ta <Tb as described above. Since the tendency of each control amount can be understood in substantially the same manner as in FIG. 7, a description thereof is omitted here.
9 and 10 show examples of the control tables 3 and 4 during standby.
通紙時には図5に示すように、定着ローラの温度分布曲線は、通紙部分だけが極端に凹の状態になりメインヒータ621の非通紙部分が山状に盛り上がって端部側にいくほど徐々に低下するという形状になったが、待機時においては、通紙がないので、むしろメインヒータ621とサブヒータ622の加熱量の不均衡に起因して温度分布曲線が平坦でなくなる場合がある。
As shown in FIG. 5, when the sheet is passed, the temperature distribution curve of the fixing roller is such that only the sheet passing portion becomes extremely concave, and the non-sheet passing portion of the
このような場合における温度分布曲線としては、上記山状に盛り上がった部分が長手方向への熱伝導によりほとんどなくなり、(a)単純に中央に凹部が形成されている場合(メインヒータ621の加熱量がサブヒータ622の加熱量よりも少ない場合)、(b)その反対に中央が上側に膨らんでいる場合(メインヒータ621の加熱量がサブヒータ622の加熱量よりも多い場合)の2種類考えられる。
As a temperature distribution curve in such a case, the above-described peaked portion is almost eliminated by heat conduction in the longitudinal direction, and (a) when a concave portion is simply formed in the center (the heating amount of the main heater 621) (B) less than the heating amount of the sub-heater 622, and (b) conversely, the center is swollen upward (when the heating amount of the
したがって、検出位置P(図5参照)における検出結果がTa>Tb(すなわちΔT>0)となれば、(a)の場合であり、図9の制御テーブル3のようにメインヒータ621による加熱量をサブヒータ622の加熱量よりも多くする制御を行う。個々の制御量が、TaとΔTの大きさに応じて異なることは、上述の図8、9の場合と同様に考えてよいが、通紙されていないので、メインヒータ621の制御量は、図8、図9の場合に比べて相対的に低くしている。
Therefore, if the detection result at the detection position P (see FIG. 5) is Ta> Tb (that is, ΔT> 0), this is the case of (a), and the heating amount by the
また、Ta<Tb(ΔT<0)の場合には、上記(b)のケースであるので、図10の制御テーブル4のように各Taの値、およびΔTの区分にしたがってサブヒータ622の加熱量をメインヒータ621による加熱量をよりも多くする制御を行う。
なお、図7〜図10の制御テーブルは、あくまでも一例に過ぎない。各制御量は、実際には、使用する機種のメインヒータ621、サブヒータ622の加熱能力、検出位置Pの位置、検出領域A、Bそれぞれの幅およびそれらの相対的位置関係、CPMの値などに応じて実験やシミュレーションを介して当業者であれば適宜設定しうるものである。
Further, in the case of Ta <Tb (ΔT <0), since it is the case of (b) above, the heating amount of the
Note that the control tables in FIGS. 7 to 10 are merely examples. Each control amount actually depends on the heating capacity of the
また、各テーブルにおけるΔTの大・中・小の区分は、たとえば、テーブルごとに、各温度分布曲線の取りうる最小のΔTから最大のΔTの範囲を予め求めてこれを3分し、そのいずれの範囲に属するかにより決定してもよい。さらに細かく各テーブルの各温度Taごとに取り得る最大・最小ΔTを求めて、この範囲を3分割して範囲を決定すれば、より精度の高い制御が可能である。 In addition, for each table, ΔT is divided into large, medium, and small categories, for example, for each table, a range from the minimum ΔT that can be taken by each temperature distribution curve to the maximum ΔT is obtained in advance and divided into three. It may be determined depending on whether it belongs to the range. If the maximum / minimum ΔT that can be taken for each temperature Ta of each table is obtained more finely and this range is divided into three to determine the range, more accurate control is possible.
さらには、ΔTの大きさを4段階以上に仕分けして、検出されたΔTがどの範囲に該当するによって、温度分布曲線を推測し、それに応じて制御量を異ならせば、さらにきめ細かい温度制御が可能となる。
(2)温度制御の動作
次に、具体的な温度制御の動作についてフローチャートに基づき説明する。
Furthermore, if the magnitude of ΔT is classified into four or more stages, the temperature distribution curve is estimated according to which range the detected ΔT corresponds to, and if the control amount is varied accordingly, finer temperature control is possible. It becomes possible.
(2) Temperature Control Operation Next, a specific temperature control operation will be described based on a flowchart.
図11のフローチャートは、主にCPU110がROM112から温度制御プログラムを読み出して実行するものであって、複写機全体の動作を制御するメインフローチャート(不図示)のサブルーチンとしてコールされ、一定の短い周期で繰り返し実行されるものである。
まず、ステップS101で、検出エリア切換部65の遮光部材651を移動して、スリット6511が図4(a)の位置に来るように制御して定着ローラ62表面における検出領域Aにおける温度Taを検出する。
The flowchart of FIG. 11 is mainly executed by the
First, in step S101, the
引き続き、検出エリア切換部65の遮光部材651を移動させてスリット6512が、図4(b)の位置に来るようにして、定着ローラ62表面の検出領域Bにおける温度Tbを検出し(ステップS102)、ΔT=Ta−Tbを算出する(ステップS103)。
そして、ΔT=0であるか否かを判定する(ステップS104)。なお、ここでは厳密にΔTが0に等しくなくてもよく、−α<ΔT<+α(αはたとえば、1.0℃程度)であるか否かを判定するようにしてもよい。
Subsequently, the temperature Tb in the detection region B on the surface of the fixing
Then, it is determined whether or not ΔT = 0 (step S104). Here, ΔT may not be strictly equal to 0, and it may be determined whether or not −α <ΔT <+ α (α is about 1.0 ° C., for example).
もし、ステップS104で「YES」であれば、温度分布曲線は定着ローラ62の長手方向全体にわたってほぼ平坦であると推測されるので、次に、Taが所定の定着温度以上であるか否かを判定する。ここで、「所定の定着温度」として、たとえば待機状態の目標温度182℃(図5参照)が設定される。
Taが、所定の定着温度に達していなければ(ステップS105:NO)、定着ローラ62を全体的に上昇させる必要があるので、通常の温度制御としてメインヒータ621とサブヒータ622のそれぞれに供給する電力のデューティ比を50%、50%にして均等に加熱する(ステップS106)。また、Taが、所定の定着温度に達していれば(ステップS105:YES)、両ヒータに通電せずにメインのフローチャートにリターンする。
If “YES” in the step S104, it is estimated that the temperature distribution curve is almost flat over the entire longitudinal direction of the fixing
If Ta does not reach the predetermined fixing temperature (step S105: NO), it is necessary to raise the fixing
一方、ステップS104においてΔT=0でないと判定された場合には(ステップS104:NO)、ステップS107に移動して、制御テーブルによる温度制御を実行する。
図12は、この制御テーブルによる温度制御のサブルーチンの一例を示すフローチャートである。
まず、現在の動作モードを判定する(ステップS201)。もし、画像を形成して定着動作を実行している状態(画像形成モード)であれば、次に、使用している記録シートのサイズを判定する(ステップS202)。
On the other hand, if it is determined in step S104 that ΔT = 0 is not satisfied (step S104: NO), the process moves to step S107, and temperature control based on the control table is executed.
FIG. 12 is a flowchart showing an example of a temperature control subroutine by this control table.
First, the current operation mode is determined (step S201). If the image is formed and the fixing operation is being executed (image forming mode), then the size of the recording sheet used is determined (step S202).
なお、画像形成動作や給紙カセットの選択(記録シートの選択)の制御は、CPU自信が実行するものであり、当該制御に際し、たとえば動作モードや使用している記録シートサイズの情報を示すフラッグをRAM111等に一時的に格納しておき、これを随時参照することにより、上記ステップS201、202の判定を容易に行える。
また、上述したように画像形成モード時における温度分布曲線は、A4サイズの場合には、ΔT>0となり、A5サイズの場合にはΔT<0となるので、この2種類のサイズのみで判断する場合にはΔTの正負によっても記録シートのサイズの判定が可能である。
Note that control of image forming operation and paper feed cassette selection (recording sheet selection) is executed by the CPU, and in this control, for example, a flag indicating information on the operation mode and the recording sheet size being used. Is temporarily stored in the
Further, as described above, the temperature distribution curve in the image forming mode is ΔT> 0 in the case of A4 size, and ΔT <0 in the case of A5 size. In this case, the size of the recording sheet can also be determined based on the sign of ΔT.
そして、使用している記録シートのサイズがA4サイズの場合には、図7に示す制御テーブル1を選択し(ステップS204)、A5サイズの場合には、図8に示す制御テーブル2を選択する(ステップS205)。
また、ステップS201において、現在の動作モードが、待機モード(定着ローラ62を所定の定着温度以上に維持して、次の画像形成動作に待機している状態)であると判定された場合には、次にΔT>0であるか否かを判定する(ステップS203)。そしてΔT>0であれば、図9の制御テーブル3を選択し(ステップS203:YES、ステップS206)、また、ΔT<0であれば、図10の制御テーブル4を選択する(ステップS203:NO、ステップS207)。
If the size of the recording sheet being used is A4 size, the control table 1 shown in FIG. 7 is selected (step S204). If the size is A5 size, the control table 2 shown in FIG. 8 is selected. (Step S205).
If it is determined in step S201 that the current operation mode is the standby mode (the state in which the fixing
なお、連続して多数枚の画像形成が実行された直後は、待機時といっても定着ローラ62の温度分布曲線が図5のような形状を残している場合があり、この場合にはΔTの大小より制御テーブル3、4から一義的に選択することは困難である。 図5の温度分布曲線を見ても分かるように、A5サイズの場合、検出位置Pにおいて左上がりになっているため、ΔT<0となるが、中央部には凹部が形成されているからである。この場合にもステップS207にしたがって制御テーブル4を選択して中央部よりも端部をより加熱するように制御すれば、ますます温度差が大きくなる。
It should be noted that immediately after a large number of images are continuously formed, the temperature distribution curve of the fixing
したがって、たとえば、画像形成後の所定時間(この時間は一律の値(たとえば10分)としてもよいし、画像形成直後のΔTの大きさに応じて長さを変更してもよい。たとえば、ΔTが0に近いほど上記所定時間を短くする)経過するまでは、温度制御の観点からは、いまだ「画像形成モード」中であると判断するか、あるいは、定着ローラ62の中央部の表面温度Tcも検出して、このTcとTaを比較してどの制御テーブルを選択するか決定してもよい。この場合には、記録シートがA5サイズの場合に待機モードでΔT<0であっても、TcがTaより低ければ、制御テーブル4は選択せず、制御テーブル2もしくは3を採用する。
Therefore, for example, a predetermined time after image formation (this time may be a uniform value (for example, 10 minutes), or the length may be changed according to the magnitude of ΔT immediately after image formation. From the viewpoint of temperature control, it is determined that the image forming mode is still in progress or the surface temperature Tc at the center of the fixing
さらには、とりあえずステップS207に基づいて、制御テーブル4を選択して温度制御を実行し、ルーチンが一巡したとき後のΔTが前回よりも大きくなっていたときには、制御テーブル3もしくは4に切り換えるようにしてもよい。
以上のようにして選択された制御テーブルに基づき、TaとΔTの値から各ヒータの制御量(デューティ比)を取得して温度制御を実行して図11のフローチャートにリターンする。
Furthermore, for the time being, based on step S207, the control table 4 is selected and the temperature control is executed, and when ΔT after the round of the routine is larger than the previous time, the control table 3 or 4 is switched. May be.
Based on the control table selected as described above, the control amount (duty ratio) of each heater is acquired from the values of Ta and ΔT, the temperature control is executed, and the process returns to the flowchart of FIG.
メインフローチャートが所定の周期で一巡して、再び制御テーブルによる温度制御が繰り返され、その度、Ta、ΔTの大きさも変化して異なる制御量により制御されることになるので、温度分布曲線が次第に平坦化していき、ステップS104でΔT=0となれば、Taの温度に基づき通常の温度制御が実行される。
このように本実施の形態によれば、定着ローラの異なる2つの範囲の温度を検出して定着ローラの長手方向全体にわたる温度分布を予測し、これに基づいてメインヒータとサブヒータへの通電を制御しているので、より精度の高い温度制御が可能となる。
The main flowchart is cycled at a predetermined cycle, and the temperature control by the control table is repeated again. Each time, the magnitudes of Ta and ΔT also change and are controlled by different control amounts, so the temperature distribution curve gradually If flattening and ΔT = 0 in step S104, normal temperature control is executed based on the temperature of Ta.
As described above, according to this embodiment, the temperature in two different ranges of the fixing roller is detected to predict the temperature distribution over the entire longitudinal direction of the fixing roller, and the energization to the main heater and the sub heater is controlled based on this. Therefore, temperature control with higher accuracy is possible.
<変形例>
以上、本発明の実施の形態について説明してきたが、本発明の内容が、上記実施の形態に限定されないことは勿論であり、例えば、以下のような変形例を考えることができる。
(1)上記実施の形態においては、検出エリア切換部65は、幅の異なる開口6511、6512を有する遮蔽板651をスライドさせることにより赤外センサ64の検出領域を異ならせたが、他の手段によってもよい。たとえば、赤外センサ64の前面に配するレンズの種類を凸レンズから凹レンズに切り換えたり、同じ凸レンズであっても焦点距離の異なるレンズに切り換えるようにすることによっても、定着ローラの異なる範囲の温度検出は可能である。なお、この場合に、検出領域Aが検出領域Bのどちらかの端部に片寄って位置するようにするためには、たとえば、それぞれ切り換えた後の2種類のレンズの光軸の位置が異なるように配置したり、左右非対称のレンズを使用したりするなどして適宜達成される。
<Modification>
Although the embodiment of the present invention has been described above, the content of the present invention is not limited to the above-described embodiment, and for example, the following modifications can be considered.
(1) In the above embodiment, the detection
(2)上記実施の形態においては、検出エリア切換部65により範囲の異なる2つ検出領域を切り変えて、Ta、Tbを求めることにより、温度分布曲線を予測し温度制御を実行したが、3つ以上の検出範囲を切り換えてそれらの温度から、温度分布曲線を予測するようにしてもよい。
また、上記実施の形態においては、図5のPの位置を検出範囲として設定したが、これに限らず、定着ローラの長手方向に温度変化が現れる範囲を含む個所(使用する最大サイズの記録シートの温度分布曲線における中央の底部分を除く個所)であればよい。当該検出範囲の温度分布曲線は、長手方向全体の温度分布曲線の形状によって多少なりとも異なるので、当該範囲内の異なる領域の温度を検出することにより、全体の温度分布曲線が予測できるからである。
(2) In the above embodiment, the temperature distribution curve is predicted and the temperature control is executed by switching the two detection areas having different ranges by the detection
In the above-described embodiment, the position P in FIG. 5 is set as the detection range. However, the present invention is not limited to this, and includes a location including a range in which a temperature change appears in the longitudinal direction of the fixing roller (maximum size recording sheet used). It is only necessary to be a portion excluding the central bottom portion of the temperature distribution curve. This is because the temperature distribution curve of the detection range differs somewhat depending on the shape of the temperature distribution curve in the entire longitudinal direction, and the entire temperature distribution curve can be predicted by detecting the temperature of different regions in the range. .
また、各検出範囲は包含関係にある必要はなく、温度差の生じる異なる2以上の範囲の温度に基づいても全体の温度分布曲線の予測が可能である。
(3)上記実施の形態においては、検出エリア切換部65により1個の赤外センサの検出領域を切換ることにより異なる2つの範囲の温度を検出するようにしたが、長手方向の異なる位置に2個以上の赤外センサを配して、それぞれの検出値に基づいて制御するようにしてもよい。ただし、赤外線センサは高価なので、コスト的な面からは、本実施の形態のようにするのが望ましい。
In addition, the detection ranges do not have to be in an inclusive relationship, and the entire temperature distribution curve can be predicted based on two or more different temperatures in which a temperature difference occurs.
(3) In the above embodiment, two different ranges of temperature are detected by switching the detection area of one infrared sensor by the detection
(4)上記実施の形態においては、参照すべき制御テーブルを決定するため、まず、画像形成モードが待機モードかの動作モードの判定を行っている(図12のステップS201)。しかし、検出領域がたとえば中央部と、メインヒータとサブヒータの境界部の2個所である場合、これらの個所の温度とその大小関係から、特に待機モード時における中央の温度が端部の温度よりも高くなるような場合も予測位できるので、本願発明において必ずしも動作モードの判定は必須ではない。 (4) In the above embodiment, in order to determine the control table to be referred to, first, the operation mode is determined as to whether the image forming mode is the standby mode (step S201 in FIG. 12). However, if there are two detection areas, for example, the central part and the boundary between the main heater and the sub-heater, the temperature of these parts and the magnitude relationship between them, the central temperature in standby mode is more than the temperature of the end part. Since the predicted position can be obtained even when it becomes high, it is not always necessary to determine the operation mode in the present invention.
その反面、たとえば、システムスピードを変更して画像形成速度(CPM)を切換ることが可能な機種においては(たとえば、タンデム型のカラープリンタにおいて、カラー画像形成時における画像の再現性を向上するため、カラー画像を形成する際にモノクロ画像形成時のシステムスピードよりも遅くする場合)、メインヒータと通紙により奪われる熱量との関係が変化するので、連続して画像形成する場合には、システムスピードに応じて定着ローラの温度分布曲線の形状も変化する傾向にある。 On the other hand, for example, in a model that can switch the image forming speed (CPM) by changing the system speed (for example, in a tandem type color printer, to improve the reproducibility of an image when forming a color image). When the color image is formed, the system speed is lower than the system speed at the time of monochrome image formation), and the relationship between the main heater and the amount of heat taken away by the paper passing changes. The shape of the temperature distribution curve of the fixing roller tends to change according to the speed.
図13は、上記図5の場合よりも低いシステムスピードで動作する場合の定着ローラ62表面の温度分布曲線の例を示すものである。同図に示すようにシステムスピードが低い場合には、単位時間に通過する記録シートの枚数が減少するので、その間に定着ローラから奪われる熱量も少なくなり、中央の凹部の深さが図5よりも浅い形状になっている。
そこで、このような場合には、システムスピードの変更も「動作モード」の判定の対象に加え(図12、ステップS201参照)、そのスピードの大小に応じて予め設定された複数の制御テーブルから当該システムスピードに該当するものを選択するようにすればよい。
FIG. 13 shows an example of the temperature distribution curve on the surface of the fixing
Therefore, in such a case, the change of the system speed is added to the determination target of the “operation mode” (see step S201 in FIG. 12), and the control table is set based on a plurality of control tables set in advance according to the speed. Select the one corresponding to the system speed.
(5)また、上記実施の形態においては、図12のステップS202における記録シートのサイズの判定において、A4サイズとA5サイズしか判定していないが、これはあくまでも一例であって、当該機種において使用可能なその他のシートサイズについても判定し、当該シートサイズについて予め設定された制御テーブルを選択するようにしてもよいのはもちろんである。 (5) In the above embodiment, only the A4 size and the A5 size are determined in the determination of the size of the recording sheet in step S202 in FIG. 12, but this is only an example and is used in the model. Of course, other possible sheet sizes may also be determined, and a control table preset for the sheet size may be selected.
その一方、使用する記録シートのサイズが1種類だけの小型の画像形成装置のような場合には記録シートのサイズの判定は不要である。また、使用できる記録シートのサイズが2種類であってもそれらのサイズが近い場合(たとえば、A4サイズとB5サイズ)にも記録シートのサイズの判定を要件にしなくてもよい。この場合には、両サイズ間でそれほど温度分布曲線に相違はないので、シートサイズごとに制御テーブルを異ならせなくても、従来よりは精度の高い温度制御が可能であるからである。 On the other hand, in the case of a small image forming apparatus that uses only one type of recording sheet, it is not necessary to determine the size of the recording sheet. Even if there are two types of recording sheet sizes that can be used, the determination of the size of the recording sheet may not be a requirement even when the sizes are close (for example, A4 size and B5 size). In this case, the temperature distribution curves are not so different between the two sizes, and therefore, temperature control with higher accuracy than in the prior art is possible without changing the control table for each sheet size.
(6)なお、上記図11のフローチャートにおいては、ステップS104においてΔT=0と判定された場合に、検出温度Taと所定の定着温度とを比較し(ステップS105)、検出温度Taが当該定着温度以上になった場合のみ、各ヒータへ通電せずにリターンするように構成している。そのため、ΔT=0となるまで、ステップS107の制御テーブルによる温度制御が繰り返し実行されて各ヒータへの通電が継続することになる。 (6) In the flowchart of FIG. 11, when ΔT = 0 is determined in step S104, the detected temperature Ta is compared with a predetermined fixing temperature (step S105), and the detected temperature Ta is the fixing temperature. Only when it becomes above, it is comprised so that it may return, without supplying with electricity to each heater. Therefore, until ΔT = 0, the temperature control by the control table in step S107 is repeatedly executed, and energization of each heater is continued.
既述のように、制御テーブルによる温度制御では、その都度予測される温度分布曲線に基づき的確かつ動的に制御されるので、温度分布曲線が平坦に収束するまでにそれほど時間を要せずにステップS105に至り、当該判定結果にしたがって各ヒータへの通電が停止されるため、ステップS107の温度制御の途中で定着ローラが異常昇温するおそれはないと考えられるが、念のため、たとえば次のような対策を講じてもよい。 As described above, temperature control based on the control table is accurately and dynamically controlled based on the predicted temperature distribution curve, so it takes less time for the temperature distribution curve to converge flatly. Since it reaches step S105 and energization of each heater is stopped according to the determination result, it is considered that there is no possibility that the temperature of the fixing roller abnormally increases during the temperature control in step S107. The following measures may be taken.
(a)各制御テーブルにおいて、検出温度Taが定着温度域における比較的高い温度T1を超える場合には、メインヒータとサブヒータのデューティ比を、両者の相対比を維持しながら値が小さくなるように設定する。たとえば、上記T1を194℃に設定した場合、図7の制御テーブルにおいて、各デューティ比を半分にして、ΔTが「小」「中」「大」に応じて、(メインヒータのデューティ比、サブヒータのデューティ比)が(35%、15%)、(40%、10%)、(45%、5%)となるように制御する。 (A) In each control table, when the detected temperature Ta exceeds a relatively high temperature T1 in the fixing temperature range, the duty ratio of the main heater and the sub heater is made smaller while maintaining the relative ratio between the two. Set. For example, when T1 is set to 194 ° C., each duty ratio is halved in the control table of FIG. 7, and ΔT is set to “small”, “medium”, “large” (duty ratio of main heater, sub heater (Duty ratio) of (35%, 15%), (40%, 10%), (45%, 5%).
(b)上記実施の形態の説明でも少し触れたが、図11のステップS104における判定内容を −α<ΔT<αであるか否かであるかの判定に変更し、肯定の場合ステップS105に、否定の場合ステップS107に移行するように構成する。この場合、αの値を調整し(たとえば1.5℃に設定)、温度分布曲線が完全に平坦化しなくてもステップS105の温度判定を行うようにする。このようにすれば、ステップS107の循環により連続加熱される時間が短くなり、異常昇温に至ることはない。
(c)図12のステップS208の直前に、検出温度Taと、良好な定着を維持するために許容できる最高温度T2(たとえば210℃)もしくは画像形成装置の安全性の規格で許容される最高温度T3(たとえば250℃)と比較するステップを設けて、Ta>T2またはTa>T3であると判定された段階で、各ヒータへの通電を停止して図11のフローチャートにリターンする(ステップS208をスキップする)。フローチャートを何回か循環するうちに、自然放熱と定着ローラ長手方向の熱伝導によりTa温度が低下し、制御テーブルに基づく制御に復帰する。
(B) As mentioned in the above embodiment, the determination content in step S104 in FIG. 11 is changed to determination whether or not −α <ΔT <α. In the negative case, the process proceeds to step S107. In this case, the value of α is adjusted (for example, set to 1.5 ° C.), and the temperature determination in step S105 is performed even if the temperature distribution curve is not completely flattened. If it does in this way, time for continuous heating will become short by circulation of Step S107, and it will not lead to abnormal temperature rise.
(C) Immediately before step S208 in FIG. 12, the detected temperature Ta and the maximum temperature T2 (for example, 210 ° C.) allowable for maintaining good fixing or the maximum temperature permitted by the safety standard of the image forming apparatus Steps for comparison with T3 (for example, 250 ° C.) are provided, and when it is determined that Ta> T2 or Ta> T3, energization of each heater is stopped and the process returns to the flowchart of FIG. skip). While circulating through the flowchart several times, the Ta temperature decreases due to natural heat dissipation and heat conduction in the longitudinal direction of the fixing roller, and the control returns to the control based on the control table.
上記(a)、(b)、(c)のいずれか一つ、もしくは二つ以上を重畳して用いることにより上述の不都合は生じないと考えられる。
(7)上記実施の形態では、本発明をモノクロの複写機の定着装置に適用した場合の例について説明したが、その他カラー複写機や単なるプリンタ、ファクシミリ装置、MFP(Multiple Function Peripheral)など、およそ定着装置を有する画像形成装置であればどのようなものでも適用可能である。
It is considered that the above inconvenience does not occur when any one of (a), (b) and (c) above or two or more are used in an overlapping manner.
(7) In the above embodiment, an example in which the present invention is applied to a fixing device of a monochrome copying machine has been described. However, other color copying machines, simple printers, facsimile apparatuses, MFPs (Multiple Function Peripheral), etc. Any image forming apparatus having a fixing device can be applied.
本発明は、特に画像形成装置の定着装置における定着ローラなどの圧接部材の温度制御に好適である。 The present invention is particularly suitable for temperature control of a pressure contact member such as a fixing roller in a fixing device of an image forming apparatus.
1 複写機
10 スキャナ部
20 プリンタ部
60 定着装置
20 作像部
30 給紙部
40 2次転写部
60 定着部
62 定着ローラ
64 赤外線センサ
65 検出エリア切換部
66 ヒータ電力供給部
67 検出エリア切換部
621 メインヒータ
622 サブヒータ
DESCRIPTION OF
DESCRIPTION OF
Claims (9)
前記複数の加熱手段は、前記記録シートの搬送される第1の方向と直交する第2の方向に配列されており、
前記圧接部材における、前記第2の方向において範囲の異なる2以上の検出領域の表面温度を検出する温度検出手段と、
前記温度検出手段の検出結果に基づき、前記圧接部材の、前記第2の方向における表面温度分布を予測して前記複数の加熱手段を制御する制御手段と
を備えたことを特徴とする定着装置。 A fixing device that presses and fixes a recording sheet on which a toner image has been transferred by pressing members heated by a plurality of heating means,
The plurality of heating means are arranged in a second direction orthogonal to the first direction in which the recording sheet is conveyed,
Temperature detecting means for detecting surface temperatures of two or more detection regions having different ranges in the second direction in the pressure contact member;
And a control unit that controls the plurality of heating units by predicting a surface temperature distribution in the second direction of the press contact member based on a detection result of the temperature detection unit.
前記温度検出手段の検出結果に基づき予測される表面温度分布に応じて、各加熱手段の制御量を示すテーブルを記憶する記憶部を備え、
当該テーブルを参照して前記各加熱手段を制御することを特徴とする請求項1に記載の定着装置。 The control means includes
According to the surface temperature distribution predicted based on the detection result of the temperature detection means, a storage unit that stores a table indicating the control amount of each heating means,
The fixing device according to claim 1, wherein each heating unit is controlled with reference to the table.
記録シートの定着の結果、前記第2の方向において温度変化の生じる部分における範囲の異なる2以上の検出領域の表面温度を検出することを特徴とする請求項1または2に記載の定着装置。 The temperature detecting means includes
3. The fixing device according to claim 1, wherein the surface temperature of two or more detection areas having different ranges in a portion where a temperature change occurs in the second direction as a result of fixing the recording sheet is detected.
1個の赤外線センサと、
前記赤外線センサによる検出領域を2以上に変更させる検出領域変更手段と
を備え、
前記変更された2以上の検出領域の温度をそれぞれ検出することを特徴とする請求項1から3のいずれかに記載の定着装置。 The temperature detecting means includes
One infrared sensor,
Detection area changing means for changing the detection area by the infrared sensor to two or more;
With
The fixing device according to claim 1, wherein temperatures of the two or more changed detection areas are detected.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2006318885A JP2008134332A (en) | 2006-11-27 | 2006-11-27 | Fixing device and image forming apparatus |
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JP2006318885A JP2008134332A (en) | 2006-11-27 | 2006-11-27 | Fixing device and image forming apparatus |
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Publication Number | Publication Date |
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ID=39559233
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Country | Link |
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JP (1) | JP2008134332A (en) |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2010032767A (en) * | 2008-07-29 | 2010-02-12 | Oki Data Corp | Image forming device |
JP2014092556A (en) * | 2012-10-31 | 2014-05-19 | Konica Minolta Inc | Fixing device and image forming apparatus |
JP2018060547A (en) * | 2014-07-04 | 2018-04-12 | タタ コンサルタンシー サービシズ リミテッドTATA Consultancy Services Limited | System and method for prescriptive analytics |
JP2019015890A (en) * | 2017-07-07 | 2019-01-31 | 株式会社リコー | Image forming apparatus |
-
2006
- 2006-11-27 JP JP2006318885A patent/JP2008134332A/en active Pending
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