JP2010102109A - Fixing device and image forming apparatus using the same - Google Patents

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Tatsuya Shinkawa
達也 新川
Kimihide Tsukamoto
公秀 塚本
Takashi Yamanaka
孝師 山中
Hiroshi Mukai
寛 向井
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a fixing device for preventing the occurrence of paper wrinkles by securing an outer diameter difference between the end areas of at least one of a heating roller and a pressure roller and the central portion area thereof, and to provide an image forming apparatus with the fixing device. <P>SOLUTION: A control unit 210 sets a first target set temperature and a second target set temperature (S100) and starts energization of a main heater 200 and a sub-heater 201 (S110). Further, the control unit 210 determines whether the temperature of the central portion area is converged to the first target set temperature 310 (S140), and when determined that the temperature of the central portion area is converged to the first target set temperature (step S140;Yes), the control unit changes a target set value to the final target set temperature 300, to continue temperature control and perform convergence to the target set value. <P>COPYRIGHT: (C)2010,JPO&INPIT

Description

本発明は、複写機、プリンタ等の電子写真方式を利用した画像形成装置およびこの画像形成装置に用いる定着装置に関するものである。   The present invention relates to an image forming apparatus using an electrophotographic system such as a copying machine and a printer, and a fixing device used in the image forming apparatus.

一般に、複写機、プリンタおよびファクシミリなどの電子写真方式の画像形成装置に用いられる定着装置にあっては、互いに圧接されて定着ニップ部を形成する定着用加熱回転体(加熱ローラ)および定着用加圧回転体(加圧ローラ)を備えており、シート(印刷用紙)上の未定着現像剤を加熱ローラと加圧ローラとの間のニップ部に対しその各ローラの軸線方向中央位置を基準に通紙させて定着させている。   In general, in a fixing device used in an electrophotographic image forming apparatus such as a copying machine, a printer, and a facsimile, a fixing heating rotating body (heating roller) and a fixing heater that are pressed against each other to form a fixing nip portion. A pressure rotator (pressure roller) is provided, and the unfixed developer on the sheet (printing paper) is referenced to the center position in the axial direction of each roller with respect to the nip portion between the heating roller and the pressure roller. The paper is passed and fixed.

通常、定着装置においては、上記ニップ部における長手方向の転写材搬送速度が不均一であるため、転写材の幅方向中央部において転写材の搬送方向に沿って伸びるシワが生じやすいという問題がある。   Usually, in the fixing device, since the transfer material conveyance speed in the longitudinal direction at the nip portion is non-uniform, there is a problem that wrinkles that extend along the transfer material conveyance direction tend to occur at the central portion in the width direction of the transfer material. .

そこで、従来、加熱ローラおよび加圧ローラのすくなくとも一方の長手方向の端部領域の径を中央部領域の径より大きな径にすることによって、端部領域と中央部領域の外径差を確保し、用紙しわを防止する方法をとっている。   Therefore, conventionally, by making the diameter of at least one end region of the heating roller and the pressure roller larger than the diameter of the central region, a difference in outer diameter between the end region and the central region is ensured. Take a way to prevent paper wrinkles.

このために、定着装置の加熱ローラ及び加圧ローラのすくなくとも一方は、定着ニップ部における長手方向の圧接力分布を、中央部領域では中心位置から外方に向かうに従って圧接力が大きく、転写材の端縁が位置される端部領域では、外方に向かうに従って圧接力が小さくなるような外形形状を有している(特許文献1参照)。例えば、中央部領域が逆クラウン形状とし、端部領域がストレート形状とする外径形状を有するものであることが好ましい。   For this reason, at least one of the heating roller and the pressure roller of the fixing device has a pressure contact force distribution in the longitudinal direction in the fixing nip portion. The end region where the end edge is located has an outer shape such that the pressure contact force decreases toward the outside (see Patent Document 1). For example, it is preferable to have an outer diameter shape in which the central region has an inverted crown shape and the end region has a straight shape.

ところで、上記定着装置の加熱ローラの内部には、2つのコイル状のフィラメントを備えたヒータランプが設けられている。1つ目のヒータランプは、小サイズシートの通紙幅とほぼ同じ発熱幅を有しており、中央部領域を加熱するものであり、他方のヒータランプは、端部領域のみを加熱し、大サイズのシートが通紙した場合、1つ目のヒータランプと協働して、この大サイズシートを加熱するものである。この2つのヒータランプをON/OFF制御することによって、定着温度が制御される。   Incidentally, a heater lamp having two coiled filaments is provided inside the heating roller of the fixing device. The first heater lamp has a heat generation width almost the same as the sheet passing width of the small-size sheet, and heats the central area. The other heater lamp heats only the end area and increases the large area. When the size sheet passes, the large size sheet is heated in cooperation with the first heater lamp. The fixing temperature is controlled by ON / OFF control of the two heater lamps.

図5は、従来の2つのヒータランプによる加熱ローラ表面温度の制御を示した図である。   FIG. 5 is a diagram showing the control of the heating roller surface temperature by two conventional heater lamps.

430が加熱ローラ中央領域の立ち上がり時の温度上昇を示すグラフであり、420が加熱ローラ端部領域の立ち上がり時の温度上昇を示すグラフである。また、400が加熱ローラ中央部領域及び端部領域の目標設定温度であり、410は、加熱ローラが回転し始める温度である。さらに、440は、中央部領域の目標設定温度400に対するオーバーシュート量である。   430 is a graph showing a temperature rise at the time of rising of the heating roller central region, and 420 is a graph showing a temperature rise at the time of rising of the heating roller end region. Reference numeral 400 denotes a target set temperature for the central region and the end region of the heating roller, and 410 denotes a temperature at which the heating roller starts to rotate. Further, 440 is an overshoot amount with respect to the target set temperature 400 in the central region.

図5に示すように、加熱ローラは、ローラ回転開始温度410に到達すると回転を開始し、加圧ローラの温度を上昇させて定着性を確保するようにしている。   As shown in FIG. 5, the heating roller starts to rotate when the roller rotation start temperature 410 is reached, and the fixing roller is secured by raising the temperature of the pressure roller.

ここで、従来、中央部領域と端部領域において、目標設定温度400を同一の温度に設定しているか、もしくは、中央部領域の目標設定温度400を端部領域よりも高く設定している。   Here, conventionally, the target set temperature 400 is set to the same temperature in the central region and the end region, or the target set temperature 400 in the central region is set higher than that in the end region.

なお、中央部領域の温度上昇の時定数が、端部領域の温度上昇の時定数より小さい場合が多く、中央部領域がより早く目標温度に到達し、端部領域は遅れて目標温度に到達する場合が多い。
特開2005−352297号公報
In many cases, the time constant of the temperature rise in the central region is smaller than the time constant of the temperature rise in the end region, so that the central region reaches the target temperature sooner and the end region reaches the target temperature later. There are many cases to do.
JP 2005-352297 A

しかしながら、中央部領域のオーバーシュート量440によって、図6(a)、(b)に示すように、中央部領域の温度が端部領域の温度より高くなることによって加熱ローラ及び、加圧ローラの中央部領域の径が端部領域の径より当初の設定値以上に大きくなり、逆クラウン形状510から正クラウン形状500になってしまう場合がある。   However, due to the overshoot amount 440 in the central region, the temperature of the central region becomes higher than the temperature of the end region as shown in FIGS. In some cases, the diameter of the central region becomes larger than the initial set value than the diameter of the end region, and the inverted crown shape 510 becomes the normal crown shape 500.

このように、中央部領域の径が端部領域の径より大きくなってしまうと、目標設定温度到達後に通紙をすると、端部領域と中央部領域の外径差が確保できないため、用紙しわが発生するという問題があった。   In this way, if the diameter of the central area becomes larger than the diameter of the edge area, if the paper is passed after reaching the target temperature, the difference in outer diameter between the edge area and the central area cannot be secured. There was a problem of my own occurrence.

そこで、本発明は、斯かる実情に鑑み、加熱・加圧ローラの少なくとも一方のローラの端部領域と中央部領域の外径差を確保し、用紙シワの発生を防止する定着装置およびこれを備えた画像形成装置を提供しようとするものである。   Therefore, in view of such circumstances, the present invention secures a difference in the outer diameter between the end region and the central region of at least one of the heating / pressure rollers, and a fixing device that prevents the occurrence of paper wrinkles. An image forming apparatus is provided.

本発明は、上記の課題を解決するため下記のような構成とし、以下のような特徴を有する。   In order to solve the above-described problems, the present invention is configured as follows and has the following characteristics.

第1に係る発明は、シート上の未定着現像剤を定着する加熱ローラおよび加圧ローラを備えた定着装置であって、前記加熱ローラおよび前記加圧ローラの少なくとも一方のローラの中央部領域を加熱する第1のヒータと、該第1のヒータの温度を検知する第1の温度検知器と、前記加熱ローラおよび前記加圧ローラの少なくとも一方のローラの長手方向両端の端部領域を加熱する第2のヒータと、該第2のヒータの温度を検知する第2の温度検知器と、前記第1のヒータに対する第1の目標設定温度を前記第2のヒータに対する第2の目標設定温度よりも低く設定する制御部と、を備え、前記制御部は、前記第1の温度検知器により測定した温度に基づき、前記第1のヒータの加熱開始時の温度から前記第1の目標設定温度に到達するように、前記第1のヒータを通電し制御することを特徴とする。   According to a first aspect of the present invention, there is provided a fixing device including a heating roller and a pressure roller for fixing an unfixed developer on a sheet, wherein a central region of at least one of the heating roller and the pressure roller is provided. A first heater for heating, a first temperature detector for detecting the temperature of the first heater, and end regions at both ends in the longitudinal direction of at least one of the heating roller and the pressure roller are heated. A second target temperature for detecting the temperature of the second heater, a second temperature detector for detecting the temperature of the second heater, and a second target set temperature for the second heater. A controller configured to set the temperature of the first heater to a first target set temperature based on a temperature measured by the first temperature detector. To reach And controlling energizing said first heater.

第2に係る発明において、前記第1のヒータに対する前記第1の目標設定温度、及び前記第2のヒータに対する前記第2の目標設定温度は、電源投入直後の加熱開始時に前記第1の温度検知器及び前記第2の温度検知器によって測定された温度に基づき、設定される温度であることを特徴とする。   In the second aspect of the invention, the first target set temperature for the first heater and the second target set temperature for the second heater are the first temperature detection at the start of heating immediately after the power is turned on. And a temperature set based on the temperature measured by the second temperature detector.

第3に係る発明において、前記制御部は、前記第1のヒータに対する前記第1の目標設定温度に到達後、さらに、該第1の目標設定温度を前記第2の目標設定温度に設定変更し、該第2の目標設定温度に到達するように制御することを特徴とする。   In the third aspect of the invention, the control unit further changes the first target set temperature to the second target set temperature after reaching the first target set temperature for the first heater. And controlling to reach the second target set temperature.

第4に係る発明において、前記第1のヒータおよび前記第2のヒータは、前記加熱ローラおよび前記加圧ローラの少なくとも一方のローラ内の長手方向に並列して設けたことを特徴とする。   In a fourth aspect of the invention, the first heater and the second heater are provided in parallel in a longitudinal direction in at least one of the heating roller and the pressure roller.

第5に係る発明において、前記第1の温度検知器および前記第2の温度検知器は、前記ローラの表面位置に各々設けられていることを特徴とする。   In a fifth aspect of the invention, the first temperature detector and the second temperature detector are each provided at a surface position of the roller.

第6に係る発明は、上記第1から第5に係る発明に記載の定着装置を備えたことを特徴とする。   A sixth aspect of the invention is characterized by comprising the fixing device according to any of the first to fifth aspects of the invention.

上記のように構成された本発明に係る定着装置およびこれを備えた画像形成装置によれば、以下に示す優れた効果を奏し得る。   According to the fixing device according to the present invention configured as described above and the image forming apparatus including the fixing device, the following excellent effects can be obtained.

本発明によれば、熱膨張を利用して、前記加熱ローラおよび前記加圧ローラの少なくとも一方のローラの端部領域の径を中央部領域の径よりも大きくすることにより、用紙のシワの発生を防止することが可能となる。   According to the present invention, by using thermal expansion, the diameter of the end region of at least one of the heating roller and the pressure roller is made larger than the diameter of the central region, thereby generating paper wrinkles. Can be prevented.

また、ウォームアップ立ち上がり時の前記加熱ローラおよび前記加圧ローラの少なくとも一方のローラの表面温度に応じて、第1、2のヒータに対して、それぞれ目標設定温度を設定し、制御するため、ウォームアップ直後の用紙のシワの発生を防止することが可能となる。   Also, in order to set and control a target set temperature for each of the first and second heaters according to the surface temperature of at least one of the heating roller and the pressure roller at the time of warm-up startup, It is possible to prevent wrinkling of the paper immediately after the up.

また、前記第1のヒータの検知温度が前記第1のヒータに対する目標設定温度に到達後、さらに、この目標設定温度より高い、第2のヒータに対して設定された目標設定温度に設定変更し、この目標設定温度に到達するように制御することにより、より定着性を確保することが可能となる。   Further, after the detected temperature of the first heater reaches the target set temperature for the first heater, the setting is changed to the target set temperature set for the second heater, which is higher than the target set temperature. Further, by controlling so as to reach the target set temperature, it becomes possible to secure more fixability.

以下、本発明の一実施形態について図面を参照して説明する。
図1〜図4は、本発明に係る定着装置およびこれを備えた画像形成装置の実施形態の例を示す図であって、図中、図と同一の符号を付した部分は同一物を表わす。
<画像形成装置の全体構成及び概略動作の説明>
図1は、本実施形態に係る画像形成装置の全体構成を示す概略構成図である。
Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
1 to 4 are diagrams showing an example of an embodiment of a fixing device according to the present invention and an image forming apparatus provided with the fixing device. In the drawings, parts denoted by the same reference numerals as those in FIG. .
<Description of Overall Configuration and Outline Operation of Image Forming Apparatus>
FIG. 1 is a schematic configuration diagram showing the overall configuration of the image forming apparatus according to the present embodiment.

画像形成装置1は、プリンタ2を核に、スキャナ3、自動原稿搬送装置4、シート後処理装置5、多段給紙ユニット6及び中継搬送ユニット8が設置された多機能の複合装置である。スキャナ3は、その上部に配置された自動原稿搬送装置4と共に、システムラック7上に支持され、プリンタ2及びシート後処理装置5の上方に配置されている。   The image forming apparatus 1 is a multifunctional multifunction apparatus in which a scanner 3, an automatic document conveying device 4, a sheet post-processing device 5, a multistage sheet feeding unit 6, and a relay conveying unit 8 are installed around a printer 2. The scanner 3 is supported on the system rack 7 together with the automatic document feeder 4 disposed on the upper portion thereof, and is disposed above the printer 2 and the sheet post-processing device 5.

プリンタ2は、スキャナ3にて読み込まれた画像を記録出力することはもとより、パーソナルコンピュータなどの外部接続機器における画像処理装置からの画像データを記録出力するものである。プリンタ2において、装置本体の略中央右側に、電子写真プロセス部20が配置されている。プリンタ2の下側には、シート供給部21が配置されている。シート供給部21は、シートを収容するシート収容トレイ210とシート収容トレイ210に収容されたシートを1枚ずつ分離供給する分離供給手段211とで構成されている。このシート供給部21から1枚ずつ分離供給されたシートは、電子写真プロセス部20の感光体と転写ユニットの間に順次供給され、現像された画像が感光体から転写される。   The printer 2 records and outputs the image data read from the image processing apparatus in an externally connected device such as a personal computer as well as recording and outputting the image read by the scanner 3. In the printer 2, an electrophotographic process unit 20 is arranged on the substantially right side of the center of the apparatus main body. A sheet supply unit 21 is disposed below the printer 2. The sheet supply unit 21 includes a sheet storage tray 210 that stores sheets and a separation supply unit 211 that separates and supplies the sheets stored in the sheet storage tray 210 one by one. The sheets supplied one by one from the sheet supply unit 21 are sequentially supplied between the photoconductor of the electrophotographic process unit 20 and the transfer unit, and the developed image is transferred from the photoconductor.

なお、このシート供給部21の下方には、周辺機器として準備されている多段給紙ユニット6等から送られてくるシートを受け入れ、電子写真プロセス部20の感光体と転写ユニットの間に向かって順次供給するためのシート受口27が設けられている。   Note that a sheet sent from the multi-stage sheet feeding unit 6 or the like prepared as a peripheral device is received below the sheet supply unit 21 and is directed between the photoconductor of the electrophotographic process unit 20 and the transfer unit. A sheet receiving port 27 for sequentially supplying the sheet is provided.

電子写真プロセス部20の上方には定着装置23が配置されており、画像が転写されたシートを順次受け入れて、シート上の現像剤を加熱定着して定着装置23の外へシートを送り出す。画像が記録されたシートは、プリンタ2の排出ローラ28からプリンタ2本体の上側の中継搬送ユニット8に受け渡される。   A fixing device 23 is disposed above the electrophotographic process unit 20, and sequentially receives the sheets on which the images are transferred, heats and fixes the developer on the sheets, and sends the sheets out of the fixing device 23. The sheet on which the image is recorded is delivered from the discharge roller 28 of the printer 2 to the relay conveyance unit 8 on the upper side of the printer 2 body.

光走査ユニット22の周囲の空間部には、図1に示すように、電子写真プロセスをコントロールするプロセスコントロールユニット(PCU)基板25が設けられ、さらに装置外部からの画像データを受け入れるインターフェイス基板およびこのインターフェイス基板から受け入れられた画像データおよびスキャナ3で読み込まれた画像データに対して所定の画像処理を施し、光走査ユニット22により感光体上を走査させるためのイメージコントロールユニット(ICU)基板を収容するプリンタ制御部24、そして、これら各種基板、ならびにユニットに対して電力を供給する電源ユニット26などが配置されている。   As shown in FIG. 1, a process control unit (PCU) substrate 25 for controlling the electrophotographic process is provided in a space around the optical scanning unit 22, and an interface substrate for receiving image data from the outside of the apparatus, and this The image data received from the interface board and the image data read by the scanner 3 are subjected to predetermined image processing, and an image control unit (ICU) board for scanning the photoconductor by the optical scanning unit 22 is accommodated. A printer control unit 24, a power supply unit 26 for supplying power to these various substrates and units, and the like are arranged.

多段給紙ユニット6は、外付けのシート供給装置であって、シート収容トレイ610に収容したシートを、分離給送手段611により1枚ずつ分離し、該ユニット上面に設けられてプリンタ2のシート受口27に連通しているシート排出口62に向かって供給するものである。本実施形態では、シート供給部61が3段積層されている。稼働時、所望するシートを収容したシート供給部61が選択的に動作する。シート供給部61へのシートの補給は、該ユニット本体の正面側にシート収容トレイ610を引き出して行う。   The multi-stage sheet feeding unit 6 is an external sheet feeding device, and separates the sheets stored in the sheet storage tray 610 one by one by the separation feeding unit 611 and is provided on the upper surface of the unit to be a sheet of the printer 2. The sheet is supplied toward the sheet discharge port 62 communicating with the receiving port 27. In the present embodiment, the sheet supply unit 61 is stacked in three stages. During operation, the sheet supply unit 61 that accommodates a desired sheet selectively operates. Sheets are supplied to the sheet supply unit 61 by pulling out the sheet storage tray 610 to the front side of the unit main body.

また、多段給紙ユニット6は、上部にプリンタ2と後処理装置5を載置するように構成されているが、この状態で移動し、システムラック7の間に固定して設置可能なように、下部に移動コロ63及び固定部64を備えている。移動時には、固定部64を回転して上昇させることで固定部64を床面から離間し、固定時には、固定部64を回転して下降させることで固定部64を床面に接触させて、多段給紙ユニット6を固定する。   Further, the multi-stage paper feeding unit 6 is configured to place the printer 2 and the post-processing device 5 on the upper part, but moves in this state so that it can be fixedly installed between the system racks 7. The moving roller 63 and the fixed part 64 are provided at the lower part. At the time of movement, the fixing portion 64 is rotated and raised to separate the fixing portion 64 from the floor surface. At the time of fixing, the fixing portion 64 is rotated and lowered to bring the fixing portion 64 into contact with the floor surface. The paper feed unit 6 is fixed.

シート後処理装置5は、該装置の上部で中継搬送ユニット8、プリンタ2から排出される画像の記録されたシートを搬入ローラ50で導き入れて、シートに対して後処理を施すものである。   The sheet post-processing device 5 performs post-processing on the sheet by guiding a sheet on which an image discharged from the relay conveyance unit 8 and the printer 2 is recorded at the upper portion of the device with a carry-in roller 50.

後処理としては、ステープル処理、ソート処理等あるが、ここに例示されている装置は、3つの排紙トレイ51を備えた構成であって、必要に応じて、ゲート52、53により、シートを排出すべき排出トレイ51を切り替えてシートを排出する。例えば、上段の排出トレイ51aをコピーモード時のシートの排出に使用し、中断の排出トレイ51bをプリントモード時のシートの排出に使用し、下段の排出トレイ51cをファクシミリ印字モード時のシートの排出に使用するといった具合に、用途別に区分けして排出できるようになっている。   Post-processing includes stapling, sorting, and the like. The apparatus illustrated here has a configuration including three paper discharge trays 51. If necessary, sheets can be fed by gates 52 and 53. The sheet is discharged by switching the discharge tray 51 to be discharged. For example, the upper discharge tray 51a is used for discharging sheets in the copy mode, the interrupted discharge tray 51b is used for discharging sheets in the print mode, and the lower discharge tray 51c is discharged in the facsimile print mode. For example, it can be discharged according to its use.

スキャナ3は、シート状の原稿を自動原稿搬送装置4により自動的に供給して1枚ずつ順次露光走査して原稿画像を読み取る自動読み取りモードと、ブック状の原稿、もしくは自動原稿搬送装置4により自動供給が不可能なシート状の原稿をマニュアル操作によりセットして原稿画像を読み取る手動読み取りモードとを備えている。そして、透明な原稿載置台30上にセットされた原稿の画像を、相互に所定の速度関係で原稿載置台30に沿って移動する第1走査ユニット31及び第2走査ユニット32で露光走査して、ミラーや結像レンズ33等の光学部品で導いて光電変換素子34上に結像させることで、原稿画像を電気的信号に変換した上で出力するものである。   The scanner 3 automatically supplies a sheet-like document by the automatic document conveying device 4 and sequentially exposes and scans the images one by one to read a document image and a book-like document or the automatic document conveying device 4. A manual reading mode for reading a document image by setting a sheet-like document that cannot be automatically supplied by manual operation is provided. Then, the image of the document set on the transparent document placing table 30 is exposed and scanned by the first scanning unit 31 and the second scanning unit 32 that move along the document placing table 30 with a predetermined speed relationship with each other. The original image is converted into an electrical signal and output by being guided by an optical component such as a mirror or an imaging lens 33 and forming an image on the photoelectric conversion element 34.

自動原稿搬送装置4は、原稿セットトレイ40上に載置された原稿を原稿載置台30上に向かって搬送し、走査後の原稿を原稿排出トレイ42上に排出する原稿搬送手段41を備えている。また、自動供給が不可能なシート物の原稿を原稿載置台30上に載置して走査可能なように、装置奥側を支点にして上方に回動して、装置の手前側が開放するように構成されている。   The automatic document conveying device 4 includes a document conveying means 41 that conveys a document placed on the document setting tray 40 toward the document placing table 30 and discharges the scanned document onto a document discharge tray 42. Yes. In addition, the front side of the apparatus is opened so that a sheet document that cannot be automatically supplied can be placed on the document placement table 30 and scanned so that it can be scanned. It is configured.

中継搬送ユニット8は、プリンタ2の頂部に設けられた排紙トレイ29の上部に装着され、プリンタ2から排出される画像記録済みのシートを、プリンタ2の下流側に位置するシート後処理装置5に向かって導入するための搬送ユニットである。   The relay conveyance unit 8 is mounted on an upper portion of a paper discharge tray 29 provided at the top of the printer 2, and a sheet post-processing device 5 positioned on the downstream side of the printer 2 is used to record a sheet on which an image has been discharged from the printer 2. It is the conveyance unit for introducing toward.

また、この中継搬送ユニット8のシート搬送経路84の途中で、シートを該ユニットの上面82とシート後処理装置5の上面54とで形成された排出トレイ9にシートを導く別のシート搬送路83が、分岐している。2つの排出先は、搬送路の分岐部に配置されたゲート81の切換により、変更可能になっている。
<定着装置の具体的構成の説明>
図2は、本実施形態に係る定着装置の加熱ローラ内部に設けられているヒータランプの電気的制御系を示すブロック図である。
Further, in the middle of the sheet conveyance path 84 of the relay conveyance unit 8, another sheet conveyance path 83 for guiding the sheet to the discharge tray 9 formed by the upper surface 82 of the unit and the upper surface 54 of the sheet post-processing apparatus 5. However, it is branched. The two discharge destinations can be changed by switching the gate 81 arranged at the branch portion of the transport path.
<Description of Specific Configuration of Fixing Device>
FIG. 2 is a block diagram showing an electrical control system of a heater lamp provided inside the heating roller of the fixing device according to the present embodiment.

本実施形態に係る定着装置23は、シート(印刷用紙)上の未定着現像剤を定着させる加熱ローラと、加圧ローラと、及び定着装置全体の制御を行う制御部210と、を含んでおり、この加熱ローラ内部には、小サイズシートの通紙幅域とほぼ同じ幅を有するコイル状のフィラメントを備えた第1のヒータランプ(メインヒータ)200と、大サイズシートの通紙幅域とほぼ同じ幅を有するコイル状のフィラメントを備えた第2のヒータランプ(サブヒータ)201の2種類のヒータランプが設けられている。   The fixing device 23 according to the present embodiment includes a heating roller that fixes an unfixed developer on a sheet (printing paper), a pressure roller, and a control unit 210 that controls the entire fixing device. In the heating roller, a first heater lamp (main heater) 200 having a coiled filament having substantially the same width as that of a small size sheet and a width of the large size sheet are substantially the same. Two types of heater lamps, a second heater lamp (sub-heater) 201 provided with a coiled filament having a width, are provided.

これらの各ヒータランプのフィラメントは、いずれも発熱部と非発熱部とを有している。そして、メインヒータ200におけるフィラメントの発熱部202がサブヒータ201におけるフィラメントの非発熱部203に対向するように配置されている。つまり、加熱ローラは、軸線方向中央部領域に配熱するメインヒータ200と、軸線方向左右両側部領域に配熱し、軸線方向中央部領域には配熱しないサブヒータ201と、を備えている。   Each of the filaments of each heater lamp has a heat generating portion and a non-heat generating portion. The filament heat generating portion 202 in the main heater 200 is disposed so as to face the filament non-heat generating portion 203 in the sub heater 201. That is, the heating roller includes a main heater 200 that distributes heat in the axial center region, and a sub-heater 201 that distributes heat in the left and right axial regions and does not distribute heat in the axial center region.

また、図2に示すように、メインヒータ200及びサブヒータ201の発熱幅内に、温度検知器(温度センサ)204、205が設置されており、これら温度センサにより検出された信号は、入力回路206、207を経て制御部(以下、CPUという)210に取り込まれる。   As shown in FIG. 2, temperature detectors (temperature sensors) 204 and 205 are installed within the heat generation width of the main heater 200 and the sub heater 201, and signals detected by these temperature sensors are input to the input circuit 206. , 207, and taken into the control unit (hereinafter referred to as CPU) 210.

CPU210は、これら温度センサにより検出した加熱ローラ表面温度をもとに、ドライバ208、209を介してメインヒータ200及びサブヒータ201を通電制御し、目標設定温度に達するように、制御処理する。   The CPU 210 performs energization control of the main heater 200 and the sub heater 201 via the drivers 208 and 209 based on the heating roller surface temperature detected by these temperature sensors, and performs control processing so as to reach the target set temperature.

なお、メインヒータ200及びサブヒータ201の消費電力は、例えば、それぞれ600Wのものが使用されている。
<定着装置の具体的動作の説明>
図3は、本実施形態に係る定着装置23の加熱ローラの表面温度の立ち上がり特性を示すグラフである。
The power consumption of the main heater 200 and the sub heater 201 is, for example, 600 W.
<Description of Specific Operation of Fixing Device>
FIG. 3 is a graph showing rising characteristics of the surface temperature of the heating roller of the fixing device 23 according to the present embodiment.

本実施形態に係る定着装置23の加熱ローラの表面温度制御方法は、図3に示すように、加熱ローラの端部領域の立ち上がり温度特性(330)が中央部領域の立ち上がり温度特性(340)と比較して緩やかでありオーバーシュート量が小さいことから、加熱ローラの端部領域の表面温度を直接、最終目標設定温度(第2の目標設定温度と呼ぶものとする)に到達するように制御する。   As shown in FIG. 3, the method for controlling the surface temperature of the heating roller of the fixing device 23 according to the present embodiment is such that the rising temperature characteristic (330) of the end region of the heating roller is the rising temperature characteristic (340) of the central region. Since it is moderate in comparison and the amount of overshoot is small, the surface temperature of the end area of the heating roller is directly controlled to reach the final target set temperature (referred to as the second target set temperature). .

一方、加熱ローラの中央部領域の表面温度の制御は、立ち上がり温度特性が急峻でありオーバーシュート量が大きいことから、加熱ローラの端部領域の表面温度の最終目標設定温度である上記第2の目標設定温度よりも低く設定した第1の目標設定温度を設け、ウォームアップ立ち上がり時(現状温度がα℃以下の場合からの立ち上がり時)から、一旦、この第1の目標設定温度の到達するように制御させた後、上記最終目標設定温度である第2の目標設定温度に到達するように制御する。   On the other hand, in the control of the surface temperature of the central region of the heating roller, since the rising temperature characteristic is steep and the amount of overshoot is large, the second target temperature that is the final target set temperature of the surface temperature of the end region of the heating roller is the second. A first target set temperature set lower than the target set temperature is provided, and the first target set temperature is temporarily reached from the time of warm-up rising (at the time of rising from the case where the current temperature is below α ° C.). Then, control is performed so as to reach the second target set temperature, which is the final target set temperature.

こうすることによって、立ち上がり時の中央部領域の表面温度におけるオーバーシュート量(360)が少なくなり、中央部領域が端部領域より温度が高くなるのを防ぎ、中央部領域のローラ径の膨張を端部領域のローラ径の膨張に比べて大きくなることを防止することが可能である。したがって、図6(a)に示す逆クラウン形状500になることはなく「しわ」の発生を回避することができる。   By doing this, the amount of overshoot (360) at the surface temperature of the central region at the time of start-up is reduced, the central region is prevented from becoming hotter than the end region, and the roller diameter of the central region is expanded. It is possible to prevent the roller diameter in the end region from becoming larger than the expansion. Therefore, the reverse crown shape 500 shown in FIG. 6A does not occur, and the generation of “wrinkles” can be avoided.

なお、加熱ローラのウォームアップ時間の長い場合は、加圧ローラが加熱ローラからの熱量を多く供給されるため、ローラ径の膨張の変化量が大きくなる。   When the warm-up time of the heating roller is long, the pressure roller is supplied with a large amount of heat from the heating roller, so that the amount of change in expansion of the roller diameter increases.

従って、第2の目標設定温度は、ウォームアップ時間が短い場合よりも低く設定する必要がある。   Therefore, the second target set temperature needs to be set lower than when the warm-up time is short.

この場合、第1の目標設定温度と第2の目標設定温度に15℃以上の大きな差となる場合には、第3の目標設定温度を設けて、2段階に分けて制御することも必要である。   In this case, if there is a large difference of 15 ° C. or more between the first target set temperature and the second target set temperature, it is also necessary to provide a third target set temperature and control it in two stages. is there.

次に、加熱ローラの表面温度制御動作の処理について図4に示す動作フロー図を用いて説明する。   Next, processing of the surface temperature control operation of the heating roller will be described with reference to an operation flowchart shown in FIG.

まず、CPU210は、最終目標設定温度値である第1の目標設定温度及び第2の目標設定温度を設定し(ステップS100)、メインヒータ200及びサブヒータ201の通電を開始する(ステップS110)。温度センサ204により測定した温度が加熱ローラ回転温度に到達したか判断し(ステップS120)、到達した場合(ステップS120;Yes)、ローラの回転を開始する(ステップS130)。到達していない場合には(ステップS120;No)、温度測定を続行し、ステップS120の処理に戻る。   First, the CPU 210 sets a first target set temperature and a second target set temperature, which are final target set temperature values (step S100), and starts energization of the main heater 200 and the sub heater 201 (step S110). It is determined whether the temperature measured by the temperature sensor 204 has reached the heating roller rotation temperature (step S120). If the temperature has been reached (step S120; Yes), rotation of the roller is started (step S130). If not reached (step S120; No), the temperature measurement is continued, and the process returns to step S120.

さらに、CPU210は、中央部領域の温度が第1の目標設定温度310に収束したか否かを判断し(ステップS140)、収束したと判断した場合(ステップS140;Yes)、最終目標設定温度(第2の目標設定温度)300に目標設定値を変更し、温度制御を続行し、この目標設定値に収束させる。収束した時点で、印刷可能指示を出力し、本処理を終了する(ステップS150)。収束していない場合には(ステップS140;No)、ステップS140に戻り、収束するまで処理を繰り返す。   Further, the CPU 210 determines whether or not the temperature in the central region has converged to the first target set temperature 310 (step S140). If it is determined that the temperature has converged (step S140; Yes), the final target set temperature ( The target set value is changed to (second target set temperature) 300, temperature control is continued, and the target set value is converged. At the time of convergence, a printable instruction is output and this process is terminated (step S150). If it has not converged (step S140; No), the process returns to step S140, and the process is repeated until it converges.

尚、本発明の定着装置及びこれを用いた画像形成装置は、上述の図示例にのみ限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々変更を加え得ることは勿論である。   Note that the fixing device of the present invention and the image forming apparatus using the same are not limited to the above-described illustrated examples, and can be variously modified without departing from the scope of the present invention. .

本実施形態に係る画像形成装置の全体構成を示す概略構成図である。1 is a schematic configuration diagram illustrating an overall configuration of an image forming apparatus according to an exemplary embodiment. 本実施形態に係る定着装置の加熱ローラ内部に設けられているヒータランプの電気的制御系の構成を示すブロック図である。FIG. 3 is a block diagram illustrating a configuration of an electrical control system of a heater lamp provided inside a heating roller of the fixing device according to the present embodiment. 本実施形態に係る定着装置の加熱ローラの表面温度の立ち上がり特性を示すグラフである。6 is a graph showing the rising characteristics of the surface temperature of the heating roller of the fixing device according to the present embodiment. 加熱ローラの立ち上がり温度制御の動作フローを示す図である。It is a figure which shows the operation | movement flow of rising temperature control of a heating roller. 従来の定着装置のヒータランプによる加熱ローラ表面温度の制御を示した図である。It is a figure which showed control of the heating roller surface temperature by the heater lamp of the conventional fixing device. 加熱ローラの温度上昇(立ち上がり時)における形状を示す図であり、(a)は、加熱ローラの正クラウン形状を示す図であり、(b)は、加熱ローラの逆クラウン形状を示す図である。It is a figure which shows the shape in the temperature rise (at the time of starting) of a heating roller, (a) is a figure which shows the normal crown shape of a heating roller, (b) is a figure which shows the reverse crown shape of a heating roller. .

符号の説明Explanation of symbols

1 画像形成装置
2 プリンタ
3 スキャナ
4 自動原稿搬送装置
5 シート後処理装置
6 多段給紙ユニット
7 システムラック
8 中継搬送ユニット
23 定着装置
200 第1のヒータランプ
201 第2のヒータランプ
202 発熱部
203 非発熱部
204、205 温度センサ
206,207 入力回路
208,209 ドライバ
210 制御部
330、420 端部領域の立ち上がり温度特性
340、430 中央部領域の立ち上がり温度特性
360、440 オーバーシュート量
500 逆クラウン形状
510 正クラウン形状
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Image forming apparatus 2 Printer 3 Scanner 4 Automatic document conveying apparatus 5 Sheet post-processing apparatus 6 Multi-stage sheet feeding unit 7 System rack 8 Relay conveying unit 23 Fixing apparatus 200 First heater lamp 201 Second heater lamp 202 Heating section 203 Heat generating section 204, 205 Temperature sensor 206, 207 Input circuit 208, 209 Driver 210 Control section 330, 420 Rising temperature characteristics 340, 430 at the end area 360 Rising temperature characteristics at the center area 360, 440 Overshoot amount 500 Reverse crown shape 510 Regular crown shape

Claims (6)

シート上の未定着現像剤を定着する加熱ローラおよび加圧ローラを備えた定着装置であって、
前記加熱ローラおよび前記加圧ローラの少なくとも一方のローラの中央部領域を加熱する第1のヒータと、
該第1のヒータの温度を検知する第1の温度検知器と、
前記加熱ローラおよび前記加圧ローラの少なくとも一方のローラの長手方向両端の端部領域を加熱する第2のヒータと、
該第2のヒータの温度を検知する第2の温度検知器と、
前記第1のヒータに対する第1の目標設定温度を前記第2のヒータに対する第2の目標設定温度よりも低く設定する制御部と、を備え、
前記制御部は、前記第1の温度検知器により測定した温度に基づき、前記第1のヒータの加熱開始時の温度から前記第1の目標設定温度に到達するように、前記第1のヒータを通電し制御することを特徴とする定着装置。
A fixing device including a heating roller and a pressure roller for fixing an unfixed developer on a sheet,
A first heater for heating a central region of at least one of the heating roller and the pressure roller;
A first temperature detector for detecting the temperature of the first heater;
A second heater for heating end regions at both ends in the longitudinal direction of at least one of the heating roller and the pressure roller;
A second temperature detector for detecting the temperature of the second heater;
A controller configured to set a first target set temperature for the first heater to be lower than a second target set temperature for the second heater;
The controller controls the first heater so as to reach the first target set temperature from the temperature at the start of heating of the first heater based on the temperature measured by the first temperature detector. A fixing device characterized by being energized and controlled.
前記第1のヒータに対する前記第1の目標設定温度、及び前記第2のヒータに対する前記第2の目標設定温度は、電源投入直後の加熱開始時に前記第1の温度検知器及び前記第2の温度検知器によって測定された温度に基づき、設定される温度であることを特徴とする請求項1に記載の定着装置。   The first target set temperature for the first heater and the second target set temperature for the second heater are the first temperature detector and the second temperature at the start of heating immediately after the power is turned on. The fixing device according to claim 1, wherein the fixing device is set based on a temperature measured by a detector. 前記制御部は、前記第1のヒータに対する前記第1の目標設定温度に到達後、さらに、該第1の目標設定温度を前記第2の目標設定温度に設定変更し、該第2の目標設定温度に到達するように制御することを特徴とする請求項1または請求項2に記載の定着装置。   The controller further changes the setting of the first target set temperature to the second target set temperature after reaching the first target set temperature for the first heater, and sets the second target set temperature. The fixing device according to claim 1, wherein the fixing device is controlled to reach a temperature. 前記第1のヒータおよび前記第2のヒータは、前記加熱ローラおよび前記加圧ローラの少なくとも一方のローラ内の長手方向に並列して設けたことを特徴とする請求項1から請求項3のいずれか1項に記載の定着装置。   4. The device according to claim 1, wherein the first heater and the second heater are provided in parallel in a longitudinal direction in at least one of the heating roller and the pressure roller. The fixing device according to claim 1. 前記第1の温度検知器および前記第2の温度検知器は、前記ローラの表面位置に各々設けられていることを特徴とする請求項1から請求項4のいずれか1項に記載の定着装置。   5. The fixing device according to claim 1, wherein the first temperature detector and the second temperature detector are respectively provided on a surface position of the roller. 6. . 請求項1から請求項5に記載の定着装置を備えたことを特徴とする画像形成装置。   An image forming apparatus comprising the fixing device according to claim 1.
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