JP2010217933A - Fixing device and image forming apparatus - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、定着装置及び画像形成装置に関し、特に、発熱源により加熱される加熱部材の温度制御に関する。 The present invention relates to a fixing device and an image forming apparatus, and more particularly to temperature control of a heating member heated by a heat source.
従来、この種の温度制御において、例えば、定着器のヒートローラ(加熱ローラ)の外周面近傍に非接触温度センサを配置し、この非接触温度センサで検出した検出温度に基づいて、このヒートローラを加熱する発熱体をオン/オフしてヒートローラの表面温度を制御する際に、連続印刷中か、検出温度が上昇中か下降中か、等の状態に応じて、補正を加える方法が提案されている。(例えば、特許文献1参照)。 Conventionally, in this type of temperature control, for example, a non-contact temperature sensor is disposed in the vicinity of the outer peripheral surface of a heat roller (heating roller) of a fixing device, and the heat roller is based on a detected temperature detected by the non-contact temperature sensor. Proposes a method to correct when the heating element that heats the heater is turned on and off to control the surface temperature of the heat roller, depending on whether printing is in progress or the detected temperature is rising or falling Has been. (For example, refer to Patent Document 1).
しかしながら、定着装置のカバー温度等の環境温度によって、記録媒体を加熱する加熱部材の表面温度と非接触温度検出部材による検出温度との間の温度差が変化し、これによる測定誤差を補正することが出来なかった。 However, the temperature difference between the surface temperature of the heating member that heats the recording medium and the temperature detected by the non-contact temperature detecting member changes depending on the environmental temperature such as the cover temperature of the fixing device, and the measurement error due to this is corrected. I couldn't.
本発明の目的は、定着装置の使用状態に左右されず、常に正確な加熱部材の表面温度を得ることによって、記録媒体を加熱する加熱部材の表面温度を常に正確に温度制御できる定着装置、及びこれを用いた画像形成装置を提供することにある。 An object of the present invention is to provide a fixing device capable of always accurately controlling the surface temperature of a heating member for heating a recording medium by always obtaining an accurate surface temperature of the heating member, regardless of the use state of the fixing device. An object of the present invention is to provide an image forming apparatus using the same.
参考例としての定着装置は、記録媒体上のトナー画像を定着させる定着装置において、
発熱源と、前記発熱源によって加熱され、前記記録媒体を加熱する加熱部材と、前記加熱部材から離間した位置で、該加熱部材の温度を検出する第1の温度検出部材と、前記第1の温度検出部材の近傍に設けられた第2の温度検出部材と、前記第1と第2の温度検出部材の各検出温度に基づいて前記発熱源への通電制御を行う制御手段とを有することを特徴とする。
A fixing device as a reference example is a fixing device that fixes a toner image on a recording medium.
A heating source that is heated by the heating source and that heats the recording medium, a first temperature detection member that detects the temperature of the heating member at a position spaced apart from the heating member, and the first A second temperature detection member provided in the vicinity of the temperature detection member; and a control unit that controls energization of the heat source based on the detected temperatures of the first and second temperature detection members. Features.
また別の参考例としての定着装置は、記録媒体上のトナー画像を定着させる定着装置において、
発熱源と、該発熱源によって加熱され、前記記録媒体を加熱する加熱部材と、該加熱部材へ付勢され、前記記録媒体を加圧する加圧部材と、前記加熱部材の放熱を防ぐように被うカバーと、温度を検出する温度検出部材と
前記加熱部材の周面近傍の第1の位置と上記カバーに接触する第2の位置との間で、前記温度検出部材を移動する移動駆動手段と、該移動駆動手段を制御すると共に、前記第1の位置で前記温度検出部材によって検出される前記加熱部材の検出温度と、前記第2の位置で前記温度検出部材によって検出される前記カバーの検出温度とに基づいて、前記発熱源の発熱を制御する制御手段とを有することを特徴とする。
Another fixing example is a fixing device for fixing a toner image on a recording medium.
A heat generation source, a heating member heated by the heat generation source to heat the recording medium, a pressure member biased by the heating member to pressurize the recording medium, and a heat shield to prevent heat dissipation of the heating member. A cover, a temperature detection member for detecting temperature, and a movement drive means for moving the temperature detection member between a first position in the vicinity of the peripheral surface of the heating member and a second position in contact with the cover. And detecting the temperature of the heating member detected by the temperature detecting member at the first position and detecting the cover detected by the temperature detecting member at the second position. And control means for controlling the heat generation of the heat source based on the temperature.
本発明による定着装置は、記録媒体上のトナーを定着させる定着装置において、
発熱源と、前記発熱源によって加熱され、前記記録媒体を加熱する加熱部材と、該加熱部材へ付勢され、前記記録媒体を加圧する加圧部材と、前記加熱部材から離間した位置で、該加熱部材の温度を検出する第1の温度検出部材と、前記加圧部材の温度を検出する第3の温度検出部材と、前記第3の温度検出部材で検出された検出温度に基づいて前記第1の温度検出部材の検出温度を補正し、この補正された検出温度に基づいて前記発熱源への通電制御を行う制御手段とを有し、前記制御手段は、前記加熱部材の回転開始温度を設定し、前記第1の温度検出部材で検出された温度が前記回転開始温度に達したら回転を開始し、所定時間経過後、前記第3の温度検出部材で検出された検出温度に基づいて前記第1の温度検出部材の検出温度を補正することを特徴とする。
A fixing device according to the present invention is a fixing device for fixing toner on a recording medium.
A heat source, a heating member heated by the heat source to heat the recording medium, a pressure member biased by the heating member to press the recording medium, and a position spaced from the heating member, A first temperature detecting member that detects the temperature of the heating member, a third temperature detecting member that detects the temperature of the pressurizing member, and the detected temperature detected by the third temperature detecting member. And a control unit that corrects the detected temperature of the temperature detection member and controls the energization of the heat source based on the corrected detected temperature, and the control unit determines the rotation start temperature of the heating member. The rotation is started when the temperature detected by the first temperature detection member reaches the rotation start temperature. After a predetermined time has elapsed, the rotation is started based on the detection temperature detected by the third temperature detection member. Compensates the detected temperature of the first temperature detection member Characterized in that it.
また別の発明による定着装置は、記録媒体上のトナーを定着させる定着装置において、
発熱源と、該発熱源によって加熱され、前記記録媒体を加熱する加熱部材と、該加熱部材へ付勢され、前記記録媒体を加圧する加圧部材と、前記加熱部材から離間した位置で、該加熱部材の温度を検出する第1の温度検出部材と、前記加圧部材に接触する位置で、該加圧部材の温度を検出する第3の温度検出部材と、前記第1と第3の温度検出部材の各検出温度に基づいて前記発熱源の発熱を制御する制御手段とを有し、前記制御手段は、前記第1の温度検出部材の周囲温度が、飽和して安定する温間状態にあるか、温間状態に達しない冷間状態にあるかを判断し、前記温間状態での温度制御と前記冷間状態での温度制御とを異なる制御とすることを特徴とする。
A fixing device according to another invention is a fixing device for fixing toner on a recording medium.
A heat source, a heating member heated by the heat source to heat the recording medium, a pressure member biased by the heating member to press the recording medium, and a position spaced from the heating member, A first temperature detection member for detecting the temperature of the heating member; a third temperature detection member for detecting the temperature of the pressure member at a position contacting the pressure member; and the first and third temperatures. Control means for controlling the heat generation of the heat source based on each detection temperature of the detection member, and the control means is in a warm state where the ambient temperature of the first temperature detection member is saturated and stable. It is determined whether there is a cold state that does not reach the warm state, and the temperature control in the warm state is different from the temperature control in the cold state.
更に本発明による画像形成装置は、
記録媒体を搬送する記録媒体搬送手段と、前記記録媒体上にトナー画像を形成するトナー画像形成手段と、前記記録媒体上に形成されたトナー画像を定着する上記定着装置とを有することを特徴とする。
Furthermore, an image forming apparatus according to the present invention includes:
A recording medium conveying unit that conveys the recording medium; a toner image forming unit that forms a toner image on the recording medium; and the fixing device that fixes the toner image formed on the recording medium. To do.
本発明によれば、定着装置の加熱部材の表面温度を非接触型の温度検出部材で検出する場合においても、定着装置の使用状態に左右されず加熱部材の表面温度を常に正確に算出することが出来るので、加熱部材の表面温度の常に正確な温度制御を可能とする定着装置、及びこれを用いた画像形成装置を提供することができる。 According to the present invention, even when the surface temperature of the heating member of the fixing device is detected by the non-contact type temperature detection member, the surface temperature of the heating member is always accurately calculated regardless of the use state of the fixing device. Therefore, it is possible to provide a fixing device capable of always accurately controlling the surface temperature of the heating member, and an image forming apparatus using the same.
実施の形態1.
図1は、本発明による定着装置を備えた画像形成装置の実施の形態1の要部構成を示す概略構成図である。
FIG. 1 is a schematic configuration diagram showing the main configuration of
同図において、画像形成装置200は、イエロー、マゼンダ、シアン及びブラックの各色のトナー画像を各々に形成する4つのプロセスユニット201〜204を有し、これらが記録媒体205の搬送経路220の上流側から順に着脱自在に配置されている。これらプロセスユニット201〜204の内部構成は共通しているため、例えばシアンのプロセスユニット203を例に取り、これらの内部構成を説明する。尚、以後、画像形成装置200の、着脱自在なプロセスユニット201〜204を除いた部分を画像形成装置200の本体と称す。
In FIG. 1, an
プロセスユニット203には、感光体ドラム11が矢印方向に回転可能に配置され、この感光体ドラム11の周囲には、その回転方向上流側から順に、感光体ドラム11の表面に電荷を供給して帯電させる帯電ローラ12、帯電された感光体ドラム11の表面に選択的に光を照射して静電潜像を形成するLEDヘッドを含む露光装置13が配設される。更に、静電潜像が形成された感光体ドラム11の表面に、シアンのトナーを付着させて現像を発生させる現像装置14、感光体ドラム11上のトナーの現像を記録媒体205に転写した際に残留した転写残トナーを除去するクリーニングブレード15、及び感光体ドラム11の表面電位のバラツキを除去するための除電装置16が配設される。尚、これら各装置に用いられているドラム又はローラは、後述するように、図示しない駆動源からギアなどを経由して動力が伝達されて回転する。
In the
又、画像形成装置200は、その下部に、紙などの記録媒体205を堆積した状態で収納する用紙カセット206を装着し、その上方には記録媒体205を1枚ずつ分離させて搬送するためのホッピングローラ207が配設されている。更に、記録媒体205の搬送方向における、ホッピングローラ207の下流側にはピンチローラ208,209と共に記録媒体205を挟持することによって、記録媒体を搬送する搬送ローラ210及び、記録媒体205の斜行を修正し、プロセスユニット201に搬送するレジストローラ211を配設している。これらのホッピングローラ207、搬送ローラ210及びレジストローラ211は図示されない駆動源からギア等を経由して動力が伝達され回転する。
In addition, the
プロセスユニット201〜204の各感光体ドラム11に対向する位置には、それぞれ導電性のゴム等によって形成された転写ローラ212が配設されている。これら転写ローラ212には、感光ドラム11上に付着されたトナーによるトナー像を記録媒体205に転写する転写時に、各感光体ドラム11の表面電位とこれら各転写ローラ212の表面電位に電位差を持たせるための電圧が印加されている。尚、プロセスユニット201〜204及び転写ローラ212は、記録媒体上にトナー画像を形成するトナー画像形成手段に相当する。
A
定着器213は、後述するように加熱ローラ21と加圧ローラ22とを有し、記録媒体205上に転写されたトナーを加圧・加熱することによって定着する。この下流の排出ローラ214,215は、定着器213から排出された記録媒体205を、排出部のピンチローラ216、217と共に挟持し、記録媒体スタッカ部218に搬送する。これら定着器213、排出ローラ214等は図示しない駆動源からギアなどを経由して動力が伝達され回転される。ベルト搬送装置219は、印刷媒体205が各プロセスユニット201〜204を移動するための搬送経路を形成するもので、レジストローラ211から排出される記録媒体205を定着器213の搬入位置まで搬送する。そしてこのベルト搬送装置219と共に、搬送経路220を形成する各ローラ207〜211及び214〜217が記録媒体を搬送する搬送手段に相当する。
The fixing
尚、同図中のXYZ座標は、記録媒体205が各プロセスユニットを通過する際の搬送方向にX軸をとり、感光体ドラム11の回転軸方向にY軸をとり、これら両軸と直交する方向にZ軸を取っている。また、後述する他の図においてXYZ座標が示される場合、これらの座標の軸方向は、共通する方向を示すものとする。また、点線で示された箇所は、両面印刷を行うための媒体反転機構を表しているが、本実施の形態での詳細な説明は省略する。
Note that the XYZ coordinates in the figure are the X-axis in the transport direction when the
図2は、本発明の定着装置に基づく実施の形態1の定着器213の上カバー51と加熱ローラ21とを斜め上方からみた斜視図であり、図3は、この上カバー51の内部構造を示すために斜め下方からみた斜視図である。更に、図4は、図2中のA−A線に沿った断面図で、非接触型サーミスタ54の位置調整機構62の要部構成を示し、図5は、図2中のB−B線に沿った断面図で、定着器213全体の要部構成を示す。
FIG. 2 is a perspective view of the
図5に示すように、定着器213は、内部に、図示しない定着器モータ122(図6)によって矢印方向に回転駆動される外形円柱状の加熱ローラ21と、この加熱ローラ21と連れ回りする同じく外形円柱状の加圧ローラ22とを有する。この加圧ローラ22の回転軸22aは、下カバー52に形成された移動ガイド部52aによって上下方向に移動可能に保持された移動軸受け23によって回転自在に保持されている。この移動軸受け23は、加圧ばね24によって上方、即ち加熱ローラ21の方に付勢されている。従って、この加圧ローラ22は、その周面が加熱ローラ21の周面に所定の圧力で当接した状態で、加熱ローラ21の回転に伴って連れ回りするように構成されている。
As shown in FIG. 5, the fixing
加熱ローラ21の内部には、例えばゴム材で形成された弾性層を有するローラを加熱するための発熱源としての外形円柱状のハロゲンランプ53が加熱ローラ21の回転軸方向に延在するように配設され、このハロゲンランプ53を後述するタイミングでオン/オフすることにより、加熱ローラ21の表面温度を調整する。第1の温度検出部材に相当する非接触型サーミスタ54は、加熱ローラ21の表面温度を検出するために、センサーフレーム55の先端部に保持されて、加熱ローラ21の周面近傍の所定位置に配置される。このセンサーフレーム55は、上カバー51の外側において位置調整機構62によって保持され、開口51aを介して上カバー51の内部に延在する先端部において非接触型サーミスタ54を保持する。
Inside the
位置調整機構62は、板状ばね57、その両端部を支持する一対の支持部材58(図4)、板ばね57の中央部にあって、センサーフレーム55を挟持するフレーム保持部57a、センサーフレーム55及びフレーム保持部57aを貫通し、上カバー51の螺子孔と螺合する調整ネジ56とによって構成されている。この調整ネジ56を回して、センサーフレーム55の高さを調整することによって、その先端に保持された非接触型サーミスタ54と加熱ローラ21の周面との距離を調整する。このとき、センサーフレーム55は、板状ばね57の復元力によって調整ネジ56に押圧されることによって、その高さが維持される。
The
また、センサーフレーム55が延在する上カバー51の内部には、隔壁51bと加熱ローラ21とによって囲まれた閉空間59(図3参照)が形成されている。この閉空間59の天井には、上カバー51の温度を検出する第2の温度検出部材に相当するカバー温度検出サ−ミスタ60が配設されている。この閉空間59を形成することにより、非接触サーミスタ54の周囲の大気の流動による、非接触サーミスタ54の温度検出の乱れを防止する。尚非接触型サーミスタ54とカバー温度検出サーミスタ60とは、加熱ローラ21の所定の周面の接線と垂直な略同一垂線上に配設されている。
A closed space 59 (see FIG. 3) surrounded by the
図6は、画像形成装置200の画像形成部100の制御系統の構成を示すブロック図である。同図中、印刷制御部101は、マイクロプロセッサ、ROM、RAM、入出力ポート、タイマ等によって構成され、図示しない上位装置から印刷データ及び制御コマンドを受信して画像形成部100の全体をシーケンス制御し、印刷動作を行う。I/F制御部102は、上位装置へ画像形成部の情報を送信すると共に、上位装置から入力したコマンド及びデータを解析、処理する。受信メモリ103は、上位装置から受信したデータを、I/F制御部102の制御に基づいてイエロー(Y)、マゼンダ(M)、シアン(C)及びブラック(K)の色毎に格納し、画データ編集メモリ104は、印刷制御部101が印刷データに基づいて編集した画データを格納する。
FIG. 6 is a block diagram illustrating a configuration of a control system of the
操作部105は、画像形成部の状態を表示するためのLED及び操作者から画像形成部へ指示を与えるためのスイッチを備え、各種センサ106は、印刷媒体の搬送装置を検出する複数のセンサ、装置内の温湿度を検出するためのセンサ、及び濃度測定用のセンサ等を含み、各センサの出力は印刷制御部101へ入力されている。
The
帯電電圧制御部110は、印刷制御部101の指示により、感光体ドラム11(図1)の周囲に配置された帯電ローラ12に電圧を印加して各感光体ドラム11の表面を帯電させるための制御を行なう。尚、この帯電は、図1に示すように、イエロー(Y)、マゼンダ(M)、シアン(C)及びブラック(K)の各々の色毎に配置された4つの感光体ドラム11に個別に行なわれるため、帯電電圧制御部110及び帯電ローラ12は、各色毎に設けられている。
The charging
ヘッド制御部111は、画データ編集メモリ104に格納された画データに従って、露光装置13(図1)のLEDヘッド13aにより、帯電された感光体ドラム11の表面に光を照射して静電潜像を形成するための制御を行う。尚、この静電潜像の形成は、図1に示すように、イエロー(Y)、マゼンダ(M)、シアン(C)及びブラック(K)の各々の色毎に配置された4つの感光体ドラム11に個別に行なわれるため、ヘッド制御部111及びLEDヘッド13aは、各色毎に設けられている。
In accordance with the image data stored in the image
現像電圧制御部112は、印刷制御部101の指示により、感光体ドラム11の表面に生成された静電潜像にトナーを付着させたトナー像を形成するため、現像装置14を構成する現像ローラ14a(図1)に対して電圧を印加するための制御を行う。尚、このトナー像の形成は、図1に示すように、イエロー(Y)、マゼンダ(M)、シアン(C)及びブラック(K)の各々の色毎に配置された4つの感光体ドラム11に個別に行なわれるため、現像電圧制御部112及び現像ローラ14aは、各色毎に設けられている。
The developing
転写電圧制御部113は、印刷制御部101の指示により、感光体ドラム11の表面に生成されたトナー像を記録媒体205(図1)に転写するため、転写ローラ212(図1)に対し電圧を印加するための制御を行う。尚、この転写は、図1に示すように、イエロー(Y)、マゼンダ(M)、シアン(C)及びブラック(K)の各々の色毎に配置された4つの感光体ドラム11で個別に行なわれるため、転写電圧制御部113及び転写ローラ212は、各色毎に設けられている。
The transfer
モータ制御部114は、図1に示す感光体ドラム11、帯電ローラ12、現像装置14のローラを駆動するためのユニットモータ、及びベルト搬送装置219を駆動するためのベルトモータ等の各種モータ120を駆動する制御を行う。
The
搬送モータ制御部115は、図1に示すように、記録媒体205を用紙カセット206から繰り出すためのホッピングローラ207、繰り出された記録媒体205をベルト搬送装置219へ搬送するための各ローラ210,211及び印刷された記録媒体を排出するための各ローラ214,215を駆動するための搬送モータ121を制御する。
As shown in FIG. 1, the transport
記録媒体205に転写されたトナー像を定着するための図5に示す定着器213を制御する定着制御部116は、印刷制御部101の指示により加熱ローラ21の内部に配設されたハロゲンランプ53へ電圧を印加(通電)するための制御を行う。また定着制御部116は、加熱ローラ21の表面温度を測定するための非接触型サーミスタ54、及び上カバー51の温度を検出するためのカバー温度検出サ−ミスタ60から各々検出温度T1及びT2を受入れ、後述するように、双方の検出温度に基づいてハロゲンランプ53をオン/オフ制御する。更に定着制御部116は、加熱ローラ21が所定温度に上昇したときに回転駆動するための定着器モータ122を制御する。更に、後述する温度検出、温度制御の間隔を測定するためのタイマ116a、及び、定着目標温度を格納するためのレジスタ116bを備える。
A fixing
次に、上記のように構成された画像形成装置200の画像形成部100の要部動作について説明する。
Next, the operation of the main part of the
印刷制御部101は、I/F制御部102を介して上位装置から送信された制御コマンドを受信する。上位装置によって印刷指示を受けると、まず、定着制御部116に指示を出し、非接触型サーミスタ54及びカバー温度検出サ−ミスタ60の検出温度に基づいて、後述する方法によって算出した加熱ローラ21(図5)の表面算出温度Tが、使用可能な所定の温度範囲にあるか否かを判定する。表面算出温度Tが前記温度範囲になければハロゲンランプ53をオンにして、使用可能な温度範囲になるまで加熱ローラ21を加熱する。加熱ローラ21の表面温度が所定温度に上昇したときに、定着制御部116は定着器モータ122に指示を出し、定着器モータ122を駆動して加熱ローラ21を回転駆動する。尚、この回転動作は温度制御と同時に行ってもよい。
The
次に、モータ制御部114を介して、図1に示す各感光体ドラム11、帯電ローラ12、現像装置14のローラを駆動するためのユニットモータ、及びベルト搬送装置219を駆動するためのベルトモータを駆動制御する。また、同時に帯電電圧制御部110、現像電圧制御部112、転写電圧制御部113に指示を出し、イエロー(Y)、マゼンダ(M)、シアン(C)及びブラック(K)の各色の帯電ローラ12、現像ローラ14a及び転写ローラ212にそれぞれ所定の電圧を印加する。
Next, a unit motor for driving the respective
そして、印刷制御部101は、図1に示す用紙カセット206にセットされている記録媒体205の用紙送りを開始するために、搬送モータ制御部115に指示を出し、記録媒体205の搬送を開始する。
Then, the
印刷制御部101は、図示しない検出器で、記録媒体205が印刷可能な所定位置に到達したタイミングを監視し、記録媒体205がこの所定位置に至った検出タイミングで、画データ編集メモリ104から画データを読み出してヘッド制御部111に送る。そして、ヘッド制御部111は、1ライン分の画データを受けた時点で、露光装置13のLEDヘッド13aにラッチ信号を送り、画データをLEDヘッドに保持させる。そして、ヘッド制御部111は、LEDヘッドに印刷駆動信号STBを送る。その結果、LEDヘッドは、保持された画データに従ってライン毎に露光を行なう。
The
LEDヘッド13aは、マイナスの電位に帯電させられた感光体ドラム11の表面を照射し、この照射によって電位が上昇したドットによって静電潜像を形成する。そして、マイナスの電位に帯電させられたトナーが電気的な吸引力によって各ドットに吸引され、トナー像が形成される。その後、トナー像は感光体ドラム11と転写ローラ212との間に形成される転写部に送られる。一方、印刷制御部101は、転写電圧制御部113に指示を出し、転写ローラ212にプラスの電位の転写用高圧を印加する。その結果、転写ローラ212は、転写部を通過する記録媒体205にトナー像を転写する。
The
以上の露光、トナー像の形成、及び転写は、記録媒体205が、イエロー(Y)、マゼンダ(M)、シアン(C)及びブラック(K)の各プロセスユニット201〜204を通過する毎に順次行なわれ、各色のトナー像がその記録面に順次転写され、重ね合わせられる。
The above exposure, toner image formation, and transfer are sequentially performed each time the
そして、トナー像が転写された記録媒体205は、定着器213に送られ、圧接した状態で連れ回りする加熱ローラ21と加圧ローラ22との間を通過する過程で加熱及び加圧されて、そのトナー像が記録媒体205に定着される。トナー像が定着された記録媒体205は、図1に示す排出ローラ214、215及びピンチローラ216、217に挟持されて、画像形成装置200の外部の記録媒体スタッカ部218に排出される。以上の過程を経て、カラー画像が記録媒体205上に形成される。更に印刷制御部101は、印刷が終了し、記録媒体205が用紙排出口センサ(図示せず)を通過するタイミングを監視し、この時点で帯電ローラ12、現像ローラ14a、転写ローラ212への各電圧印加を終了し、同時に各モータの動作を停止させる。以降、上記した動作が繰り返される。
The
次に、本実施の形態によって行なわれる、加熱ローラ21(図5)の表面算出温度Tの算出方法について説明する。 Next, a method for calculating the surface calculation temperature T of the heating roller 21 (FIG. 5) performed according to the present embodiment will be described.
図5に示すように、加熱ローラ21は、ハロゲンランプ53によって加熱される。加熱ローラ21の表面から所定の間隔を介して配設された非接触型サーミスタ54は、加熱ローラ21の表面から放射される輻射熱を受けて温度変化し、その検出温度T1を定着制御部116(図6)に送る。また、上カバー51に取付けられたカバー温度検出サ−ミスタ60も、この輻射熱によって暖められて温度変化する上カバーの検出温度T2を定着制御部116に送る。
As shown in FIG. 5, the
図7は、加熱ローラ21がハロゲンランプ53によって、室温状態から温められ、162℃付近に定温制御された場合の、加熱ローラ21の表面の実際の温度T0、非接触型サーミスタ54による検出温度T1、及びカバー温度検出サ−ミスタ60による上カバー51の検出温度T2の各時間変化を示したグラフである。
FIG. 7 shows the actual temperature T0 of the surface of the
加熱ローラ21が冷えた状態からハロゲンランプ53により温められ、およそ162℃付近まで温められると前記したように印刷が開始される。この時、非接触型サーミスタ54の示す検出温度T1は、実際の表面温度T0よりも低く、実際の表面温度T0と検出温度T1との差Tdは、カバー温度(検出温度T2)が低い初期の状態が最も大きく、時間経過に伴ってカバー温度(検出温度T2)が上昇するにつれて、その差が縮まっている。
Printing is started as described above when the
一方、図8は、加熱ローラ21の表面と、上カバー51に取付けられたカバー温度検出サ−ミスタ60との間における温度分布の様子を説明するための説明図である。
On the other hand, FIG. 8 is an explanatory diagram for explaining the state of temperature distribution between the surface of the
同図に示すように、加熱ローラ21の表面と、上カバー51に取付けられたカバー温度検出サ−ミスタ60との間に配設される非接触型サーミスタ54の、加熱ローラ21の表面までの距離をL1、上カバー51までの距離をL2としたとき、非接触型サーミスタ54の位置が、加熱ローラ21の表面に接近するのに略比例して増加することが予想される。但し、変化範囲の最大は加熱ローラ21の実際の表面温度T0であり、最小値は上カバーの検出温度T2である。
As shown in the figure, a
そこで、実際の表面温度T0を演算によって求めるべく、その表面算出温度Tを下式(1)によって求める。 Therefore, in order to obtain the actual surface temperature T0 by calculation, the surface calculated temperature T is obtained by the following equation (1).
T=T1+(T1−T2)*(L1/L2)*C (1)
但し、 C:係数
T1:非接触型サーミスタ54の検出温度
T2:カバー温度検出サ−ミスタ60による上カバーの検出温度
図7のグラフに示す表面算出温度Tは、上式(1)に基づいて、
(L1/L2)*C=1/6となる係数Cを定めて演算した結果を示すもので、この実験により、表面算出温度Tが実際の表面温度T0と略一致することが理解される。但し、L1、L2をそれぞれ1mm、8mmの程度とし、且つ加熱ローラ21の表面温度を150℃から180℃程度にして行った実験による。
T = T1 + (T1-T2) * (L1 / L2) * C (1)
However, C: Coefficient T1: Detection temperature of the
(L1 / L2) * C = 1/6 is obtained by calculating the coefficient C. It is understood from this experiment that the calculated surface temperature T substantially matches the actual surface temperature T0. However, L1 and L2 are about 1 mm and 8 mm, respectively, and the surface temperature of the
以上のように、非接触型サーミスタ54の検出温度T1とカバー温度検出サ−ミスタ60の検出温度T2に基づいて、加熱ローラ21の実際の表面温度を正確に算出することが出来る。
As described above, the actual surface temperature of the
図9は、この表面算出温度Tに基づいて、印刷制御部101によって行われる定着器213の温度制御の流を示すフローチャートである。以下このフローチャートを参照しながら定着器213の温度制御方法について説明する。
FIG. 9 is a flowchart showing a flow of temperature control of the fixing
印刷制御部101(図6)は、上位装置から印刷制御コマンド(印刷開始命令)を受信することによって定着温度制御を開始し、先ず温度制御の実施間隔を定めるためにタイマが計測する実施間隔時間Tmを定着制御部116内にあるタイマ116aに設定すると共に、印刷媒体の種類、印刷条件(カラー印刷、モノクロ印刷)により定着温度を決定し、決定した温度を定着目標温度として定着制御部116内にあるレジスタ116bに設定する(ステップ1)。
The print control unit 101 (FIG. 6) starts the fixing temperature control by receiving a print control command (print start command) from the host device, and first, an execution interval time measured by a timer to determine the temperature control execution interval. Tm is set in the
次にタイマ116aをスタートさせ(ステップ2)、計測時間が予め設定した実施間隔時間Tm(ここでは100ms)に達した時点でタイマを停止し(ステップ3,4)、非接触型サーミスタ54の検出温度T1、及びカバー温度検出サーミスタ60の検出温度T2を取り込む(ステップ5)。そして、前記した式(1)を演算し、これらの検出温度T1、T2から、加熱ローラ21の表面温度T0に相当する表面算出温度Tを算出する(ステップ6)。
Next, the
尚、同式中の、非接触型サーミスタ54、カバー温度検出サ−ミスタ60の各位置を示すL1,L2、及び係数Cは、実験結果に基づいて予め印刷制御部101のメモリに設定され、ここでは、L1=1mm、L2=8mm、C=4/3としている。
Note that L1, L2 and coefficient C indicating the positions of the
次に、算出した表面算出温度Tと予め設定した定着目標温度とを比較し(ステップ7)、定着目標温度を下回っている場合はハロゲンランプ53をオンし(ステップ8)、定着目標温度を超えている場合はハロゲンランプ53をオフする(ステップ9)。次に印刷動作終了か否かを判定し(ステップ10)、印刷動作が継続される場合はステップ2に戻って同様に動作を繰り返し、印刷動作を終了する場合には、ハロゲンランプ53をオフし(ステップ11)、定着温度制御動作を終了する。ここでは、印刷開始については説明しなかったが、印刷は、算出温度Tが目標温度に達した後に開始され、その後、目標温度に維持するようにST2〜ST9の制御が行われると共に印刷が行われている。
Next, the calculated surface calculated temperature T is compared with a preset fixing target temperature (step 7), and if it is below the fixing target temperature, the
本実施の形態の定着装置は、定着器213、定着制御部116及び印刷制御部101の定着器213の制御にかかわる部分からなり、この定着制御部116及び印刷制御部101の定着器213の温度制御にかかわる部分が、各検出温度T1,T2に基づいてハロゲンランプの発熱を制御する制御手段に相当する。
The fixing device according to the present embodiment includes a fixing
本実施の形態の定着装置は、以上のように、非接触型サーミスタ54、カバー温度検出サ−ミスタ60の2つのサ−ミスタの検出温度から、加熱ローラ21の実際の表面温度を正確に算出することができるため、加熱ローラ21の表面温度を定着目標温度に維持するための温度制御を正確に行うことができる。
As described above, the fixing device of the present embodiment accurately calculates the actual surface temperature of the
実施の形態2.
図10は、本発明に基づく実施の形態2の定着器300の上カバー51と加熱ローラ21とを斜め上方からみた斜視図であり、図11は図10における作用ギア303の近傍を拡大した部分拡大図である。更に図12、図13は、図10に示す定着器300をY軸のプラス側から透視した要部側面図である。
10 is a perspective view of the
この定着器300を採用する定着装置が、前記した図2に示す実施の形態1の定着器213を採用する定着装置と主に異なる点は、サーミスタ312が、図12に示す加熱ローラ21の周面近傍の所定位置P1と、図13に示す上カバー51に接触する上カバー温度検出位置P2とを移動可能に構成され、後述する所望のタイミングで位置移動駆動される点である。
The fixing device employing this
従って、この定着器300を採用する定着装置が、前記した実施の形態1の定着器213(図2)を採用する定着装置と共通する部分には同符号を付して、或いは図面を省いて説明を省略し、異なる点を重点的に説明する。
Accordingly, in the fixing device employing the fixing
図12、図13に示すように、上カバー51は、その先端部にサーミスタ312を保持するセンサーフレーム315を、図12に示す加熱ローラ21の周面近傍の所定位置P1と、図13に示す上カバー51に接触する上カバー温度検出位置P2との間で、Z軸方向にスライド可能に保持している。このセンサーフレーム315は、上カバー51の外側にあって、Z軸方向に延在するラックギア311と一体的に形成されている。またこのセンサーフレーム315と上カバー51の間には、圧縮した状態のスプリング310が架けられ、センサーフレーム315をZ軸のマイナス方向、即ちサーミスタ312を加熱ローラ21に近づける方向に付勢している。
As shown in FIGS. 12 and 13, the
上カバー51には、その外側において、センサーフレーム315をスライド駆動するスライド駆動機構301が形成されている。このスライド駆動機構301は、上カバー51に回転自在に保持された駆動軸304と、この駆動軸304の一端に配設されて、図示しない回転駆動モータの回転を伝達するための伝達ギア302と、駆動軸304の他端に配設されて、センサーフレーム315と一体的に形成されたラックギア311と歯合する作用ギア303とを有する。
On the outer side of the
以上の構成において、各部の動作について説明する。 The operation of each part in the above configuration will be described.
図示しない回転駆動モータによって、駆動軸304が矢印E方向に回転すると、作用ギア303と歯合するラックギア311は、センサーフレーム315と共に、サーミスタ312が加熱ローラ21の周面近傍に位置する、図12に示す所定位置P1からスプリング310による付勢に抗して上方に移動し、やがて図13に示すように、サーミスタ312が上カバー51に接触する上カバー温度検出位置P2に至って移動を停止する。ここで、回転駆動モータによる駆動力が解除されると、センサーフレーム315は、スプリング310による付勢力によって、再び図12に示す所定位置P1に戻される。尚、スライド移動機構301、センサーフレーム315、ラックギア311、及びスプリング310が移動駆動手段に相当する。
When the
従って、この定着器300の温度制御を行う場合、印刷制御部101(図6)は、前記した図9に示すフローに従って処理するが、ステップ5の処理を以下のように行う。即ち、このステップ5の段階で、サーミスタ312が加熱ローラ21の周面近傍に位置する所定位置P1での検出温度T1を検出し、その後図示しない回転駆動モータによって、駆動軸304を矢印E方向に回転し、サーミスタ312を上カバー51に接触する上カバー温度検出位置P2まで移動して上カバー51の検出温度T2を検出する。この検出温度T2を検出した段階で、回転駆動モータによる駆動力を解除し、サーミスタ312を再び所定位置P1まで戻しておく。
Therefore, when the temperature control of the fixing
上記したように、このステップ5以外は、図9に示すフローチャートに従って温度制御が実行されるため、重複する部分の説明はここでは省略する。
As described above, since temperature control is executed according to the flowchart shown in FIG. 9 except for
以上のように、本実施の形態2の定着装置によれば、前記した実施の形態1と同様の効果を得ることができる他に、一つのサーミスタで加熱ローラ21の表面と上カバー51の各温度検出を行うことができるため、安価な定着器を提供することができる。
As described above, according to the fixing device of the second embodiment, the same effects as those of the first embodiment can be obtained, and each surface of the
尚、前記実施の形態1,2では、非接触型サーミスタ54の周囲温度を検出する確実な方法として、上カバー51の温度を検出する例を示したが、これに限定されるものではなく、定着器内部において、非接触型サーミスタ54の周囲温度が検出できる構成になっていればよい。
In the first and second embodiments, the example of detecting the temperature of the
実施の形態3.
図14は、本発明の定着装置に基づく実施の形態3の定着器500の要部構成を示す断面図である。尚、この断面は、位置的に前記した実施の形態1の定着器213の図2の斜視図におけるB−B線で切る断面に相当する。
FIG. 14 is a cross-sectional view showing a main configuration of a
この定着器500が、前記した図5に示す実施の形態1の定着器213と主に異なる点は、カバー温度検出サーミスタ60(図5)が除かれ、代わりに加圧ローラ22の表面に接触してその表面温度を検出する接触型サーミスタ501が配設されている点である。従って、この定着器500が前記した実施の形態1の定着器213と共通する部分には同符号を付して、或いは図面を省いてここでの説明を省略し、異なる点を重点的に説明する。
The main difference between the fixing
図14に示すように、接触型サーミスタ501は、加圧ローラ22の周面に僅かに所定の圧力を保って接触するように、固定ネジ503によって下カバー52に固定配置されたセンサー保持アーム502の先端部に取り付けられている。
As shown in FIG. 14, the
図15は、本実施の形態の定着器500を採用した画像形成装置の画像形成部505の制御系統の構成を示すブロック図である。尚、定着器500を採用した画像形成装置が前記した図1に示す画像形成装置200に対して異なる点は、定着器213に代えて定着器500を用い、これに伴って、図6に示す画像形成部100が後述する画像形成部505となっている点である。従って、本実施の形態において、画像形成装置を説明する場合には、図1の画像形成装置100を参照する。
FIG. 15 is a block diagram illustrating a configuration of a control system of the
画像形成部505(図15)が、前記した図6に示す実施の形態1の画像形成部100に対して異なる点は、定着器500の構成、即ちカバー温度検出サーミスタ60(図6)に代えて、加圧ローラ22の表面に接触してその表面温度を検出する接触型サーミスタ501が採用された点と、これに伴って、印刷制御部504が行なう信号処理の方法である。従って、この画像形成部505が前記した実施の形態1の画像形成部100と共通する部分には同符号を付してここでの説明を省略し、異なる点を重点的に説明する。
The image forming unit 505 (FIG. 15) differs from the
記録媒体205(図1)に転写されたトナー像を定着するための図14に示す定着器500を制御する定着制御部116は、印刷制御部504の指示により加熱ローラ21の内部に配設されたハロゲンランプ53へ電圧を印加(通電)するための制御を行う。また定着制御部116は、加熱ローラ21の表面温度を測定するための非接触型サーミスタ54、及び加圧ローラ22の表面に接触して加圧ローラの表面温度を検出する接触型サーミスタ501から各々検出温度T1及びT3を受入れ、後述するように、双方の検出温度に基づいてハロゲンランプ53をオン/オフ制御する。
A fixing
次に、本実施の形態によって行なわれる、加熱ローラ21(図14)の表面算出温度Tの算出方法について説明する。 Next, a method for calculating the surface calculation temperature T of the heating roller 21 (FIG. 14) performed according to the present embodiment will be described.
図16は、加熱ローラ21がハロゲンランプ53によって、室温状態(冷間状態)から温められ、後述する温間状態の所定温度近傍を維持する際の、加熱ローラ21の表面の実際の温度T0、非接触型サーミスタ54による検出温度T1、及び、非接触サーミスタ54の周囲の温度T2(内部雰囲気温度、定着器カバー温度等)の各時間変化を示したグラフである。
FIG. 16 shows an actual temperature T0 on the surface of the
同グラフに示すように、非接触型サーミスタ54で検出される温度T1を、加熱ローラ21の実際の表面温度を検出するために実験的に配設した接触型サーミスタ(図示せず)の検出温度T0と比較した場合、非接触型サーミスタ54は、加熱ローラ21の表面から離れている分、実際の表面温度T0より低い温度を検出する。この時、これ等の検出温度の差は、加熱ローラ21の表面から非接触型サーミスタ54までのギャップが大きくなるほど大きくなり、逆にギャップを0にした場合には、理論上、差は生じない。
As shown in the graph, the temperature T1 detected by the
しかしながら、所定のギャップを維持していても、これ等の検出温度差T4(=T0−T1)は、一定ではなく、非接触型サーミスタ54の周囲温度を検出するために実験的に配設したサーミスタ(例えば、実施の形態1におけるカバー温度検出サ−ミスタ60(図5))によって検出される周囲温度T2の上昇とともに一旦増加した後、徐々に小さくなり、やがて周囲温度T2が飽和状態に達するとほぼ一定になることが実験により確認されている(過熱ローラ21の停止中/回転中/通紙中で若干差があるが、定着性能では問題ない)。
However, even if a predetermined gap is maintained, the detected temperature difference T4 (= T0−T1) is not constant, and is experimentally arranged to detect the ambient temperature of the
これは、冷間状態から周囲温度T2が飽和状態となる温間状態に移行する過程においては、非接触型サーミスタ54の周辺での空気が徐々に温められることや、周辺カバーからの輻射熱量が徐々に増加することが影響して、加圧ローラ21の実際の表面温度と非接触型サーミスタ54の検出温度との温度差が変動するが、温間領域に到達した段階ではそれらが一定となるため、温度差も安定するものと考えられる。
This is because in the process of transition from the cold state to the warm state where the ambient temperature T2 is saturated, the air around the
前記した実施の形態1,2では、この周囲温度T2を上カバー51の検出温度として得て、所定の演算により加熱ローラ21の実際の表面温度T0を算出する方法を示した。一方本実施の形態では、加圧ローラ22の表面に接触して加圧ローラ22の表面温度を検出する接触型サーミスタ501の加圧ローラ検出温度T3を得て、加熱ローラ21の実際の表面温度T0を算出するが、以下にその算出方法について説明する。
In the first and second embodiments, the method of obtaining the ambient temperature T2 as the detected temperature of the
図17は、印刷起動がかかり、加熱ローラ21が所定温度に上昇してその回転が開始された後、更に加圧ローラ22の表面温度が均されるまでに要する時間であるN秒経過した後の加圧ローラ検出温度T3(N)と検出温度差T4(=T0−T1)の関係を実験により求めてプロットしたものである。この実験結果から、加圧ローラ検出温度T3(N)と算出した検出温度差T4´の関係は、次の一次式(2)
T4´[℃]=a*T3(N)[℃]+b ・・・(2)
a,b :定数
で表せる。尚、実際の検出温度差T4に対して、演算によって求めた検出温度差をT4´として区別している。
FIG. 17 shows that after printing starts and the
T4 ′ [° C.] = A * T3 (N) [° C.] + B (2)
a, b: can be expressed as a constant. Note that the detected temperature difference obtained by calculation is distinguished from the actual detected temperature difference T4 as T4 ′.
このように表せるのは、印刷起動がかかって定着器モータ122(図15)が回転を開始した直後において、発熱体を持っていないために加熱ローラ21の熱を徐々に蓄積して上昇する加圧ローラ22の表面温度上昇過程が、定着器内部の温度上昇と非常に相関があることを示している。更に、加圧ローラ21の回転が開始されてからN秒経過した後の加圧ローラ検出温度T3(N)が、この時の周囲温度T2を読み取る手段の代替として利用可能なことを意味している。
The reason for this is that immediately after printing is started and the fixing device motor 122 (FIG. 15) starts to rotate, the
非接触型サーミスタ54の検出温度T1と、実際の加熱ローラの表面温度T0の関係は、
T0[℃]=T1[℃]+T4[℃]
である。そこで、実際の表面温度T0を演算によって求めるべく、その表面算出温度Tを下式(3)によって求める。
T[℃]=T1[℃]+T4´[℃]
=T1[℃]+a*T3(N)[℃]+b・・・(3)
この関係式(3)を用いることで、特に冷間状態から温間状態に移行過程にある定着器500において、非接触型サーミスタ54の検出温度T1と接触型サーミスタ501の加圧ローラ検出温度T3(N)に基づいて、加熱ローラ21の実際の表面温度を正確に算出することが出来る。
The relationship between the detected temperature T1 of the
T0 [° C.] = T1 [° C.] + T4 [° C.]
It is. Therefore, in order to obtain the actual surface temperature T0 by calculation, the surface calculated temperature T is obtained by the following equation (3).
T [° C.] = T 1 [° C.] + T 4 ′ [° C.]
= T1 [° C.] + A * T3 (N) [° C.] + B (3)
By using this relational expression (3), the detected temperature T1 of the
図18,19は、この表面算出温度Tに基づいて、印刷制御部504(図15)によって行われる定着器500の温度制御の流を示すフローチャートである。以下このフローチャートを参照しながら定着器500の温度制御方法について説明する。
18 and 19 are flowcharts showing a flow of temperature control of the fixing
印刷制御部504(図15)は、上位装置から印刷制御コマンド(印刷開始命令)を受信することによって定着温度制御を開始し、先ず温度制御の実施間隔を定めるためにタイマが計測する実施間隔時間Tm(例えばTm=400ms)を定着制御部116内にあるタイマ116aに設定すると共に、印刷媒体の種類(厚紙、薄紙、OHP等)、印刷条件(カラー印刷、モノクロ印刷)により定着温度を決定し、決定した温度を定着目標温度として定着制御部116内にあるレジスタ116bに設定する(ステップS101)。
The print control unit 504 (FIG. 15) starts the fixing temperature control by receiving a print control command (print start command) from the host device, and first, the execution interval time measured by the timer to determine the temperature control execution interval. Tm (for example, Tm = 400 ms) is set in the
次に加熱ローラ21のヒータであるハロゲンランプ53に通電してこれをオン状態とする(ステップS102)。その後、非接触型サーミスタ54の検出温度T1を検出し、この検出温度T1が回転開始温度に達するまで、検出温度T1の検出を繰り返す(ステップS102,103)。尚、この回転開始温度とは、加熱ローラ21に付着したトナーを溶融した後に加熱ローラ21を回転する為に、検出温度T1の検出誤差を考慮して予め設定された温度である。検出温度T1が、この回転開始温度に達した段階で、定着器モータ122を回転駆動して、加熱ローラ21及び加圧ローラ22をそれぞれ矢印方向に回転させ、更に加圧ローラ22の表面温度を均すための時間(N秒)経過を確認する(ステップS105)。
Next, the
次にタイマ116aをスタートさせ(ステップS106)、計測時間が予め設定した実施間隔時間Tm(ここでは400ms)に達した時点でタイマを停止し(ステップS107,108)、非接触型サーミスタ54の検出温度T1、及び接触型サーミスタ501の検出温度T3(N)を取り込む(ステップS109)。そして、前記した式(3)を演算し、これらの検出温度T1、T3(N)から、加熱ローラ21の表面温度T0に相当する表面算出温度Tを算出する(ステップ110)。尚、同式中の、a,bは、実験により予め求めた定数である。
Next, the
次に、算出した表面算出温度Tと予め設定した定着目標温度とを比較し(ステップS111)、定着目標温度を下回っている場合はハロゲンランプ53をオンし(ステップS112)、定着目標温度を超えている場合はハロゲンランプ53をオフする(ステップS113)。次に印刷動作終了か否かを判定し(ステップ114)、印刷動作が継続される場合はステップS106に戻って同様の動作を繰り返し、印刷動作を終了する場合には、ハロゲンランプ53をオフすると共に定着器モータ122の回転を停止して(ステップ115)、定着温度制御動作を終了する。尚、ステップS114における印刷動作終了の判断は、例えば記録媒体205の後端をセンサ(図示せず)で検出して記録媒体205の排出動作を検出すると共に、次の印刷データがないことを確認して判断する。
Next, the calculated surface calculated temperature T is compared with a preset fixing target temperature (step S111), and if it is below the fixing target temperature, the
本実施の形態の定着装置は、定着器500、定着制御部116及び印刷制御部504の定着器500の制御にかかわる部分からなり、この定着制御部116及び印刷制御部504の定着器500の温度制御にかかわる部分が、各検出温度T1,T3に基づいてハロゲンランプの発熱を制御する制御手段に相当する。
The fixing device according to the present embodiment includes a fixing
以上のように、本実施の形態3の定着装置によれば、非接触型サーミスタ54が検出する加熱ローラ温度に対して、印刷起動がかかり加熱・加圧の各ローラ回転開始後、更に加圧ローラの表面温度を均すための時間(N秒)経過した後の加圧ローラ検出温度T3(N)を得ることで、非接触型サーミスタ54の検出温度を補正した加熱ローラ21の表面算出温度Tを得ることが可能となる。この場合、定着器内部温度や定着器カバー温度等の非接触サーミスタ54の周囲の温度T2を検出するための新たな温度検出手段を設ける必要がない。
As described above, according to the fixing device of the third embodiment, printing is started with respect to the heating roller temperature detected by the
実施の形態4.
本実施の形態の定着装置が、前記した実施の形態3の定着装置と異なる点は、印刷制御部504での信号処理方法である。従って、本実施の形態の定着装置の信号処理方法を説明するにあたって、図14の定着器500の要部断面図、及び図15の画像形成部505の制御系統の構成を示すブロック図を参照し、共通する部分についてはここでの説明は省略して異なる点を重点的に説明する。尚、本実施の形態における印刷制御部は、実施の形態3の印刷制御部504と信号処理の方法が異なるものであるが、便宜上同符号を付して説明する。
Embodiment 4 FIG.
The difference between the fixing device of the present embodiment and the fixing device of the third embodiment is a signal processing method in the
本実施の形態によって行なわれる、加熱ローラ21(図6)の表面算出温度Tの生成方法について説明する。 A method for generating the calculated surface temperature T of the heating roller 21 (FIG. 6) performed according to the present embodiment will be described.
図20は、加熱ローラ21が、ハロゲンランプ53によって室温状態(冷間状態)から温められ、周囲温度T2が飽和状態となる温間状態の所定温度近傍を維持する実験を行った際の、加熱ローラ21の表面の実際の温度T0、非接触型サーミスタ54による検出温度T1、非接触サーミスタ54の周囲の温度T2(内部雰囲気温度、定着器カバー温度等)、及び加圧ローラ検出温度(接触型サーミスタ501による)T3の各時間変化を示したグラフである。
FIG. 20 shows the heating when the
同グラフに示すように、非接触型サーミスタ54で検出される検出温度T1を、加熱ローラ21の実際の表面温度を検出するために実験的に配設した接触型サーミスタ(図示せず)の検出温度T0と比較した場合、非接触型サーミスタ54は、加熱ローラ21の表面から離れている分、実際の表面温度T0より低い温度を検出する。この時、これ等の検出温度の差は、加熱ローラ21の表面から非接触型サーミスタ54までのギャップが大きくなるほど大きくなり、逆にギャップを0にした場合には、理論上、差は生じない。尚、同グラフに示す検出温度差T4は、前記したようにT4=T0−T1で求める。
As shown in the graph, the detection temperature T1 detected by the
ここで、次式(4)によって非接触型サーミスタ54で検出される検出温度T1と加圧ローラ検出温度T3の、ハロゲンランプ53がオンしてからの累積量を示すローラ温度累積指数Qを求める。
Q={c*T1(start)+τ*T3(start)}
+∫{κ(T1+T3)}dt・・・(4)
T1(start):ハロゲンランプ53の電源オン直後の非接触型サーミスタ54での検出温度[℃]
T3(start):ハロゲンランプ53の電源オン直後の加圧ローラ検出温度(接触型サーミスタ501で検出)[℃]
c,τ,κ:定数
この式で求まるローラ温度累積指数Qの特性として、図20に示すように、その値が所定の値QS(例えばc=τ=0.5、κ=5000のときQS=100)となる時間Sと非接触型サーミスタ54の周囲温度T2が飽和する時間とがほぼ一致することが実験結果により得られた。
Here, the roller temperature cumulative index Q indicating the cumulative amount of the detected temperature T1 and the pressure roller detected temperature T3 detected by the
Q = {c * T1 (start) + τ * T3 (start)}
+ ∫ {κ (T1 + T3)} dt (4)
T1 (start): Temperature detected by the
T3 (start): temperature detected by the pressure roller immediately after the
c, τ, κ: constant As a characteristic of the roller temperature cumulative index Q obtained by this equation, as shown in FIG. 20, when the value is a predetermined value Q S (for example, c = τ = 0.5, κ = 5000). The experimental result shows that the time S when Q S = 100) and the time when the ambient temperature T2 of the
この実験結果は、下記する各項目に示す、
(1)ハロゲンランプ53が熱を発生する(入力)過程、
(2)加熱ローラ21及び加圧ローラ22に伝達され、その熱が熱伝達または熱輻射を通して定着器内部温度や定着器カバー温度を上昇させる過程、
(3)通紙時に加熱ローラ21や加圧ローラ22から用紙が熱を奪う、また図示せぬ冷却用ファンにより定着器500の熱が奪われる(出力)過程、
という各過程が、定着器カバーや定着フレーム内部温度(周囲温度T2)の上昇を、結果的に加熱ローラ温度と加圧ローラ温度の累積に近い形で表しているためと考えられる。
The results of this experiment are shown in the following items.
(1) Process in which the
(2) A process in which the heat is transmitted to the
(3) A process in which the paper takes heat from the
This is considered to be because each process described above represents an increase in the internal temperature (ambient temperature T2) of the fixing device cover and the fixing frame in a form close to the accumulation of the heating roller temperature and the pressure roller temperature.
図20が示す実験例では、定着器500の室温状態(冷間状態)でハロゲンランプ53の電源をオンしてQの値を算出している。このため、例えば、最初のハロゲンランプ53の電源オン時の、非接触型サーミスタ54による検出温度T1(start)が25℃、加圧ローラ検出温度T3(start)が25℃であれば、この時のローラ温度累積指数Qの初期値は(25+25)/2=25<QS=100となる。このように、求めたローラ温度累積指数Qが所定の値QSより小さい場合、前記した実施の形態3で示した式(3)
T[℃]=T1[℃]+a*T3(N)[℃]+b
によって表面算出温度Tを求める冷間温度補正を実行する。
In the experimental example shown in FIG. 20, the value of Q is calculated by turning on the
T [° C.] = T 1 [° C.] + A * T 3 (N) [° C.] + B
The cold temperature correction for calculating the surface calculated temperature T is executed by
一方、完全に定着器500が温まった温間状態でハロゲンランプ53の電源をオンした場合、例えば、非接触型サーミスタ54での検出温度T1(start)が180℃、加圧ローラ検出温度T3(start)が100℃であれば、この時のローラ温度累積指数Qの初期値は(180+100)/2=140>100となる。このように、求めたローラ温度累積指数Qが所定の値QS以上の場合、後述する温間温度補正を実行する。
On the other hand, when the power of the
この温間温度補正を実行する場合においても、非接触型サーミスタ54の検出温度T1と、実際の加熱ローラ表面温度T0の関係は、
T0[℃]=T1[℃]+T4[℃]
であるが、図20に示すように、時間Sを経過して非接触型サーミスタ54の周囲温度T2が飽和する温間領域にあっては、検出温度差T4が略一定の補正定数dとなる。そこで、この温間温度補正時には、実際の表面温度T0を演算によって求めるため、その表面算出温度Tを下式(5)によって求める。
T[℃]=T1[℃]+d[℃] ・・・(5)
d:実験的に求められる定数
Even when this warm temperature correction is executed, the relationship between the detected temperature T1 of the
T0 [° C.] = T1 [° C.] + T4 [° C.]
However, as shown in FIG. 20, in the warm region where the ambient temperature T2 of the
T [° C.] = T 1 [° C.] + D [° C.] (5)
d: Constant determined experimentally
以上のように、本実施の形態では、ローラ温度累積指数Qを求め、これによって周囲温度T2が飽和して安定する温間状態にあるか、温間状態に達しない冷間状態にあるかを判断し、各状態に適した演算により表面算出温度Tを求める。 As described above, in the present embodiment, the roller temperature cumulative index Q is obtained, and thereby whether the ambient temperature T2 is saturated and stable, or whether it is in a cold state that does not reach the warm state. Judgment is made, and the surface calculation temperature T is obtained by calculation suitable for each state.
尚、ハロゲンランプ53の電源がオンされた際の検出温度補正は、上記したように行なわれるが、画像形成装置における一連の印刷過程において、印刷動作が所定期間行われない場合、装置は待機状態へと移行する。この場合には、次の印刷動作開始時(即ち、温度制御開始時)に非接触型サーミスタ54での検出温度T1及び加圧ローラ検出温度T3がそれぞれT1(start)、T3(start)として測定され、冷間温度補正のスタートか、温間温度補正のスタートかが判断される。
The detected temperature correction when the power of the
図21,22は、上記したように、式(4)で求めたローラ温度累積指数Qに基いて選択される、式(3)或いは(5)で求めた表面算出温度Tを得て、印刷制御部504(図15)によって行われる定着器500の温度制御の流れを示すフローチャートである。以下このフローチャートを参照しながら定着器500の温度制御方法について説明する。
21 and 22, as described above, the surface calculated temperature T obtained by the equation (3) or (5) selected based on the roller temperature cumulative index Q obtained by the equation (4) is obtained and printed. 16 is a flowchart showing a flow of temperature control of the fixing
印刷制御部504(図15)は、上位装置から印刷制御コマンド(印刷開始命令)を受信することによって定着温度制御を開始し、先ず非接触型サーミスタ54での検出温度T1(start)及び加圧ローラ検出温度T3(start)を検出して記憶する(ステップS201)。次に温度制御の実施間隔を定めるためにタイマが計測する実施間隔時間Tm(例えばTm=400ms)を定着制御部116内にあるタイマ116aに設定すると共に、印刷媒体の種類(厚紙、薄紙、OHP等)、印刷条件(カラー印刷、モノクロ印刷)により定着温度を決定し、決定した温度を定着目標温度として定着制御部116内にあるレジスタ116bに設定する(ステップS202)。
The print control unit 504 (FIG. 15) starts the fixing temperature control by receiving a print control command (print start command) from the host device. First, the detected temperature T1 (start) and pressurization by the
次に加熱ローラ21のヒータであるハロゲンランプ53に通電してこれをオン状態とする(ステップS203)。その後、非接触型サーミスタ54の検出温度T1を検出し、この検出温度T1が所定の温度(回転開始温度)に達するまで、検出温度T1の検出を繰り返す(ステップS204,205)。尚、この所定の温度(回転開始温度)とは、加熱ローラ21に付着したトナーを溶融した後、加熱ローラ21を回転する為に予め設定された温度である。検出温度T1が、この所定の温度に達した段階で、定着器モータ122を回転駆動して、加熱ローラ21及び加圧ローラ22をそれぞれ矢印方向に回転させ、更に加圧ローラ22の表面温度を均すための時間(N秒)経過を確認する(ステップS206)。
Next, the
次にタイマ116aをスタートさせ(ステップS207)、計測時間が予め設定した実施間隔時間Tm(ここでは400ms)に達した時点でタイマを停止し(ステップS208,209)、非接触型サーミスタ54の検出温度T1、及び接触型サーミスタ501の検出温度T3を取り込む(ステップS210)。そして、前記した式(4)
Q={c*T1(start)+τ*T3(start)}
+∫{κ(T1+T3)}dt
を演算し、ローラ温度累積指数Qを算出する(ステップS211)。
Next, the
Q = {c * T1 (start) + τ * T3 (start)}
+ ∫ {κ (T1 + T3)} dt
To calculate the roller temperature cumulative index Q (step S211).
ここで、ローラ温度累積指数Qが100より大きいか否かを判断し(ステップS212)、100より小さい場合には、前記した式(3)
T[℃]=T1[℃]+a*T3(N)[℃]+b
に基づいて加熱ローラ21の表面算出温度Tを算出し(ステップS213)、ローラ温度累積指数Qが100以上の場合、前記した式(5)
T[℃]=T1[℃]+d[℃]
に基づいて加熱ローラ21の表面算出温度Tを算出する(ステップS214)。
Here, it is determined whether or not the roller temperature cumulative index Q is larger than 100 (step S212).
T [° C.] = T 1 [° C.] + A * T 3 (N) [° C.] + B
Based on the above, the surface calculated temperature T of the
T [° C.] = T 1 [° C.] + D [° C.]
Based on the above, the calculated surface temperature T of the
次に、算出した表面算出温度Tと予め設定した定着目標温度とを比較し(ステップS215)、定着目標温度を下回っている場合はハロゲンランプ53をオンし(ステップS216)、定着目標温度を超えている場合はハロゲンランプ53をオフする(ステップS217)。次に印刷動作終了か否かを判定し(ステップ218)、印刷動作が継続される場合はステップS207に戻って同様に動作を繰り返し、印刷動作を終了する場合には、ハロゲンランプ53をオフすると共に定着器モータ122の回転を停止して(ステップ219)、定着温度制御動作を終了する。尚、ステップS218における印刷動作終了の判断は、例えば記録媒体205の後端をセンサ(図示せず)で検出して記録媒体205の排出動作を検出すると共に、次の印刷データがないことを確認して判断する。
Next, the calculated surface calculated temperature T is compared with a preset fixing target temperature (step S215), and if it is below the fixing target temperature, the
以上のように、本実施の形態4の定着装置によれば、ローラ温度累積指数Qを求め、これによって周囲温度T2が飽和して安定する温間状態にあるか、温間状態に達しない冷間状態にあるかを判断し、各状態に適した演算により表面算出温度Tを求めることにより、より高精度な検出温度補正が可能となる。 As described above, according to the fixing device of the fourth embodiment, the roller temperature cumulative index Q is obtained, so that the ambient temperature T2 is saturated and stabilized, or the cooling that does not reach the warm state is reached. It is possible to correct the detected temperature with higher accuracy by determining whether the temperature is in the intermediate state and obtaining the surface calculated temperature T by calculation suitable for each state.
実施の形態5.
本実施の形態の定着装置が、前記した実施の形態3の定着装置と異なる点は、印刷制御部504での信号処理方法である。従って、本実施の形態の定着装置の信号処理方法を説明するにあたって、図14の定着器500の要部断面図、及び図15の画像形成部505の制御系統の構成を示すブロック図を参照し、共通する部分についてはここでの説明は省略して異なる点を重点的に説明する。尚、本実施の形態における印刷制御部は、実施の形態3の印刷制御部504と信号処理の方法が異なるものであるが、便宜上同符号を付して説明する。
The difference between the fixing device of the present embodiment and the fixing device of the third embodiment is a signal processing method in the
前記した実施の形態4の定着装置では、ローラ温度累積指数Qを算出して、冷間時/温間時での温度補正方法を切り替える制御を行った。しかしながら、冷間状態時にハロゲンランプの電源を瞬断し、即座に電源を入れ直したときの各ローラ温度が、例えば加熱ローラ21の非接触型サーミスタ54による検出温度T1(start)=170℃、加圧ローラ検出温度T3(start)=50℃の場合、この時点でのローラ温度累積指数Qの初期値は、(4)式において(170+50)/2=110(c=τ=0.5のとき)であり、所定の値100(QS:c=τ=0.5、κ=5000のとき)以上となる。
In the fixing device of the fourth embodiment described above, the roller temperature cumulative index Q is calculated, and control is performed to switch the temperature correction method between the cold time and the warm time. However, when the power supply of the halogen lamp is momentarily cut off in the cold state and immediately turned on again, the temperature of each roller is, for example, a detected temperature T1 (start) = 170 ° C. by the
従って、このような場合、本来冷間温度補正を実行すべきところが温間温度補正を実行してしまう。このような誤判定は、仮に実験的にc、τの定数に重み付けを行なって最適な値にしても、あらゆるケースを想定した場合、完全に防止することは難しく、別の判断基準を考慮しなければならない。本実施の形態は、これらの誤判定を防ぐための新たな判断基準を加えるものであり、その一例を以下に説明する。 Therefore, in such a case, the place where the cold temperature correction should be performed originally executes the warm temperature correction. Such misjudgment is experimentally weighted to constant c and τ, and even if it is set to an optimal value, it is difficult to completely prevent it in all cases, and another judgment criterion is considered. There must be. The present embodiment adds a new criterion for preventing these erroneous determinations, and an example thereof will be described below.
図23は、定着器500を用いて行なった実験の結果を示すグラフであり、同図(a)は冷間状態時に定着器モータ122(図15参照)を回転状態から停止状態にしたときの加圧ローラ検出温度T3の変化を表し、同図(b)は、温間時に定着器モータ122を回転状態から停止状態にしたときの加圧ローラ検出温度T3の変化を表す。尚、この時の回転時間は20秒程度であり、また、定着器モータ122が回転するに際して、加熱ローラ21は前記した回転開始温度に達しているものとする。
FIG. 23 is a graph showing the results of an experiment performed using the
同図の各グラフから明らかなように、加圧ローラ22(図14参照)は、その回転時においては、熱源を持つ加熱ローラ21から熱を奪うためその検出温度T3が上昇するが、定着器モータ122を停止させて回転が停止すると、加熱ローラ21との接合部から所定距離だけ離れて設置された接触型サーミスタ501で検出する部分の加圧ローラ表面温度、即ち加圧ローラ検出温度T3は低下する。
As is apparent from the respective graphs in the drawing, the pressure roller 22 (see FIG. 14) takes its heat away from the
ここで、冷間状態時及び温間状態時において、定着器モータが停止してからΔt秒経過後の加圧ローラ検出温度T3の温度の低下幅ΔT3を、ΔT3A(冷間状態時)及びΔT3B(温間状態時)とすると、
ΔT3A>ΔT3B
となり、冷間状態時における定着器モータ停止後の加圧ローラ22の温度の落ち込みの方が大きいことがわかる。これは、温間状態時ほど加圧ローラ22が芯から温まっているため、温度の低下が遅れるためと思われる。ここで加圧ローラ22の温度低下率ΔTを、下式(6)
ΔT=ΔT3/(T1−T3)×100[%] ・・・(6)
で求める。
Here, in the cold state and the warm state, the decrease range ΔT3 of the pressure roller detection temperature T3 after the lapse of Δt seconds from the stop of the fixing motor is expressed as ΔT3A (in the cold state) and ΔT3B. (When warm)
ΔT3A> ΔT3B
Thus, it can be seen that the temperature drop of the
ΔT = ΔT3 / (T1-T3) × 100 [%] (6)
Ask for.
図24は、式(6)で求めた加圧ローラ温度低下率ΔTと、ΔT3を検出した時点におけるローラ温度累積指数Qの初期値の関係を実験により求め、その結果を示したグラフである。同図に示すように、加圧ローラ温度低下率ΔTが30%以上の領域では、加圧ローラ温度低下率ΔTとQの初期値とは、比例関係にあり、次式(7)
Q(初期値)=−2.7×ΔT+166.7 ・・・(7)
によって、近似的に表わすことができる。加圧ローラ温度低下率ΔTが30%以上の領域では、Qが所定の値QS(例えばc=τ=0.5、κ=5000のときQS=100)より小さく、前記した冷間領域に相当する。一方、加圧ローラ温度低下率ΔTが30%以下の領域(温間領域に相当)においては、ローラ温度累積指数Qの初期値は100以上のランダムな値を示す。
FIG. 24 is a graph showing the relationship between the pressure roller temperature decrease rate ΔT calculated by the equation (6) and the initial value of the roller temperature cumulative index Q when ΔT3 is detected, and showing the result. As shown in the figure, in the region where the pressure roller temperature decrease rate ΔT is 30% or more, the pressure roller temperature decrease rate ΔT and the initial value of Q are proportional to each other.
Q (initial value) = − 2.7 × ΔT + 166.7 (7)
Can be expressed approximately. In the region where the pressure roller temperature decrease rate ΔT is 30% or more, Q is smaller than a predetermined value Q S (for example, Q S = 100 when c = τ = 0.5, κ = 5000), and the cold region described above. It corresponds to. On the other hand, in the region where the pressure roller temperature decrease rate ΔT is 30% or less (corresponding to the warm region), the initial value of the roller temperature cumulative index Q shows a random value of 100 or more.
従って、加圧ローラ温度低下率ΔTが30%以上となる領域においては、先ず上式(7)を用いてローラ温度累積指数Qの初期値を求め、この初期値を前記した式(4)の第1項{c*T1(start)+τ*T3(start)}に代えてローラ温度累積指数Qを算出する。従って、加圧ローラ温度低下率ΔTが30%以上のときは、ローラ温度累積指数Qの初期値が100より小さい値となるため、実施の形態4で説明した、式(3)を選択する冷間温度補正からスタートする。一方、加圧ローラ温度低下率ΔTが30%以下のときは、ローラ温度累積指数Qの初期値が100以上である判断し、同じく実施の形態4で説明した、式(5)を選択する温間温度補正からスタートする。 Accordingly, in the region where the pressure roller temperature decrease rate ΔT is 30% or more, first, the initial value of the roller temperature cumulative index Q is obtained using the above equation (7), and this initial value is obtained from the equation (4) described above. Instead of the first term {c * T1 (start) + τ * T3 (start)}, the roller temperature cumulative index Q is calculated. Therefore, when the pressure roller temperature decrease rate ΔT is 30% or more, the initial value of the roller temperature cumulative index Q becomes a value smaller than 100. Therefore, the cooling for selecting the formula (3) described in the fourth embodiment is performed. Start with temperature compensation. On the other hand, when the pressure roller temperature decrease rate ΔT is 30% or less, it is determined that the initial value of the roller temperature cumulative index Q is 100 or more, and the temperature for selecting the formula (5) described in the fourth embodiment is used. Start with temperature compensation.
以上のように、加圧ローラ温度低下率ΔTに基づいてローラ温度累積指数Qの初期値を設定することにより、電源を瞬断した場合においても、所望の特性を備えたローラ温度累積指数Qを生成することができ、誤動作の少ない高精度な検出温度補正が可能となる。 As described above, by setting the initial value of the roller temperature cumulative index Q based on the pressure roller temperature decrease rate ΔT, the roller temperature cumulative index Q having desired characteristics can be obtained even when the power supply is momentarily cut off. Therefore, it is possible to perform highly accurate detection temperature correction with few malfunctions.
図25は、上記したように、式(6)で求めた加圧ローラ温度低下率ΔTを新たに判定基準に加えて選択される、式(3)或いは(5)による表面算出温度Tの求め方の流れを示すフローチャートである。以下このフローチャートを参照しながら定着器500の表面算出温度Tの算出方法を説明する。
FIG. 25 shows the calculation of the surface calculated temperature T according to the formula (3) or (5), which is selected by adding the pressure roller temperature decrease rate ΔT calculated by the formula (6) as a new criterion as described above. It is a flowchart which shows the flow of this. Hereinafter, a method for calculating the surface calculation temperature T of the fixing
印刷制御部504(図15)は、上位装置から印刷制御コマンド(印刷開始命令)を受信することによって温度補正制御による表面算出温度Tの生成を開始する。先ず、定着器モータ122を一定時間(例えば20秒程度)回転させた後、この回転を停止する(ステップS301)。尚、定着器モータ122を回転するに際しては、前記したようにハロゲンランプ53がオンとなり、加熱ローラ21の表面温度が前記した回転開始温度に達しているものとする。このとき、定着器モータ122が停止してΔt秒経過後の加圧ローラ検出温度T3の低下幅ΔT3を求め、前記した式(6)によって加圧ローラ22の温度低下率ΔTを求める(ステップS302)。
The print control unit 504 (FIG. 15) starts to generate the surface calculated temperature T by the temperature correction control by receiving a print control command (print start command) from the host device. First, after the fixing
ここで、求めた温度低下率ΔTがΔT≧30であるか否かを判定し(ステップS303)、30未満であれば、直ちに温間温度補正を開始し(ステップS310)、ここで印刷を起動させて(ステップS311)、前記した式(5)によって非接触型サーミスタ54の検出温度T1を補正した加熱ローラ21の表面算出温度Tを得る。
Here, it is determined whether or not the obtained temperature decrease rate ΔT is ΔT ≧ 30 (step S303). If it is less than 30, warm temperature correction is immediately started (step S310), and printing is started here. (Step S311), the surface calculated temperature T of the
一方、ステップS303において、求めた温度低下率ΔTがΔT≧30であると判定された場合、前記した式(7)によって、この時点でのローラ温度累積指数Qの初期値を求め(ステップS304)、ここで求めたQの初期値を、前記した式(4)の第1項{c*T1(start)+τ*T3(start)}に代えて、ローラ温度累積指数Qを算出する(ステップS305)。 On the other hand, if it is determined in step S303 that the obtained temperature decrease rate ΔT is ΔT ≧ 30, the initial value of the roller temperature cumulative index Q at this time is obtained by the above-described equation (7) (step S304). The roller temperature cumulative index Q is calculated by replacing the initial value of Q obtained here with the first term {c * T1 (start) + τ * T3 (start)} in the equation (4) (step S305). ).
次にステップS305で演算したローラ温度累積指数QがQ<100か否かを判定し(ステップS306)、100より大きい場合、ステップS310に至って温間温度補正を開始し、前記したステップS311,312を経て式(5)による表面算出温度Tを得る。一方、Qが100以下であれば、ここで印刷を起動させて(ステップS307)、加熱ローラ21の回転が開始されてからN秒経過した後の加圧ローラ検出温度T3(N)を検出し(ステップS308)、前記した式(3)によって非接触型サーミスタ54の検出温度T1を補正した加熱ローラ21の表面算出温度Tを得る(ステップS309)。次に印刷動作終了か否かを判定し(ステップS313)、印刷動作が継続される場合はステップS306に戻って同様に動作を繰り返す。
Next, it is determined whether or not the roller temperature cumulative index Q calculated in step S305 is Q <100 (step S306). If it is larger than 100, step S310 is reached to start warm temperature correction, and the above-described steps S311 and 312 are performed. Then, the surface calculated temperature T according to the equation (5) is obtained. On the other hand, if Q is 100 or less, printing is started here (step S307), and the pressure roller detection temperature T3 (N) after N seconds from the start of rotation of the
尚、図25に示すフローチャートは、表面算出温度Tを得るための過程を示すものであるため、この表面算出温度Tを得て行なうハロゲンランプ53のオン/オフ制御や、タイマ動作に関するフローは除いている。
Note that the flowchart shown in FIG. 25 shows a process for obtaining the surface calculated temperature T. Therefore, the flow relating to the on / off control of the
以上のように、本実施の形態5の定着装置によれば、電源オン直後に定着器モータを所定時間回転した後の停止時における加圧ローラの温度低下率ΔT求め、この加圧ローラ温度低下率ΔTに基づいてローラ温度累積指数Qの初期値を設定することにより、電源を瞬断した場合においても、所望の特性を備えたローラ温度累積指数Qを生成することができ、誤動作の少ない高精度な検出温度補正が可能となる。 As described above, according to the fixing device of the fifth embodiment, the temperature reduction rate ΔT of the pressure roller at the time of stopping after rotating the fixing device motor for a predetermined time immediately after the power is turned on is obtained. By setting the initial value of the roller temperature cumulative index Q based on the rate ΔT, it is possible to generate the roller temperature cumulative index Q having desired characteristics even when the power supply is momentarily cut off. Accurate correction of detected temperature is possible.
11 感光体ドラム、 12 帯電ローラ、 13 露光装置、 13a LEDヘッド、 14 現像装置、 14a 現像ローラ、 15 クリーニングブレード、 16 除電装置、 21 加熱ローラ、 22 加圧ローラ、 22a 回転軸、 23 移動軸受け、 24 加圧ばね、 51 上カバー、 51a 開口、 51b 隔壁、 52 下カバー、 52a 移動ガイド部、 53 ハロゲンランプ、 54 非接触型サーミスタ、 55 センサーフレーム、 56 調整ネジ、 57 板ばね、 57a フレーム保持部、 58 支持部材、 59 閉空間、 60 カバー温度検出サ−ミスタ、 62 位置調整機構、 100 画像形成部、 101 印刷制御部、 102 I/F制御部、 103 受信メモリ、 104 画データ編集メモリ、 105 操作部、 106 各種センサ、 110 帯電電圧制御部、 111 ヘッド制御部、 112 現像電圧制御部、 113 転写電圧制御部、 114 モータ制御部、 115 搬送モータ制御部、 116 定着制御部、 116a タイマ、 116b レジスタ、 122 定着器モータ、 200 画像形成装置、 201〜204 プロセスユニット、 205 記録媒体、 206 用紙カセット、 207 ホッピングローラ、 208 ピンチローラ、 209 ピンチローラ、 210 搬送ローラ、 211 レジストローラ、 212 転写ローラ、 213 定着器、 214 排出ローラ、 215 排出ローラ、 216 ピンチローラ、 217 ピンチローラ、 218 記録媒体スタッカ部、 219 ベルト搬送装置、 220 搬送経路、 300 定着器、 301 スライド駆動機構、 302 伝達ギア、 303 作用ギア、 304 駆動軸、 310 スプリング、 311 ラックギア、 312 サーミスタ、 315 センサーフレーム、 500 定着器、 501 接触型サーミスタ、 502 センサ保持アーム、 503 固定ネジ、 504 印刷制御部、 505 画像形成部。 DESCRIPTION OF SYMBOLS 11 Photosensitive drum, 12 Charging roller, 13 Exposure apparatus, 13a LED head, 14 Developing apparatus, 14a Developing roller, 15 Cleaning blade, 16 Static elimination apparatus, 21 Heating roller, 22 Pressure roller, 22a Rotating shaft, 23 Moving bearing, 24 pressure spring, 51 upper cover, 51a opening, 51b partition, 52 lower cover, 52a moving guide part, 53 halogen lamp, 54 non-contact thermistor, 55 sensor frame, 56 adjustment screw, 57 leaf spring, 57a frame holding part , 58 support member, 59 closed space, 60 cover temperature detection thermistor, 62 position adjustment mechanism, 100 image forming unit, 101 print control unit, 102 I / F control unit, 103 reception memory, 104 image data editing memory, 1 5 operation unit, 106 various sensors, 110 charging voltage control unit, 111 head control unit, 112 developing voltage control unit, 113 transfer voltage control unit, 114 motor control unit, 115 transport motor control unit, 116 fixing control unit, 116a timer, 116b register, 122 fixing device motor, 200 image forming apparatus, 201-204 process unit, 205 recording medium, 206 paper cassette, 207 hopping roller, 208 pinch roller, 209 pinch roller, 210 transport roller, 211 registration roller, 212 transfer roller , 213 fixing device, 214 discharge roller, 215 discharge roller, 216 pinch roller, 217 pinch roller, 218 recording medium stacker unit, 219 belt transport device, 220 transport Path, 300 fuser, 301 slide drive mechanism, 302 transmission gear, 303 working gear, 304 drive shaft, 310 spring, 311 rack gear, 312 thermistor, 315 sensor frame, 500 fuser, 501 contact type thermistor, 502 sensor holding arm, 503 fixing screw, 504 printing control unit, 505 image forming unit.
Claims (7)
発熱源と、
前記発熱源によって加熱され、前記記録媒体を加熱する加熱部材と、
該加熱部材へ付勢され、前記記録媒体を加圧する加圧部材と、
前記加熱部材から離間した位置で、該加熱部材の温度を検出する第1の温度検出部材と、
前記加圧部材の温度を検出する第3の温度検出部材と、
前記第3の温度検出部材で検出された検出温度に基づいて前記第1の温度検出部材の検出温度を補正し、この補正された検出温度に基づいて前記発熱源への通電制御を行う制御手段と
を有し、
前記制御手段は、前記加熱部材の回転開始温度を設定し、前記第1の温度検出部材で検出された温度が前記回転開始温度に達したら回転を開始し、所定時間経過後、前記第3の温度検出部材で検出された検出温度に基づいて前記第1の温度検出部材の検出温度を補正することを特徴とする定着装置。 In a fixing device for fixing toner on a recording medium,
A heat source,
A heating member heated by the heat source to heat the recording medium;
A pressing member that is biased toward the heating member to pressurize the recording medium;
A first temperature detection member for detecting the temperature of the heating member at a position spaced from the heating member;
A third temperature detection member for detecting the temperature of the pressure member;
Control means for correcting the detected temperature of the first temperature detecting member based on the detected temperature detected by the third temperature detecting member, and controlling energization to the heat source based on the corrected detected temperature. And
The control means sets a rotation start temperature of the heating member, starts rotation when the temperature detected by the first temperature detection member reaches the rotation start temperature, and after the elapse of a predetermined time, A fixing device that corrects the detected temperature of the first temperature detecting member based on the detected temperature detected by the temperature detecting member.
発熱源と、
該発熱源によって加熱され、前記記録媒体を加熱する加熱部材と、
該加熱部材へ付勢され、前記記録媒体を加圧する加圧部材と、
前記加熱部材から離間した位置で、該加熱部材の温度を検出する第1の温度検出部材と、
前記加圧部材に接触する位置で、該加圧部材の温度を検出する第3の温度検出部材と、
前記第1と第3の温度検出部材の各検出温度に基づいて前記発熱源の発熱を制御する制御手段と
を有し、
前記制御手段は、前記第1の温度検出部材の周囲温度が、飽和して安定する温間状態にあるか、温間状態に達しない冷間状態にあるかを判断し、前記温間状態での温度制御と前記冷間状態での温度制御とを異なる制御とすることを特徴とする定着装置。 In a fixing device for fixing toner on a recording medium,
A heat source,
A heating member heated by the heat source to heat the recording medium;
A pressing member that is biased toward the heating member to pressurize the recording medium;
A first temperature detection member for detecting the temperature of the heating member at a position spaced from the heating member;
A third temperature detection member for detecting the temperature of the pressure member at a position in contact with the pressure member;
Control means for controlling the heat generation of the heat source based on the detected temperatures of the first and third temperature detecting members,
The control means determines whether the ambient temperature of the first temperature detection member is in a warm state where the ambient temperature is saturated and stable or in a cold state where the warm state is not reached. The fixing device is characterized in that the temperature control in the cold state and the temperature control in the cold state are different controls.
T=T1+a*T3+b (a,bは定数)
によって求めた前記加熱部材の表面算出温度Tに基づいて、前記制御を行うことを特徴とする請求項1又は2記載の定着装置。 When the detected temperature of the first temperature detecting member is T1, and the detected temperature of the third temperature detecting member is T3, the following equation is obtained: T = T1 + a * T3 + b (a and b are constants)
The fixing device according to claim 1, wherein the control is performed based on a calculated surface temperature T of the heating member obtained by the step.
T=T1+d (dは定数)
によって求めた前記加熱部材の表面算出温度Tに基づいて、前記制御を行うことを特徴とする請求項3記載の定着装置。 An accumulated value Q of the detected temperature T1 of the first temperature detecting member and the detected temperature T3 of the third temperature detecting member is obtained, and when the accumulated value Q is equal to or greater than a predetermined threshold, the following expression T = T1 + d (d Is a constant)
The fixing device according to claim 3, wherein the control is performed based on a calculated surface temperature T of the heating member obtained by the step.
ΔT=ΔT3/(T1−T3)×100
で求め、温度低下率ΔTが所定値以上の場合、前記累積値Qの初期値を
Q(初期値)=−e×ΔT+f (e,fは定数)
とすることを特徴とする請求項5記載の定着装置。 The temperature decrease rate ΔT of the detected temperature T3 is expressed by the following equation: ΔT = ΔT3 / (T1-T3) × 100
When the temperature decrease rate ΔT is not less than a predetermined value, the initial value of the cumulative value Q is Q (initial value) = − e × ΔT + f (e and f are constants)
The fixing device according to claim 5, wherein:
前記記録媒体上にトナー画像を形成するトナー画像形成手段と、
前記記録媒体上に形成されたトナー画像を定着する請求項1乃至6の何れかの定着装置と
を有することを特徴とする画像形成装置。 A recording medium conveying means for conveying the recording medium;
Toner image forming means for forming a toner image on the recording medium;
An image forming apparatus comprising: the fixing device according to claim 1 for fixing a toner image formed on the recording medium.
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