JP2014085430A - Fixing device and image forming apparatus - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、未定着画像を記録媒体上に定着させる定着装置および定着装置を備える画像形成装置に関する。 The present invention relates to a fixing device for fixing an unfixed image on a recording medium and an image forming apparatus including the fixing device.
従来の電子写真方式を用いた画像形成装置においては、未定着トナー像が転写された記録媒体を定着部材と加圧部材とで挟持しながら搬送し、熱と圧力とを加えることで未定着トナー像を記録媒体上に定着させる定着装置が広く用いられている。 In a conventional image forming apparatus using an electrophotographic system, a recording medium on which an unfixed toner image is transferred is conveyed while being sandwiched between a fixing member and a pressure member, and unfixed toner is applied by applying heat and pressure. A fixing device that fixes an image on a recording medium is widely used.
この種の定着装置として、定着部材に無端状のベルトを用いたベルト定着装置がある。図6、図7は、従来のベルト定着装置の一例を示すものである。この図に示す定着装置150は、装置筐体内に定着ローラ151、加圧ローラ152、加熱ローラ154及び定着ベルト155等を備えている。加熱ローラ154は複数のヒータからなる定着ヒータ153を内蔵し、加熱ローラ154と定着ローラ151との間に耐熱性弾性材料からなる定着ベルト155が張架され、定着ローラ151と対向する加圧ローラ152とでニップを形成している。定着ベルト155の内面にテンションローラ157が当接しており、定着ベルト155に適当な張力が付与されている。
As this type of fixing device, there is a belt fixing device using an endless belt as a fixing member. 6 and 7 show an example of a conventional belt fixing device. The
このようなベルト定着装置は、ヒートロール方式のものに比べて熱効率に優れているが、更なる立ち上げ時間短縮および消費電力低減を実現すべく、定着装置の低熱容量化が求められている。 Such a belt fixing device is superior in thermal efficiency as compared with the heat roll type, but in order to further reduce the startup time and power consumption, a reduction in the heat capacity of the fixing device is required.
そこで、加熱手段(ヒータ)を内包するパイプにベルトを摺動させながらベルトを加熱し、加圧部材とのニップに記録部材を送り込み狭持搬送しながら定着を行う定着装置が、例えば以下の特許文献等において提案されている。特開2007−334205号公報(特許文献1)、特開2008−158482号公報(特許文献2)、特開2009−003410号公報(特許文献3)。 Accordingly, a fixing device that heats the belt while sliding the belt on a pipe containing a heating means (heater), sends the recording member to the nip with the pressure member, and fixes the paper while nipping and transporting the belt is, for example, the following patent: Proposed in the literature. JP 2007-334205 A (Patent Document 1), JP 2008-158482 A (Patent Document 2), JP 2009-003410 A (Patent Document 3).
このような低熱容量化した定着装置では加熱ヒータのフィラメントも冷めやすく、特に、小サイズを印刷して中央ヒータだけ点灯していた直後に大サイズを印刷する場合、今まで冷めていた端部ヒータも点灯するため、ちらつきが出やすい。さらに被加熱部材(定着ベルト)が薄く、ヒータの点灯状態がそのまま温度として現れる傾向にあるため、特に局部加熱方式では温度制御が乱れやすい。ヒータが点灯状態にあるときに加熱部分を通過すれば温められるが、消灯状態のときに加熱部分を通過すると温めることができず周方向の温度ムラとなって現れる。特にPWM制御であるとヒータが点灯状態と消灯状態を繰り返しているため、この課題(周方向の温度ムラ)が顕著となり、さらに被加熱部材が小径であればある程、1周する時間が短くなり1周あたりの制御回数が減少するので温度制御が困難になる。定着装置を一定温度に保つために検知した温度情報から次の制御周期のヒータ点灯率を決定するフィードバック制御を行っている場合、周方向の温度ムラが大きいとそれを検知してヒータの点灯率を計算してしまい、本来の目的である定着装置を一定温度に保つという機能が著しく阻害され、温度の発散もしくは温度リップルが収束しないといったようなフィードバックループがうまく回らないことに起因する問題がたびたび起こる。 With such a low heat capacity fixing device, the heater heater filament is also easy to cool, especially when printing a large size immediately after printing a small size and only the central heater is lit, the end heater that has been cooled until now Because it lights up, it is easy for flicker. Furthermore, since the member to be heated (fixing belt) is thin and the lighting state of the heater tends to appear as the temperature as it is, the temperature control tends to be disturbed particularly in the local heating method. If the heater passes through the heating portion when the heater is in the lit state, the heater can be warmed. However, if the heater passes through the heating portion when the heater is in the unlit state, the heater cannot be heated and appears as temperature unevenness in the circumferential direction. Especially in the case of PWM control, since the heater is repeatedly turned on and off, this problem (circumferential temperature unevenness) becomes more prominent, and the smaller the heated member, the shorter the time required for one round. Therefore, since the number of times of control per round is reduced, temperature control becomes difficult. When feedback control is performed to determine the heater lighting rate of the next control cycle from the detected temperature information in order to keep the fixing device at a constant temperature, if the circumferential temperature unevenness is large, it is detected and the heater lighting rate is detected. The problem that is caused by the feedback loop such as temperature divergence or temperature ripple not working well is often disturbed because the function of keeping the fixing device, which is the original purpose, is significantly hindered. Occur.
そこで本発明は、低熱容量化した定着装置における上述の問題を解決し、温度リップルを低減して定着性を向上させ、均一な光沢を得られるとともに消費電力を低減させることのできる定着装置および画像形成装置を提供することを課題とする。 Accordingly, the present invention solves the above-described problems in a fixing device with a reduced heat capacity, reduces temperature ripples, improves fixing properties, obtains a uniform gloss, and reduces power consumption. It is an object to provide a forming apparatus.
前記の課題は、本発明により、定着部材と加圧部材とを圧接させ、未定着トナー像を担持した記録材を前記両部材間に通紙して未定着トナー像の定着を行なう定着装置であって、前記定着部材を加熱する加熱手段への通電開始時に、前記加熱手段を徐々に加熱するソフトスタート制御を用いる定着装置において、前記加熱手段への前回通電終了から次回通電開始までの非通電時間に応じて前記ソフトスタートの制御方法を変更し、該制御方法変更による実効電力の増減分を補完するように前記加熱手段への通電を行なうことにより解決される。 According to the present invention, there is provided a fixing device for fixing an unfixed toner image by pressing a fixing member and a pressure member and passing a recording material carrying an unfixed toner image between the two members. In the fixing device using soft start control that gradually heats the heating unit when the energization of the heating unit that heats the fixing member is started, the energization is not performed from the end of the previous energization to the heating unit until the next energization start. The problem is solved by changing the control method of the soft start according to the time and energizing the heating means so as to complement the increase / decrease of the effective power due to the change of the control method.
本発明の定着装置及び画像形成装置によれば、定着加熱手段への通電開始時における電圧変動とそれによる蛍光灯のちらつきなどを防ぐとともに、定着温度制御への影響を最小とすることができることによって温度リップルを低減して定着性を向上させ、均一な光沢を得られるとともに消費電力を低減させることができる。 According to the fixing device and the image forming apparatus of the present invention, it is possible to prevent voltage fluctuation at the start of energization of the fixing heating means and flickering of the fluorescent lamp and thereby minimize influence on fixing temperature control. The temperature ripple can be reduced to improve the fixability, so that uniform gloss can be obtained and the power consumption can be reduced.
以下、本発明に係る定着装置および画像形成装置について図面を参照して説明する。
図1は、本発明に係る画像形成装置の一例であるカラープリンタの概略構成を示す断面図である。この図に示すカラープリンタは、タンデム方式を採用してフルカラー画像を形成可能なカラープリンタであり、装置本体のほぼ中央部に4個の作像ユニット1(a,b,c,d)を配設している。各作像ユニット1(a,b,c,d)は扱うトナーの色がイエロー、シアン、マゼンタ、ブラックと異なるのみで構成は同一であり、以下の説明では、参照符号におけるa,b,c,dの添え字を適宜省略して説明する。
Hereinafter, a fixing device and an image forming apparatus according to the present invention will be described with reference to the drawings.
FIG. 1 is a cross-sectional view showing a schematic configuration of a color printer which is an example of an image forming apparatus according to the present invention. The color printer shown in this figure is a color printer that can form a full-color image by adopting a tandem method, and four image forming units 1 (a, b, c, d) are arranged at substantially the center of the apparatus main body. Has been established. Each image forming unit 1 (a, b, c, d) has the same configuration except that the color of the toner to be handled is different from yellow, cyan, magenta, and black. In the following description, a, b, c in reference numerals are used. , D will be omitted as appropriate.
各作像ユニット1は像担持体としての感光体ドラム2を具備している。この感光体ドラム2の周りには、帯電手段3、現像装置4、クリーニング手段5等が配置され、さらに各感光体ドラム2に対向するように中間転写ベルト7の内側に一次転写手段としての転写ローラ18が設けられている。各作像ユニット1においては、感光体ドラム2と帯電手段3及びクリーニング手段5を含む部分をプロセスカートリッジとしてプリンタ本体に着脱可能に設けている。
Each image forming unit 1 includes a photosensitive drum 2 as an image carrier. Around the photosensitive drum 2, a charging unit 3, a developing device 4, a cleaning unit 5, and the like are disposed. Further, a transfer as a primary transfer unit is provided inside the intermediate transfer belt 7 so as to face each photosensitive drum 2. A
中間転写ベルト7は、支持ローラ15a,15b等に張架され、図中反時計回りに走行駆動される。左側の支持ローラ15aの外側に位置して、中間転写ベルトをクリーニングするクリーニング装置70が配置されている。中間転写ベルト7の上方スペースには、イエロー、シアン、マゼンタ、ブラックの各色トナーを収納したトナーボトル20(a,b,c,d)が配置される。
The intermediate transfer belt 7 is stretched around the
4個の作像ユニット1が並んだタンデム作像部の下方には光書き込み装置6が配置される。この光書き込み装置6は、光源、ポリゴンミラー、f−θレンズ、反射ミラーなどの適宜適切な構成部材を有しており、各色トナーの画像データに基づいて各感光体1の表面にレーザ光を走査しながら照射する。 An optical writing device 6 is disposed below the tandem image forming unit in which the four image forming units 1 are arranged. The optical writing device 6 includes appropriate components such as a light source, a polygon mirror, an f-θ lens, and a reflection mirror, and applies laser light to the surface of each photoconductor 1 based on image data of each color toner. Irradiate while scanning.
装置本体の最下方は給紙部として構成され、記録媒体を収納する給紙トレイ50が配置されている。給紙トレイ50の右側には給紙トレイに積載された用紙を送り出す給紙ローラ51があり、分離パッド等を用いて用紙を一枚ずつに分離する。給紙ローラ51の上方(用紙搬送方向の下流側)にはレジストローラ55が設けられている。レジストローラ55の上方には、二次転写手段としての転写ローラ18が、転写対向ローラとしての支持ローラ15bに対向して設けられ、二次転写部を形成している。
The lowermost part of the apparatus main body is configured as a paper feed unit, and a
二次転写部の上側には定着装置30が設けられている。定着装置については後に詳述するが、二次転写部にて未定着トナー像が転写された記録媒体を加熱・加圧することにより定着する。定着装置30の上方には排紙ローラ60が設けられている。
A
上記のように構成されたカラープリンタにおける画像形成動作について簡単に説明する。
上記作像ユニット1の感光体ドラム2が図示しない駆動手段によって図中時計方向に回転駆動され、その感光体ドラム2の表面が帯電手段3によって所定の極性に一様に帯電される。帯電された感光体表面には、光書き込み装置6からのレーザ光が照射され、これによって感光体ドラム2表面に静電潜像が形成される。このとき、各感光体ドラム2に露光される画像情報は所望のフルカラー画像をイエロー、マゼンタ、シアン及び黒の色情報に分解した単色の画像情報である。このように形成された静電潜像に現像装置4から各色トナーが付与され、トナー像として可視化される。
An image forming operation in the color printer configured as described above will be briefly described.
The photosensitive drum 2 of the image forming unit 1 is rotated in the clockwise direction in the figure by a driving unit (not shown), and the surface of the photosensitive drum 2 is uniformly charged to a predetermined polarity by the charging unit 3. The charged photoconductor surface is irradiated with laser light from the optical writing device 6, whereby an electrostatic latent image is formed on the photoconductor drum 2 surface. At this time, the image information exposed on each photosensitive drum 2 is single-color image information obtained by separating a desired full-color image into color information of yellow, magenta, cyan, and black. Each color toner is applied from the developing device 4 to the electrostatic latent image formed in this manner, and visualized as a toner image.
また、中間転写ベルト7が図中反時計回りに走行駆動され、各作像ユニット1において一次転写ローラ8の作用により感光体ドラム2から中間転写ベルト7に各色トナー像が順次重ね転写される。このようにして中間転写ベルト7はその表面にフルカラーのトナー像を担持する。
Further, the intermediate transfer belt 7 is driven to run counterclockwise in the figure, and the respective color toner images are sequentially transferred from the photosensitive drum 2 to the intermediate transfer belt 7 by the action of the
なお、作像ユニット1のいずれか1つを使用して単色画像を形成したり、2色又は3色の画像を形成したりすることもできる。モノクロプリントの場合は、4個の作像ユニットのうち、図の一番右側の黒ユニット1dを用いて画像形成を行う。 Note that any one of the image forming units 1 can be used to form a single-color image or a two-color or three-color image. In the case of monochrome printing, image formation is performed using the rightmost black unit 1d in the drawing among the four image forming units.
そして、トナー像を転写した後の感光体ドラム表面に付着する残留トナーは、クリーニング手段5によって感光体ドラム表面から除去され、次いでその表面が除電器の作用を受けて表面電位が初期化されて次の画像形成に備える。 The residual toner adhering to the surface of the photosensitive drum after the toner image is transferred is removed from the surface of the photosensitive drum by the cleaning unit 5, and then the surface potential is initialized by the action of the static eliminator. Prepare for the next image formation.
一方、給紙トレイ50から用紙が給送され、レジストローラ55によって、中間転写ベルト7上に担持されたトナー像とのタイミングを取って二次転写位置に向けて送出される。転写バイアスが印加された二次転写ローラ18によって中間転写ベルト表面のトナー像が用紙上に一括して転写される。トナー像を転写された用紙は、定着装置30を通過するとき、熱と圧力によってトナー像が用紙に熔融定着される。定着された用紙は、排紙ローラ60により装置本体の上面に構成された排紙トレイに排出される。
On the other hand, the paper is fed from the
図2は、定着装置30の要部構成を示す断面図である。
この図に示すように、定着装置のユニット内部には、定着ベルト31、ニップ形成部材32、加圧ローラ33、パイプ状熱伝導体34、定着ヒータ35、温度検知手段36等が備えられている。
FIG. 2 is a cross-sectional view showing a main configuration of the fixing
As shown in this figure, a fixing belt 31, a nip forming member 32, a
定着ベルト31は、可撓性を有する無端ベルト(もしくはフィルム)であり、その定着ベルト31のループ内に配置されたパイプ状熱伝導体34は、薄肉金属パイプにより構成された熱伝導体であり、支持体37に取り付けられて固定支持される。パイプ状熱伝導体34の、加圧ローラ33に対向する個所は内側に凹んだ凹部として設けられ、該凹部にニップ形成部材32が装着保持される。そのニップ形成部材32に対して、定着ベルト31を間に挟んで加圧ローラ33が圧接され、定着ニップを形成している。
The fixing belt 31 is a flexible endless belt (or film), and the pipe-
パイプ状熱伝導体34の内部には、熱源としての定着ヒータ35が配設されている。本実施形態では、定着ヒータ35としてハロゲンヒータ(ハロゲンランプ)を用いている。また、図3により後述するように、本実施形態の定着ヒータ35は、発熱領域を異ならせた複数のヒータからなる。定着ヒータ35が発熱することによってパイプ状熱伝導体34を介して定着ベルト31を加熱する。
A fixing
また、加圧ローラ33は、図示しない駆動手段により図2において時計回りに回転駆動され、その加圧ローラ33によって定着ベルト31が図2において反時計回りに回転される。定着ベルト31が回転する際に、定着ベルト31はパイプ状熱伝導体34及びニップ形成部材32に摺動しながら回転する。
Further, the
定着ヒータ35は中央ヒータ35aと端部ヒータ35bに分かれており、それぞれ温度センサ36A,36Bを用いて制御される。図3に各ヒータの発熱領域を示すが、中央ヒータ35aは、用紙幅方向の中央部に対応する発熱領域(発熱電気抵抗部分)35awを有している。また、端部ヒータ35bは、用紙幅方向の両端部側に対応する二つの発熱領域(発熱電気抵抗部分)35bw,35bwを有している。転写紙のサイズによってヒータの点灯DUTYを異ならせることによって端部温度上昇を抑制し、無駄な電力を省くことができる。また一本ヒータでなく2本に分けることによりフリッカー対策としても有効である。
The fixing
大きなサイズの紙のときは中央ヒータ35aと端部ヒータ35bともに同じようなDUTYで使用するが、小サイズ転写紙では端部ヒータのDUTYを著しく下げ、無駄な部分の加熱と消費電力を抑制することができる。なお本例では、定着ベルト31の内側からパイプ状熱伝導体34によって加熱しているが、ベルトの外側から非接触加熱(ハロゲンヒータなどの輻射熱)してもよい。また、本例ではヒータの数を2本としているが、ヒータ本数を増加してもよい。
For large size paper, both the
また図3に示すように、温度検知手段36として、2つの温度センサ36A,36Bを備えており、中央ヒータ35aの発熱領域33awに対応する位置に温度センサ36Aを、また、端部ヒータ35bの一方側の発熱領域33bwに対応する位置に温度センサ36Bを、それぞれ配置している。また、本例では、温度センサ36Aとしてサーモパイルを、温度センサ36Bとして非接触サーミスタを用いている。すなわち、定着ヒータ35の中央ヒータはサーモパイルで、端部ヒータは非接触サーミスタで温度制御している。
As shown in FIG. 3, the
サーモパイルは熱電対を多数直列につないだ温接合部に対象物から放射される赤外線を集光することにより、冷接合部との温度差に応じた起電力を発生する、時間応答の良いセンサである。サーモパイル自身の温度(特に冷接合部の温度)変化を補うために雰囲気センサを持っている。 A thermopile is a sensor with good time response that generates an electromotive force according to the temperature difference from the cold junction by condensing the infrared rays radiated from the object at the hot junction where many thermocouples are connected in series. is there. It has an atmosphere sensor to compensate for changes in the temperature of the thermopile itself (especially the temperature at the cold junction).
非接触サーミスタは温度によって抵抗値が変化するサーミスタ対であり、対象物の温度を検出する検知センサと検知センサの周囲温度を検出する雰囲気センサからなっている。雰囲気センサの検出値によって検知センサの検出温度を補正できるようになっている。非接触サーミスタはサーモパイルよりも安価であるが、応答性が劣る。 The non-contact thermistor is a thermistor pair whose resistance value varies with temperature, and includes a detection sensor that detects the temperature of the object and an atmosphere sensor that detects the ambient temperature of the detection sensor. The detection temperature of the detection sensor can be corrected by the detection value of the atmosphere sensor. Non-contact thermistors are less expensive than thermopiles but are less responsive.
本例では定着ヒータを2本構成としているため温度センサを2つとしているが、ヒータをさらに増加させる場合は温度センサの数を増やしてもよい。またサーモパイルや非接触サーミスタでなくとも定着性を維持できるような温度センサがあればそれを用いてもよい。部品公差などによって定着部材と非接触センサの距離が変わってしまい、雰囲気温度の設定値からのズレが許容できない場合に、雰囲気温度が設定値に入るよう非接触センサと定着部材との距離を調整できるよう非接触センサのネジ止めの際にスペーサなどをかませてもよい。 In this example, since two fixing heaters are used, two temperature sensors are provided. However, when the number of heaters is further increased, the number of temperature sensors may be increased. Further, if there is a temperature sensor that can maintain the fixing property without using a thermopile or a non-contact thermistor, it may be used. If the distance between the fixing member and the non-contact sensor changes due to component tolerances and the deviation from the set value of the ambient temperature is unacceptable, adjust the distance between the non-contact sensor and the fixing member so that the ambient temperature falls within the set value. A spacer or the like may be inserted when the non-contact sensor is screwed.
ニップ形成部材32と加圧ローラ33は適当な面圧とニップ幅を持つように、ゴムのような弾性体かスポンジなどの発泡体を用いる。本実施例ではニップ形成部材32を10mm幅のゴム部材とし、加圧ローラ33は表面に3mmほどの厚みのゴムを用いた硬度60Hs程度で径は30mm程度である。
The nip forming member 32 and the
定着ベルト31はニッケルやSUSなどの金属ベルトかポリイミド樹脂などを用いた無端ベルト(もしくはフィルム)である。離型性を持たせるためにベルト表面はPFAやPTFEなどのフッ素樹脂層をもっている。 The fixing belt 31 is an endless belt (or film) using a metal belt such as nickel or SUS or a polyimide resin. In order to give releasability, the belt surface has a fluororesin layer such as PFA or PTFE.
パイプ状熱伝導体34のパイプには、アルミ,又は鉄,ステンレスなどの金属を用いる。実施例のパイプ状熱伝導体34は定着ベルト31よりも1mm直径の小さい円形としているが、角型や、その他の断面形状であってもよい。また、実施例では加熱手段(熱源)35はハロゲンヒータを用いているが、カーボンヒータや誘導加熱手段などでもよい。
The pipe of the pipe-shaped
以上のような構成を持つ定着装置30において、温度検知手段36の出力に応じた定着ヒータ35の点灯率を制御する(加熱手段における単位時間当たりの電力量もしくは点灯時間を制御する)ことにより、定着プロセスに必要な温度制御を行っている。
In the fixing
ところで、本実施形態の画像形成装置においては、定着ヒータ点灯時の突入電流を抑え、電圧変動(画像形成装置と同系統電源に接続されている蛍光灯などのちらつき)を抑えるために、定着ヒータの点灯開始時に徐々にヒータ点灯時間を長くしていくソフトスタートを行なっている。このソフトスタートは、フル点灯状態になる前に数ミリ秒のオーダーでヒータの点灯と消灯を繰り返し、徐々にヒータを温めた後、フル転倒状態にするというヒータの点灯のさせ方である。ソフトスタートをしないもしくはソフトスタートの時間が短いと突入電流が大きく、上記のような電圧変動を引き起こしてしまう。しかし、ソフトスタート時間を長くしすぎるとヒータ温度制御が乱れたり立ち上げ時間が遅くなったりする影響がある。 By the way, in the image forming apparatus of this embodiment, in order to suppress the inrush current when the fixing heater is turned on and to suppress voltage fluctuation (flickering of a fluorescent lamp connected to the same system power supply as the image forming apparatus), the fixing heater Soft start is performed to gradually increase the heater lighting time at the start of lighting. This soft start is a method of turning on the heater by repeatedly turning on and off the heater on the order of several milliseconds before becoming fully lit, gradually warming the heater, and then bringing the heater into a full fall state. If the soft start is not performed or the soft start time is short, the inrush current is large, causing the voltage fluctuation as described above. However, if the soft start time is too long, the heater temperature control is disturbed or the start-up time is delayed.
突入電流の大きさはヒータ温度(ハロゲンヒータのフィラメント温度)によって異なり、前回の点灯からの時間に応じてソフトスタート時間を変えることで、常に最適なソフトスタート時間を設定することが可能となり、電圧変動を抑制できる。しかし、ソフトスタートの変化によって実効電力が変わるため、実効電力の増減分を電力補完して出力する制御を行なっている。 The magnitude of the inrush current varies depending on the heater temperature (halogen heater filament temperature). By changing the soft start time according to the time from the previous lighting, it is possible to always set the optimum soft start time. Variation can be suppressed. However, since the effective power changes due to the change of the soft start, control is performed to output the complemented increase / decrease of the effective power.
図4を参照して説明を補足すると、フィードバック制御による点灯要求dutyを計算した後に、ソフトスタートで減らされた電力分を保管するように追加の点灯を行う。つまり、ソフトスタート区間では(ソフトスタートを行なっている間は)、ヒータが消灯している時間があるため、この消灯分に相当する電力を追加して補完する区間を設ける。この補完点灯区間を設けることにより、図中に示すように、「フィードバック制御による点灯要求時間」=「ソフトスタート区間内の点灯時間」+「フル点灯の時間」+「補完点灯時間」となり、ソフトスタートによる減少分を補うことができる。そして、上述したように、前回点灯からの時間(前回の点灯から次に点灯されるまでのヒータが消灯している時間=定着加熱手段に対する非通電時間)に応じてソフトスタート時間(図4のソフトスタート区間)を変える制御を行なっているので、その変更されたソフトスタート時間に対応して、「補完点灯時間」を変化させる(制御する)。 To supplement the description with reference to FIG. 4, after calculating the lighting request duty by feedback control, additional lighting is performed so as to store the power reduced by the soft start. That is, in the soft start section (while the soft start is being performed), there is a time during which the heater is turned off. By providing this supplementary lighting section, as shown in the figure, “lighting request time by feedback control” = “lighting time in soft start section” + “full lighting time” + “complementary lighting time” The decrease due to the start can be compensated. Then, as described above, the soft start time (in FIG. 4) according to the time from the previous lighting (the time during which the heater is extinguished from the previous lighting to the next lighting = the non-energization time to the fixing heating means). Since the control for changing the soft start period) is performed, the “complementary lighting time” is changed (controlled) in accordance with the changed soft start time.
ソフトスタート時間の変更は、前回点灯からの時間が短い場合はソフトスタート時間(図4のソフトスタート区間)を短く、前回点灯からの時間が長い場合はソフトスタート時間(図4のソフトスタート区間)を長くするように制御する。つまり、定着ヒータ(ハロゲンヒータの場合はフィラメント)が温まっているときにはソフトスタート区間を短くできる。 To change the soft start time, if the time since the last lighting is short, the soft start time (soft start interval in FIG. 4) is short, and if the time since the previous lighting is long, the soft start time (soft start interval in FIG. 4) Is controlled to be longer. That is, when the fixing heater (the filament in the case of a halogen heater) is warmed, the soft start interval can be shortened.
このような制御により、定着ヒータ35への突入電力を抑制して電圧変動とそれによる蛍光灯のちらつきなどを防ぐとともに、定着温度制御への影響を最小とすることができることによって温度リップルを低減して定着性を向上させ、均一な光沢を得られるとともに消費電力を低減させることができる。
Such control suppresses inrush power to the fixing
図5は、ソフトスタート時間(区間)の長短について示す模式図である。上段の(a)図は、ソフトスタート時間(区間)を長くした場合を、下段の(b)図は、ソフトスタート時間(区間)を短くした場合を示している。フル点灯区間(フル点灯の時間)は、どちらも同じである。 FIG. 5 is a schematic diagram showing the length of the soft start time (section). The upper part (a) shows the case where the soft start time (section) is increased, and the lower part (b) shows the case where the soft start time (section) is shortened. The full lighting section (full lighting time) is the same in both cases.
ソフトスタート区間を短くするには、ソフトスタートの点灯パターンはそのままで点灯回数を減らす方法や、ソフトスタートの点灯パターンを複数用意し、フィラメントが冷えている時用、少し温まっている時用、温まっている時用として使い分けるなどしてもよい。例えば、前回点灯からの消灯時間(前回の点灯から次に点灯されるまでのヒータが消灯している時間)が1秒以内のとき、消灯時間1〜10秒のとき、10秒以上経過しているとき、とで使用するソフトスタートパターンを変える方法がある。それぞれのパターンに対して点灯したい電力と実効的な電力の差分を補完して、要求どおりの電力を出力できる。 In order to shorten the soft start section, the method of reducing the number of lighting with the soft start lighting pattern as it is, or preparing multiple soft start lighting patterns, when the filament is cold, when it is slightly warm, warm You may use it properly for use. For example, when the turn-off time from the previous turn-on (the time during which the heater is turned off from the previous turn-on to the next turn-off) is within 1 second, when the turn-off time is 1 to 10 seconds, 10 seconds or more have elapsed. There is a way to change the soft start pattern used when Complementing the difference between the power to be lit and the effective power for each pattern, the required power can be output.
一方、目標温度から離れており、ヒータが100%点灯・フル点灯であるときは、ソフトスタートを入れる必要がないため電力補完をする必要がない。
また、定着部材の現在温度が目標温度から所定温度以上離れている場合は、フェールセーフのために、電力補完を行なわないようにしてもよい。これにより、定着装置への電力供給が過多になることを防ぎ、安全を図ることができる。
On the other hand, when the heater is away from the target temperature and the heater is 100% lit and fully lit, it is not necessary to perform soft start, so there is no need to supplement power.
Further, when the current temperature of the fixing member is a predetermined temperature or more away from the target temperature, the power supplement may not be performed for fail-safe. As a result, it is possible to prevent the power supply to the fixing device from being excessive and to ensure safety.
ところで、ソフトスタート時間(区間)が毎回同じだと、毎回定着部材の同じ部分がソフトスタート区間での加熱になる。しかし、ソフトスタート区間とフル点灯区間では、定着ヒータの点灯状態が異なるため、定着部材(本実施形態では定着ベルト31)の温まり方が異なる。したがって、定着部材の同じ部分が毎回ソフトスタート区間で加熱されるのは好ましくない。その点、本実施形態では、上述のように、前回点灯からの時間に応じてソフトスタート時間(区間)を変更するため、定着部材の同じ部分が毎回ソフトスタート区間での加熱になることがなく、定着部材への悪影響を抑制することができる。 By the way, if the soft start time (section) is the same every time, the same portion of the fixing member is heated in the soft start section every time. However, since the lighting state of the fixing heater is different between the soft start section and the full lighting section, the heating method of the fixing member (the fixing belt 31 in the present embodiment) is different. Therefore, it is not preferable that the same portion of the fixing member is heated in the soft start section every time. In this regard, in the present embodiment, as described above, the soft start time (section) is changed according to the time from the previous lighting, so that the same portion of the fixing member is not heated in the soft start section every time. The adverse effect on the fixing member can be suppressed.
また、定着ヒータが用紙サイズに応じた2本構成の場合(本実施形態では、定着ヒータ35は、小サイズ用紙に対応する加熱領域を有する中央ヒータ35aと、その中央ヒータの両側部分を加熱する領域を有する端部ヒータ35bの2本構成である)、小サイズ用紙を定着しているときには1本のヒータだけが(本実施形態では中央ヒータ35aだけが)点灯している。この場合、他方のヒータ(本実施形態では端部ヒータ35b)は温まっておらず、その状態から直ぐに大サイズ用紙の定着を行なった場合には、他方のヒータの突入電流による影響が発生する。
In the case where the fixing heater has two configurations corresponding to the paper size (in this embodiment, the fixing
そこで、定着ヒータが複数本構成の場合には、各ヒータ毎に前回点灯からの時間(前回の点灯から次に点灯されるまでのヒータが消灯している時間)を記憶しておき、各ヒータ毎に前回点灯からの時間に応じてソフトスタート時間(区間)を変更すると好適である。 Therefore, when there are a plurality of fixing heaters, the time from the previous lighting (the time during which the heater is turned off from the previous lighting) is stored for each heater, and each heater is stored. It is preferable to change the soft start time (section) according to the time from the previous lighting every time.
これにより、上記のような、小サイズ用紙定着後に大サイズ用紙の定着を行う印刷モードの場合に、小サイズ用紙に対応する端部ヒータ35bの消灯時間(前回点灯からの時間)が長ければ端部ヒータ35bが冷えていると判断し、ソフトスタート時間(区間)を通常よりも長くなるように制御する。そのため、蛍光灯のちらつきなど、突入電流による影響を抑制できる。また、小サイズ用紙に対応する端部ヒータ35bの消灯時間(前回点灯からの時間)が短い場合には、ソフトスタート時間(区間)を通常よりも短くし、定着温度制御への影響を最小にすることができる。
As a result, in the print mode in which the fixing of the large size paper is performed after the fixing of the small size paper as described above, if the
また、ソフトスタート時間(区間)の最小値と最大値を設定しておくと、安全を期すことができるため好適である。
また、実効電力の増減分を補完する場合の、補完電力の最小値と最大値を設定しておくことも、安全を期すことができるため好適である。
In addition, it is preferable to set the minimum value and the maximum value of the soft start time (section) because safety can be ensured.
It is also preferable to set the minimum value and the maximum value of the complementary power when complementing the increase / decrease of the effective power because safety can be ensured.
また、定着ヒータ35へ印加される電圧を検知する電圧検知手段を備え、この電圧検知手段で検知した前記加熱手段への入力電圧に応じてソフトスタート時間(区間)を変更するようにしてもよい。これにより、ヒータへの入力電圧に応じたソフトスタートにより適切な電力補完を行なうことができる。また、蛍光灯のちらつきなどを防止することができる。
Further, voltage detection means for detecting the voltage applied to the fixing
以上、本発明を図示例により説明したが、本発明はこれに限定されるものではない。例えば、ヒータの本数やヒータの位置(ベルトループの内側、外側)などは適宜設定できるものである。ヒータの発熱領域の配置なども任意である。また、加圧側に加熱手段を有していても良い。 As mentioned above, although this invention was demonstrated by the example of illustration, this invention is not limited to this. For example, the number of heaters and heater positions (inside and outside of the belt loop) can be set as appropriate. Arrangement of the heating area of the heater is also arbitrary. Moreover, you may have a heating means in the pressurization side.
また、ソフトスタート時間(区間)の長さや、それを変更する場合の変更程度などは適宜設定できるものである。ソフトスタートのパターンも適宜なものを採用可能である。
画像形成装置における作像部の構成なども任意であり、タンデム作像部における色の並び順等は任意である。タンデム方式以外の構成も可能である。また、カラー画像形成装置に限らず、モノクロ装置にも本発明を適用することができる。もちろん、画像形成装置としてはプリンタに限らず、複写機やファクシミリ、あるいは複数の機能を備える複合機等、任意の形態を採用可能である。
Further, the length of the soft start time (section) and the degree of change when changing the soft start time (section) can be set as appropriate. Any appropriate soft start pattern can be used.
The configuration of the image forming unit in the image forming apparatus is also arbitrary, and the order of colors in the tandem image forming unit is arbitrary. Configurations other than the tandem method are also possible. Further, the present invention can be applied not only to a color image forming apparatus but also to a monochrome apparatus. Of course, the image forming apparatus is not limited to a printer, and any form such as a copying machine, a facsimile machine, or a multifunction machine having a plurality of functions can be adopted.
1 作像ユニット
2 感光体ドラム
7 中間転写ベルト
30 定着装置
31 定着ベルト(定着部材)
32 ニップ形成部材
33 加圧ローラ
34 、パイプ状熱伝導体
35 定着ヒータ
35a 中央ヒータ
35b 端部ヒータ
36 温度検知手段
36A 中央温度センサ
36B 端部温度センサ
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Image forming unit 2 Photosensitive drum 7
32 nip forming
Claims (9)
前記加熱手段への前回通電終了から次回通電開始までの非通電時間に応じて前記ソフトスタートの制御方法を変更し、該制御方法変更による実効電力の増減分を補完するように前記加熱手段への通電を行なうことを特徴とする定着装置。 A fixing device for fixing an unfixed toner image by pressing a fixing member and a pressure member and passing a recording material carrying an unfixed toner image between the two members, and heating the fixing member In the fixing device using soft start control that gradually heats the heating unit when energization to the heating unit is started,
The soft start control method is changed according to the non-energization time from the end of the previous energization to the heating means to the next energization start, and the heating means is supplied to the heating means so as to complement the increase / decrease in effective power due to the control method change. A fixing device that is energized.
前記各加熱手段ごとに前記非通電時間を記憶しておき、各加熱手段の前記非通電時間に応じて各加熱手段のソフトスタート制御方法を変更することを特徴とする、請求項1に記載の定着装置。 The heating means comprises a plurality of heating means having a heating region according to the size of the recording material,
The non-energization time is stored for each heating means, and the soft start control method of each heating means is changed according to the non-energization time of each heating means. Fixing device.
前記非通電時間が短い場合は前記ソフトスタートを行なう時間を短く、前記非通電時間が長い場合は前記ソフトスタートを行なう時間を長くするように制御することを特徴とする、請求項1〜3のいずれか1項に記載の定着装置。 The soft start control method change is a change in the time for performing the soft start,
The time for performing the soft start is shortened when the non-energization time is short, and the time for performing the soft start is prolonged when the non-energization time is long. The fixing device according to claim 1.
An image forming apparatus comprising the fixing device according to claim 1.
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