JP2014228677A - Image forming apparatus - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、定着装置および該定着装置を搭載した複写機、プリンタ、ファクシミリ、又はそれらの少なくとも2つの機能を有する複合機等の画像形成装置に関するものである。 The present invention relates to a fixing device and an image forming apparatus such as a copying machine, a printer, a facsimile machine, or a multifunction machine having at least two functions thereof.
上記形式の画像形成装置では、電子写真記録・静電記録・磁気記録等の画像形成プロセスにより、画像転写方式もしくは直接方式により未定着トナー像が記録媒体シート・印刷紙・感光紙・静電記録紙などの記録媒体に形成される。未定着トナー像を定着させるための定着装置としては、安全性や高速機への対応性等の観点から熱ローラ方式が広く採用されている。 In the image forming apparatus of the above-mentioned type, an unfixed toner image is formed on a recording medium sheet, printing paper, photosensitive paper, electrostatic recording by an image transfer method or a direct method by an image forming process such as electrophotographic recording, electrostatic recording, and magnetic recording. It is formed on a recording medium such as paper. As a fixing device for fixing an unfixed toner image, a heat roller system is widely used from the viewpoint of safety, compatibility with high speed machines, and the like.
しかしながら、熱ローラ方式は定着ローラの芯金が金属製であり熱容量が大きいため、所定の定着温度に達するまでに数分の時間がかかる。このため、非使用時でも定着ローラをある程度の温度に維持する待機時余熱により、消費エネルギーが多いという問題があった。 However, in the heat roller system, since the core of the fixing roller is made of metal and has a large heat capacity, it takes several minutes to reach a predetermined fixing temperature. For this reason, there is a problem that energy consumption is high due to standby heat that maintains the fixing roller at a certain temperature even when not in use.
省エネルギーを実現する定着装置としては、ベルト及びフィルム方式がよく用いられている。例えば、特許文献1には薄肉円筒状の耐熱性フィルムに接触する板状加熱手段と、加圧ローラでフィルムと記録材を密着させるように挟み込み、熱エネルギーを記録材に与える構成の定着装置が記載されている。かかる定着装置はフィルムが約100μm程度と薄いため、実質的に立ち上げ時間は熱容量の小さい板状加熱手段の温度を上昇させるだけで済むため、立ち上がり時間を短縮でき、予熱電力を削減できる。
A belt and film system is often used as a fixing device for realizing energy saving. For example,
さらに、特許文献1の定着装置では記録材上に形成された画像に合わせ、加熱手段の制御温度、加熱域を変化させ、非画像領域のへのエネルギー供給を削減することで、省エネルギーを可能とする構成が開示されている。
Furthermore, the fixing device of
また、特許文献2にはサーマルヘッドの発熱体の素子ごとの温度を測定して適正な熱を供給することで、周囲温度の影響も考慮し、かつ紙面上のトナー部分にのみ熱を加える構成が開示されている。 Japanese Patent Application Laid-Open No. 2004-228561 is configured to measure the temperature of each element of the heating element of the thermal head and supply appropriate heat so that the influence of the ambient temperature is taken into consideration and only the toner portion on the paper is heated. Is disclosed.
また、特許文献3には通紙時の余分なエネルギーを削減、ランニングコストの低減を目的に、画像情報に基づいて加熱手段の加熱割合を可変にする手段を有する定着装置について開示されている。かかる定着装置は外部から加熱することで定着ローラ表層近傍に蓄熱した熱でトナー溶融を行うことで、定着ローラ全体を加熱する内部加熱方式に比べて立ち上がり時間が短く、エネルギーロスが少ないという利点がある。さらに、特許文献3には記録材の搬送方向と直交する方向に加熱手段が分割され、加熱手段それぞれが、定着設定温度とそれよりも低い低温設定温度を有し、非画像部は低温設定温度で制御することで、エネルギーを削減する構成が開示されている。
かかる技術では定着部材を用い画像領域を選択的に加熱し、非画像領域の温度を下げることで省エネにしている。しかし、定着部材の幅方向である長手方向の中心に対して非対称な画像情報の場合、前記画像情報を元に選択的に加熱された定着部材の長手方向には非対称な熱量が供給される。このため、定着部材の長手方向左右の熱量蓄積に偏差が生じるという問題があった。そして、このような偏差が大きくなると、その温度偏差に起因して定着部材が長手方向のどちらか一方へ移動してしまう定着部材に寄りが生じる課題がある。 In such a technique, an image area is selectively heated using a fixing member, and energy is saved by lowering the temperature of the non-image area. However, in the case of image information that is asymmetric with respect to the center in the longitudinal direction, which is the width direction of the fixing member, an asymmetric amount of heat is supplied in the longitudinal direction of the fixing member that is selectively heated based on the image information. For this reason, there has been a problem that a deviation occurs in the heat accumulation in the right and left of the fixing member in the longitudinal direction. When such a deviation increases, there is a problem in that the fixing member moves toward one of the longitudinal directions due to the temperature deviation.
本発明は、上記した従来の問題を解消し、画像情報による加熱手段の点灯に加えて、定着部材の長手方向の温度偏差が生じにくい定着装置及び該定着装置を用いる画像形成装置を提供することを課題している。 The present invention solves the above-described conventional problems, and provides a fixing device in which a temperature deviation in the longitudinal direction of a fixing member hardly occurs in addition to lighting of a heating unit based on image information, and an image forming apparatus using the fixing device. It is a problem.
上記課題を解決するため、本発明は、未定着画像に接触し、かつ回転する定着部材と、該定着部材との間で定着ニップを形成する加圧部材と、前記定着部材を通電により加熱する加熱手段と、該加熱手段を制御する加熱制御手段を有し、未定着画像を担持したシート状の記録材を上記定着ニップに通して定着を行う定着装置であって、前記加熱手段は記録材搬送方向と直交する方向に分割された加熱能力が同等の複数の加熱領域を有するとともに、前記加熱制御手段は前記未定着画像が前記記録材上に形成される画像領域に応じて各加熱領域を独立して制御することで定着部材の温度を制御するとともに、画像領域に接触する定着部材の温度を高、非画像領域に接触する定着部材の温度を低に制御する定着装置において、各加熱領域に通電された各累計時間が記憶され、加熱領域の1つは別の割付された加熱領域と比較して、前記一定時間内の通電累積時間の最大値と最小値の差がある閾値以下となるように、割付された加熱領域内の通電時間を調整する制御を有することを特徴とする定着装置を提案する。 In order to solve the above problems, the present invention provides a fixing member that contacts and rotates with an unfixed image, a pressure member that forms a fixing nip between the fixing member, and the fixing member is heated by energization. A fixing device having a heating means and a heating control means for controlling the heating means, and fixing the sheet-like recording material carrying an unfixed image through the fixing nip, wherein the heating means is a recording material The heating control means has a plurality of heating areas divided in the direction orthogonal to the conveying direction and having the same heating capacity, and the heating control means determines each heating area according to an image area where the unfixed image is formed on the recording material. In the fixing device that controls the temperature of the fixing member by independently controlling the temperature of the fixing member that contacts the image area, and controls the temperature of the fixing member that contacts the non-image area to be low. Energized In addition, each accumulated time is stored, and one of the heating areas is compared with another assigned heating area so that the difference between the maximum value and the minimum value of the energized accumulation time within the predetermined time is below a certain threshold value. The present invention proposes a fixing device having a control for adjusting the energization time in the assigned heating region.
本発明によれば、画像情報による加熱手段の点灯によって省エネルギー化を実現しつつ定着部材の長手方向左右の熱量蓄積に偏差が生じるという問題を解消することができる。 According to the present invention, it is possible to solve the problem that a deviation occurs in the accumulation of heat in the longitudinal direction of the fixing member while realizing energy saving by turning on the heating means based on image information.
以下、本発明の実施の形態を添付図面にしたがって説明する。
図1は、本発明の定着装置が用いられる画像形成装置としてのプリンタの一例を示す概略図である。ここに示されるプリンタは、像担持体としての感光体ドラム1を備え、該感光体ドラム1の周りには、時計方向の回転方向順に、帯電手段、光書き込み部、現像手段、転写手段、クリーニング手段等が配置されている。この感光体ドラム1が図示していない駆動手段によって時計方向に回転駆動されるとき、帯電手段としての帯電ローラ2によって表面が均一に帯電される。この帯電部分が光書き込み部3に達すると、図示しない露光手段によりミラー3aに介した露光光が照射され、作成すべき画像に対応した静電潜像が形成される。形成された静電潜像が現像位置に達すると、現像ローラ4aを備えた現像手段4により可視像化されてトナー像となる。そして、トナー像は転写チャージャー5aを備えた転写手段5が対向する位置に到来する。なお、転写手段5は転写チャージャー5aに限らず、転写ローラ、転写ブラシ、転写ベルト等で構成されたものを用いることができる。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.
FIG. 1 is a schematic view showing an example of a printer as an image forming apparatus in which the fixing device of the present invention is used. The printer shown here includes a
本実施形態において、上記感光体ドラム1の下方に給紙手段10が配置されている。給紙手段10は、シート状の記録材としての用紙Pが積載状態で収容される給紙トレイ11と、給紙トレイ11に収容された用紙Pを最上のものから順に1枚ずつ分離して送り出す給紙コロ12等を有している。
In the present embodiment, a sheet feeding means 10 is disposed below the
給紙コロ12によって送り出された用紙Pは対をなすタイミング搬送ローラ13(以下、タイミングローラという。)を介して感光体ドラム1に搬送される。その際、用紙Pはタイミングローラ13に突き当てられて一旦停止され、姿勢ずれを矯正された後、感光体ドラム1の回転に同期するタイミングで送り出される。すなわち、感光体ドラム1上に形成されたトナー像の先端と用紙Pの搬送方向先端部の所定位置とが一致するタイミングでタイミングローラ13により転写部へ送られる。
The paper P delivered by the
転写部では、同部に進入してきた用紙P上に転写手段5による転写バイアス印加により転写される。トナー像が転写された用紙Pは定着装置20へ向けて搬送され、定着装置20で定着された後、図示しない排紙トレイへ排出・スタックされる。一方、転写後の感光体ドラム1上にはトナーが残留することが避けられず、この残留トナーは感光体ドラム1の回転に伴ってクリーニング手段14を通過する間にクリーニングブレード15により掻き落とされて清掃される。その後、感光体ドラム1上の残留電位が図示しない除電手段により除去され、次の作像工程に備えられる。
In the transfer portion, the image is transferred onto the paper P entering the same portion by applying a transfer bias by the transfer means 5. The paper P on which the toner image has been transferred is conveyed toward the
図2は、本発明の一実施形態を示す定着装置の断面説明図、図3はその定着装置の加熱手段を説明する説明図である。
図2において、本実施形態の定着装置20は定着部材としての定着ローラ21と、該定着装置定着装置定着ローラと対向して配置され、圧接されて定着ニップSNを形成する加圧部材としての加圧ローラ22とを備える。さらに、定着装置20は定着ローラ21を外側から加熱するサーマルヒータ23として構成された加熱手段を備えている。
FIG. 2 is an explanatory cross-sectional view of a fixing device showing an embodiment of the present invention, and FIG. 3 is an explanatory diagram for explaining a heating unit of the fixing device.
In FIG. 2, the fixing
サーマルヒータ23は、図3に示すように、用紙Pの幅方向に配置された複数(本実施形態では7つ)のヒータからなる加熱領域Rを有しており、各ヒータはそれぞれ独立して定着ローラ21を加熱可能となっている。定着ローラ21には定着ニップSNの回転方向下流でサーマルヒータ23よりも上流に表面温度を検知する温度検知手段としてのサーミスタ24が配置され、さらにサーマルヒータ23の温度を検知するサーミスタ25が設けられている。サーミスタ24、25の検知情報は外部に設けた加熱制御部26に送られ、加熱制御部26はサーミスタ24、25の検知情報に基づいて加熱制御部26が電源27のサーミスタ24、25への通電を制御する。なお、本例の加熱制御部26は、CPU、ROM、RAM、I/Oインターフェース等を包含するマイクロコンピュータである。
As shown in FIG. 3, the
上記定着ローラ21は、外径が40mmで厚みが1mmのアルミニウム製の芯金21aと、この芯金21aの表面に被覆された断熱層21bを有している。断熱層21bはシリコンゴムで形成されており厚みは3mmである。断熱層21bは、その断熱機能をより高めるために、熱の逃げが少ない発泡シリコンゴムで形成してもよい。定着ローラ21の断熱層21bの上にはニッケルからなる良熱伝導層21cが形成されているが、この良熱伝導層21cは、ニッケルに限らず、ステンレスなどの鉄系合金、アルミニウムや銅などの金属系、グラファイトシート等、熱伝導性が少なくとも断熱層21bに高ければよい。定着ローラ21に良熱伝導層21cを形成することで、サーマルヒータ23の発熱むらによる定着ローラ21の表面温度の局部的な温度むらが低減される。また、良熱伝導層21cの機能によって、サーマルヒータ23が加熱する領域よりもやや広い領域の温度が上昇するため、若干の画像とのずれを補償することができるという利点もある。
換言すれば、サーマルヒータ23を構成する各ヒータの大きさや間隔等の設定において設計自由度が大きいという利点がある。また定着ローラ21の耐久性を高め、離型性を確保するために、断熱層21bの表面にPFAやPTFE等のフッ素系樹脂による厚みが5〜30μmの離型層を形成してもよい。
The fixing
In other words, there is an advantage that the degree of freedom in design is large in setting the size and interval of each heater constituting the
加圧ローラ22は、外径が40mmで厚みが2mmの鉄製の芯金22aと、この芯金22aの表面に被覆された弾性層22bを有している。弾性層22bはシリコンゴムで形成されており厚みは5mmである。弾性層22bの表面には、離型性を高めるために厚みが40μm程度のフッ素樹脂層を形成するのが望ましい。なお、加圧ローラ22は図示しない付勢手段により定着ローラ21に圧接されている。また、サーマルヒータ23も図示しない付勢手段により定着ローラ21の表面に押し当てられている。
The
次に、省エネルギー化を実現できるサーマルヒータ23の制御方法について説明する。
図4は、本発明に係る定着装置20の制御の基本動作について説明する図、図5は用紙P上に、搬送方向と垂直な定着ローラ21の幅方向である長手方向に、画像領域c、非画像領域dが存在する画像形成パターンを示したものである。
Next, a control method of the
FIG. 4 is a diagram for explaining the basic operation of the control of the fixing
加熱制御部26は、用紙Pに画像を形成するための画像情報に基づいて、サーマルヒータ23の加熱割合を変化させており、その制御動作の一例を以下に示す。
図4において、用紙P上に、その搬送方向の先端側から順に、縦画像領域a、縦非画像領域b、縦画像領域cが存在する画像形成パターンを示している。縦画像領域aと縦画像領域a’では定着が必要であるが、縦非画像領域bでは定着対象のトナーが存在しないので定着の必要はない。
The
FIG. 4 shows an image forming pattern in which a vertical image area a, a vertical non-image area b, and a vertical image area c exist on the paper P in order from the leading end side in the transport direction. Fixing is required in the vertical image area a and the vertical image area a ′, but fixing is not necessary in the vertical non-image area b because there is no toner to be fixed.
図示しない画像処理装置からは上記パターンの画像情報が加熱制御部26へ入力される。すると、加熱制御部26は非画像領域bに対応する定着ローラ21の部位の温度が、縦画像領域a、a’に対応する定着ローラ21の部位の温度よりも低くなるようにサーマルヒータ23を制御する。
Image information of the above pattern is input to the
ここで、画像領域又は非画像領域に対応するとは、定着ローラ21に密着する位置という意味であり、以下、適宜密着とも表現する。すなわち、図4(a)では縦画像領域aに対応する部位においてサーマルヒータ23の全域に定着温度が得られる電力を供給し、非画像領域bに対応する部位では供給電力を低減する。紙後端の縦画像領域a’に対応する部位では再び定着温度が得られる電力を供給する。また、図4(b)では縦画像領域aに対応する部位においてサーマルヒータ23の全域に定着温度が得られる電力を供給し、その後は縦非画像領域bだけなので供給電力を低減する。
Here, “corresponding to an image region or a non-image region” means a position that is in close contact with the fixing
このとき、実際の供給電力は図中の斜線部の様に画像領域がニップ部にはいるよりも前の部分を予備的に加熱するように投入されている予備加熱領域SHを設ける。このような予備加熱領域SHは主に加熱部材の周方向の発熱長さや、発熱体自身にも昇温時間が必要となることから欠かせない領域であるが、省エネの観点からはできるだけ小さくすることが望ましい。 At this time, the actual supply power is provided with a preheating region SH that is input so as to preliminarily heat the portion before the image region enters the nip portion, as indicated by the hatched portion in the figure. Such a preheating region SH is an indispensable region mainly because the heating length in the circumferential direction of the heating member and the heating element itself requires a temperature raising time, but it is made as small as possible from the viewpoint of energy saving. It is desirable.
図5において、用紙P上に、搬送方向と垂直な定着ローラ21の長手方向に、横画像領域c、横非画像領域dが存在する画像形成パターンを示したものである。図5(a)の場合も上記制御と同様に、加熱制御部26は横非画像領域dに対応する定着ローラ21の部位の温度が、横画像領域cに対応する定着ローラ21の部位の温度よりも低くなるように加熱ローラ32を制御する。すなわち、横画像領域cに対応する部位では加熱部材56に定着温度が得られる電力を供給し、横非画像領域dに対応する部位では供給電力を低減する。こちらも、前記の様に斜線部の予備加熱領域SHが必要となる。
FIG. 5 shows an image forming pattern in which a horizontal image area c and a horizontal non-image area d exist on the paper P in the longitudinal direction of the fixing
また、図5(b)では、搬送方向と垂直な定着ローラ21の長手方向に、横領域e、横領域fを設定し、横領域eでは搬送方向の縦領域g、hにおいて画像が存在する。しかし、横領域fでは搬送方向の縦領域gにおいて画像が存在するが、縦領域hには画像が存在しない。このため、領域e、fにおいて縦領域gには定着温度が得られる電力を供給し、縦領域hでは横領域e電力供給、横領域fは電力低減するように制御する。
In FIG. 5B, a horizontal region e and a horizontal region f are set in the longitudinal direction of the fixing
このように、画像領域に合わせて供給する電力の大きさを制御することで省エネルギー化を実現することができる。なお、かかる制御において、非画像領域c、dに対応する部位で電力供給を完全に停止(オフ)してもよいが、極端に温度が下がり過ぎると、次の画像領域での定着温度への立ち上がりが間に合わないことがある。このため、図6に示すように、画像領域に対応する第一の目標温度よりも低いが、室温よりは所定温度以上の第二の目標温度に定着ローラ21温度を保つように制御することが望ましい。
In this manner, energy saving can be realized by controlling the amount of power supplied in accordance with the image area. In this control, the power supply may be completely stopped (off) at the portions corresponding to the non-image areas c and d. However, if the temperature is excessively lowered, the fixing temperature in the next image area is reached. Rise may not be in time. For this reason, as shown in FIG. 6, it is possible to perform control so that the fixing
なお、本実施形態では加熱手段を定着ローラ21の表面に接触させて加熱するサーマルヒータ23で構成としたが、加熱手段をコイルとインバータで構成し、IH方式による非接触加熱方式としてもよい。IH方式では、加熱用のコイルを多数配置する構成でも、もしくは、磁束をキャンセルする部材を多数は位置する事で加熱領域や加熱量を制御する構成にしても構わない。
In the present embodiment, the heating unit is configured by the
図7は、本発明に係る定着装置の別の実施形態を示す説明図である。
図7において、定着装置30はローラ構成でなく、定着部材として定着ベルト31を有している。定着ベルト31は、外径が40mmで厚みが40μmのSUS製の基体31aと、この基体31aの表面に被覆された弾性層31bを有している。弾性層31bは、シリコンゴムで形成されており厚みは100μmである。定着ベルト31の表面には、耐久性を高めて離型性を確保するために、PFAやPTFE等のフッ素系樹脂による厚みが5〜50μmの離型層31cが形成されている。なお、定着ベルト31の基体31aはポリイミドとしてもよく、また、定着部材は定着ベルトでなく、定着フィルムであっても良い。
FIG. 7 is an explanatory diagram showing another embodiment of the fixing device according to the present invention.
In FIG. 7, the fixing
定着ベルト31の内部には、支持部材32とサーマルヘッド33として構成された加熱手段を備えている。また、加圧部材としての加圧ローラ22とニップSNを形成する箇所には押圧部材34が設置され、図示しない外部部材と接続されて上記定着部材を支持している。
Inside the fixing
本実施形態における定着装置30では、サーマルヘッド33が板状基体に抵抗発熱体を形成しているものであり、ベルトの内部に配置してその熱でベルトの温度を上昇させることで、ニップ部SNに搬送される未定着画像を加熱して定着させる。定着ベルト31には定着ニップSNの回転方向下流でサーマルヘッド33よりも上流側にサーミスタ24が配置され、さらにサーマルヘッド33の温度を検知するサーミスタ25が設けられている。サーミスタ24、25の検知情報は加熱制御部26に送られ、加熱制御部26はサーミスタ24、25の検知情報に基づいて加熱制御部26に電力を供給する電源27を制御する。
In the fixing
このサーマルヘッド33は、図9に示すように紙搬送方向と直角方向に複数個に分割された加熱領域Rを有しており、本例では10個の加熱領域Rが設けられている。すなわち、サーマルヘッド33は紙搬送方向と直交する方向に、一直線上に並べて10個配置されている。なお、加熱手段はサーマルヘッド33の代わりに板状基体に抵抗発熱体を形成したセラミックヒータなどであってもよい。
As shown in FIG. 9, the
図8は図7の定着ベルト31を備える定着装置30の変形例であり、図7に比べてサーマルヘッド33がニップ部SNを形成する押圧部材として備えている点が異なっている。したがって、図8の定着装置30に示した押圧部材が不要となり、構成の簡略化や装置のコンパクト化が得られる。
FIG. 8 is a modified example of the fixing
図7及び図8に示す定着装置30においても上記した複数の加熱領域Rを有しているので、画像に応じて各ヒータの点灯を制御することにより、省エネルギー化が実現できる。
Since the fixing
図10及び図11は、本発明に係る定着装置30の各加熱領域の点灯制御方式について説明する図である。
本発明による定着装置30の温度は通常図6で示したとおり制御されるが、フィルムの内部に配置されたサーマルヘッド33の熱で定着ベルト31の温度を上昇させることで、ニップ部SNに搬送される未定着画像を加熱して定着させる。このとき、図10のように記録材上に形成された未定着画像が記録材の中心線に対し、左右対称に形成されることは少なく、サーマルヘッド33により加熱された定着ベルト31には左右温度偏差が生まれる。
FIG. 10 and FIG. 11 are diagrams for explaining the lighting control method of each heating region of the fixing
Although the temperature of the fixing
定着ベルト31の左右温度偏差は、種々の不具合を発生せしめ、例えば、定着ベルトや定着フィルムを採用している左右偏差によって寄りが生じ、安定した走行が得られないことがある。
The left-right temperature deviation of the fixing
そこで、定着ベルト31等の定着部材の左右偏差を防止すべく次のように加熱手段を制御している。
Therefore, the heating means is controlled as follows in order to prevent the lateral deviation of the fixing member such as the fixing
図11は本発明の実施例1の制御を説明する説明図である。
図11において、サーマルヘッド33は加熱能力が同等の8分割された加熱領域R1、R2、R3、R4、R5、R6、R7、R8を持ち、記録材Pは32分割された紙面上の一部に画像がある場合に設定する。図11の記録材P上の未定着画像部は定着ベルト31の幅方向である中心線CLに対して非鏡映対称となっている。そのためこの状態で定着ベルト31の加熱を行うと加熱領域Rの点灯数が多い定着ベルト左側の温度が高くなり、定着ベルト31上に左右温度偏差が生じる。
FIG. 11 is an explanatory diagram for explaining the control of the first embodiment of the present invention.
In FIG. 11, the
そこで、本発明では現時点もしくはある時点から遡って、各加熱領域に通電された各累計時間が記憶し、各加熱領域を比較して、一定時間内の通電累積時間の最大値と最小値の差がある閾値以下となるように、割付された加熱領域内の通電時間を調整する。具体的には、立ち上げ時からクールダウン時までの間、各加熱領域の点灯時間を記憶し、長手方向中心に対して鏡映対称にある加熱領域同士を比較する。図11の場合、それぞれ比較対称R2とR6、R3とR7は差がなく、R1とR8、R4とR5に差が生じている。そこで、それぞれの累積点灯時間の差が閾値以下となるように通紙中に各加熱領域を点灯制御することで、上記の課題を解消できる。すなわち、比較対象となる加熱領域において、累積点灯時間の差が適宜設定した時間を越えると、点灯が少ない側の加熱領域の加熱手段を点灯してその差を小さくするように制御している。 Therefore, in the present invention, each accumulated time energized in each heating region is stored retroactively from the present time or a certain point in time, and each heating region is compared, and the difference between the maximum value and the minimum value of the accumulated current time within a certain time The energization time in the assigned heating area is adjusted so that it is below a certain threshold. Specifically, the lighting time of each heating region is stored from the start-up time to the cool-down time, and the heating regions that are mirror-symmetric with respect to the center in the longitudinal direction are compared. In the case of FIG. 11, there is no difference between the comparative symmetry R2 and R6, R3 and R7, and there is a difference between R1 and R8, and R4 and R5. Therefore, the above-described problem can be solved by controlling the lighting of each heating region during the sheet passing so that the difference between the respective cumulative lighting times is equal to or less than the threshold value. That is, when the difference in the cumulative lighting time exceeds the time set as appropriate in the heating region to be compared, control is performed so that the heating means in the heating region on the side with less lighting is turned on to reduce the difference.
ここでは、上記加熱領域の1回の点灯時間は常に一定であるとし、点灯時間ではなく点灯回数を用い、かつ閾値が0回である場合を実施例として説明する。
図11の記録材上の未定着画像の場合、2行目の画像を加熱する際に加熱領域R5は点灯しないため、加熱領域R4との累積点灯回数に差が生まれる。そのため点灯回数差が0回となるように、点灯予定のない4行目の加熱の際に、上記加熱領域R5を点灯させ点灯回数が0回以下となるように加熱領域を点灯制御する。その結果、定着ベルト31に生じる左右温度偏差を小さくすることができ、定着ベルト31の寄りを防ぐことができる。
Here, a case where the one lighting time of the heating region is always constant, the number of lighting times is used instead of the lighting time, and the threshold value is zero will be described as an example.
In the case of the unfixed image on the recording material in FIG. 11, the heating region R5 is not lit when the image in the second row is heated, so that a difference occurs in the cumulative number of lighting times with the heating region R4. For this reason, the heating region R5 is turned on and the heating region is controlled so that the number of times of lighting is 0 or less when the fourth row that is not scheduled to be lit is heated so that the difference in the number of times of lighting is zero. As a result, it is possible to reduce the left-right temperature deviation occurring in the fixing
また、図12は本発明の各加熱領域の点灯制御を行うタイミングについて説明している。上記実施例では通紙時に定着ベルト31の左右温度偏差を小さくするために点灯制御を行っている。本発明の点灯制御は通紙時のみならず、図12に示した立ち上げ時、紙間、クールダウン時の非介在時においても温度偏差を小さくするための点灯制御を行ってもかまわない。すなわち、本発明の点灯制御は定着装置の運転開始から運転停止までの間連続して行ってもよい。
FIG. 12 illustrates the timing for performing lighting control of each heating region of the present invention. In the above embodiment, lighting control is performed to reduce the temperature deviation of the fixing
図13は、本発明の実施例2による点灯方式について説明する説明図である。
本例は、図10のように8分割された加熱領域それぞれの点灯回数により加熱手段を点灯制御するのではなく、図13のように複数個(2個)の加熱領域を4つのグループRG1、RG2、RG3、RG4として分けている。そして、そのグループ内での点灯回数が鏡映対称位置にある別の加熱領域グループの点灯回数と比較して、点灯制御をおこなっても構わない。図13の例では加熱領域グループ、RG1とRG4、RG2とRG3を比較して閾値が所定値以下となるように、制御する。
FIG. 13 is an explanatory diagram for explaining a lighting method according to the second embodiment of the present invention.
In this example, the heating means is not controlled to be lit by the number of times each of the heating areas divided into eight as shown in FIG. 10, but a plurality (two) of heating areas are divided into four groups RG1, Separated as RG2, RG3, and RG4. Then, the lighting control may be performed by comparing the number of times of lighting in the group with the number of times of lighting of another heating region group in the mirror symmetrical position. In the example of FIG. 13, the heating region group, RG1 and RG4, and RG2 and RG3 are compared, and control is performed so that the threshold value is equal to or less than a predetermined value.
具体的には、図13の記録材上の画像の場合、加熱領域RG3のグループ内は2行目まで点灯しないが、RG2のグループ内ではその間に2回点灯しており、点灯回数に差が生じている。この点灯数による温度偏差を記録上で解消するには、RG3のグループ内の各加熱領域がそれぞれ2回ずつ点灯する事により、温度偏差を解消できる。 Specifically, in the case of the image on the recording material in FIG. 13, the heating region RG3 group does not light up to the second row, but the RG2 group lights twice during that time, and there is a difference in the number of times of lighting. Has occurred. In order to eliminate the temperature deviation due to the number of lighting on the record, the temperature deviation can be eliminated by lighting each heating region in the RG3 group twice.
なお、上記の点灯制御同様に、通紙時のみならず、立ち上げ時、紙間、クールダウン時において同様の点灯制御をおこなってもかまわない。 Similar to the lighting control described above, the same lighting control may be performed not only at the time of paper passing but also at the time of start-up, paper interval, and cool-down.
図14及び15は、本発明の実施例3による各加熱領域の点灯制御方式について説明する説明図である。
図10や図13に示す点灯方式では、各加熱領域間の累積点灯回数の差を検知して加熱領域の点灯制御を行った。
14 and 15 are explanatory diagrams for explaining the lighting control method of each heating region according to the third embodiment of the present invention.
In the lighting method shown in FIG. 10 or FIG. 13, lighting control of the heating region is performed by detecting the difference in the cumulative number of lightings between the heating regions.
これに対して本発明では、別の加熱領域を比較対象として考えることなく、常に加熱領域が長手方向中心に対して鏡映対称に点灯するような制御を行う。
例えば、図14のような記録材上の未定着画像(画像部)を加熱するために、対応する各加熱領域を点灯制御した場合、図15のように長手方向中心に対して左右対称となるように、画像とは別に加熱領域を追加点灯するように制御する。このうようにすることで、定着ベルト等の定着部材に生じる左右温度偏差を未然に防ぐことができる。
On the other hand, in the present invention, control is performed so that the heating region is always lit in a mirror-symmetric manner with respect to the longitudinal center without considering another heating region as a comparison target.
For example, when the corresponding heating area is controlled to be turned on in order to heat an unfixed image (image portion) on a recording material as shown in FIG. 14, it is symmetric with respect to the longitudinal center as shown in FIG. As described above, the heating area is controlled to be additionally lit separately from the image. By doing so, it is possible to prevent a left-right temperature deviation that occurs in a fixing member such as a fixing belt.
この点灯制御方式の場合、意図的に不要な加熱を行うため省エネ効果は低減するが、定着ベルトの寄りを確実に防ぐことができ、上記の点灯制御方式とは異なり、定着部材の安定した走行性が維持できる。 In the case of this lighting control method, the energy-saving effect is reduced because intentionally unnecessary heating is performed, but the fixing belt can be reliably prevented from shifting, and unlike the above-described lighting control method, the fixing member can be stably driven. Sex can be maintained.
20、30 定着装置
21 定着ローラ
22 加圧ローラ
23 サーマルヒータ
26 加熱制御手段
31 定着ベルト
33 サーマルヘッド
P 記録体
20, 30
Claims (9)
前記加熱手段は記録材搬送方向と直交する方向に分割された加熱能力が同等の複数の加熱領域を有するとともに、
前記加熱制御手段は前記未定着画像が前記記録材上に形成される画像領域に応じて各加熱領域を独立して制御することで定着部材の温度を制御するとともに、画像領域に接触する定着部材の温度を高、非画像領域に接触する定着部材の温度を低に制御する定着装置において、
各加熱領域に通電された各累計時間が記憶され、
加熱領域の1つは別の割付された加熱領域と比較して、前記一定時間内の通電累積時間の最大値と最小値の差がある閾値以下となるように、割付された加熱領域内の通電時間を調整する制御を有することを特徴とする定着装置。 A fixing member that contacts and rotates with an unfixed image, a pressure member that forms a fixing nip with the fixing member, a heating unit that heats the fixing member by energization, and heating that controls the heating unit A fixing device having a control unit and fixing a sheet-like recording material carrying an unfixed image through the fixing nip;
The heating means has a plurality of heating regions having the same heating ability divided in a direction orthogonal to the recording material conveyance direction,
The heating control means controls the temperature of the fixing member by independently controlling each heating area in accordance with the image area where the unfixed image is formed on the recording material, and the fixing member that contacts the image area In the fixing device for controlling the temperature of the fixing member that is in contact with the non-image area to be low,
Each cumulative time energized in each heating area is stored,
One of the heating regions is compared with another assigned heating region so that the difference between the maximum value and the minimum value of the energized cumulative time within the predetermined time is equal to or less than a certain threshold value. A fixing device having control for adjusting energization time.
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