JP2016024435A - Image forming apparatus and fixation method thereof - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は画像形成装置及びその定着方法に関し、特に、電子写真方式に従って画像を形成し、熱定着によりその画像を定着する、例えば、複写機及びプリンタ等の画像形成装置及びその定着方法に関する。 The present invention relates to an image forming apparatus and a fixing method thereof, and more particularly, to an image forming apparatus such as a copying machine and a printer, and a fixing method thereof.
従来、電子写真方式に従う画像形成装置には、記録シートのような記録媒体に転写された形成画像を熱定着する定着部が備えられている。その定着部では、内側に発熱抵抗体(定着ヒータ)を有する定着ローラと、その定着ローラに接触する加圧ローラとで形成されるニップ部で、トナー像が転写された記録媒体を挟持して加圧しつつ加熱してそのトナー像を定着する。また、このような定着装置には、定着ローラにトナーと同極性の電圧を印加することでニップ部におけるトナーの尾引きオフセットを抑制する技術が採用されている。このような技術はオンデマンド定着方式として知られている。 2. Description of the Related Art Conventionally, an image forming apparatus according to an electrophotographic system includes a fixing unit that thermally fixes a formed image transferred to a recording medium such as a recording sheet. In the fixing unit, a recording medium on which a toner image is transferred is sandwiched between a fixing roller having a heating resistor (fixing heater) on the inside and a pressure roller in contact with the fixing roller. The toner image is fixed by heating while applying pressure. Further, such a fixing device employs a technique for suppressing the tail offset of the toner in the nip portion by applying a voltage having the same polarity as the toner to the fixing roller. Such a technique is known as an on-demand fixing method.
また、電子写真方式に従う画像形成装置には、その定着部に高圧電圧を供給するために高圧電源部を備えている。従来の画像形成装置の高圧電源部は、その回路構成を簡素にし、かつ、コストダウンを実現するため、1次帯電器、転写器、現像器などの複数の高電圧を用いる機器に対して1つのトランスから高電圧を供給している。 In addition, the image forming apparatus according to the electrophotographic system includes a high voltage power supply unit for supplying a high voltage to the fixing unit. A conventional high-voltage power supply unit of an image forming apparatus is one for a device using a plurality of high voltages such as a primary charger, a transfer unit, and a developing unit in order to simplify the circuit configuration and realize cost reduction. High voltage is supplied from two transformers.
しかしながら上記従来例では、1つのトランスから複数の高電圧を出力する技術をオンデマンド定着方式を採用した画像形成装置の定着部に適用する場合、次のような課題がある。即ち、ヒータと定着フィルムは圧接されて設けられているため、ヒータと定着フィルム表面のギャップ長に関係して浮遊容量が形成され、商用電源の交流電圧が定着部、浮遊容量、定着フィルムを通じてフィルムバイアスから一次帯電器にまわりこんでしまう。そのため、帯電バイアスに商用電源の交流電圧が重畳され、画像むらなどを生じさせてしまう。 However, in the above conventional example, there are the following problems when applying a technique for outputting a plurality of high voltages from one transformer to a fixing unit of an image forming apparatus adopting an on-demand fixing method. That is, since the heater and the fixing film are provided in pressure contact, a stray capacitance is formed in relation to the gap length between the heater and the fixing film surface, and the AC voltage of the commercial power supply passes through the fixing portion, the stray capacitance, and the fixing film. It will sneak into the primary charger from the bias. As a result, the AC voltage of the commercial power supply is superimposed on the charging bias, causing image unevenness and the like.
本発明は上記従来例に鑑みてなされたもので、帯電バイアスの電圧変動を抑え、画像むらなどの発生を防止し、高品位な画像形成が可能な画像形成装置及びその定着方法を提供することを目的としている。 The present invention has been made in view of the above-described conventional example, and provides an image forming apparatus and a fixing method thereof capable of suppressing high-definition image formation by suppressing fluctuation in charging bias voltage, preventing occurrence of image unevenness, and the like. It is an object.
上記目的を達成するために本発明の画像形成装置は次のような構成からなる。 In order to achieve the above object, the image forming apparatus of the present invention has the following configuration.
即ち、記録媒体に画像を形成する画像形成手段と、前記画像形成手段により前記記録媒体に形成された画像を熱定着する画像形成装置であって、交流電源からの交流電圧を印加して加熱されるヒータが備えられた第1のローラと前記第1のローラと対となって回転する第2のローラとを備え、前記第1のローラと前記第2のローラとにより前記記録媒体を挟持し、前記第1のローラと前記第2のローラとを回転させながら、前記記録媒体を加熱、搬送して、前記画像を定着する定着手段と、前記ヒータの近傍に備えられ、前記ヒータの温度を検知する検知手段と、前記検知手段により検知される前記ヒータの温度を表わす信号から該信号の直流成分を除去し、交流成分を取り出すフィルタ手段と、前記フィルタ手段により取り出された交流成分とは逆位相の交流電圧を生成する第1の生成手段と、予め定められた目標電圧に前記第1の生成手段により生成された前記逆位相の交流電圧を加えた電圧に基づいて、バイアス電圧を生成する第2の生成手段と、前記第2の生成手段により生成されたバイアス電圧に基づく電圧を印加して、前記第1のローラと前記画像形成装置の他の構成要素とを帯電させる帯電手段とを有することを特徴とする。 That is, an image forming unit that forms an image on a recording medium, and an image forming apparatus that thermally fixes an image formed on the recording medium by the image forming unit, which is heated by applying an AC voltage from an AC power source. A first roller provided with a heater and a second roller that rotates in pairs with the first roller, and the recording medium is sandwiched between the first roller and the second roller. A fixing unit for fixing the image by heating and conveying the recording medium while rotating the first roller and the second roller; and a temperature of the heater. Detection means for detecting, filter means for removing a DC component of the signal from the signal representing the temperature of the heater detected by the detection means, and extracting an AC component; and AC component extracted by the filter means A bias voltage based on a first generation unit that generates an AC voltage having an opposite phase to the target voltage, and a voltage obtained by adding the AC voltage having the opposite phase generated by the first generation unit to a predetermined target voltage. A second generation unit for generating the first charging unit and a charging unit that applies a voltage based on the bias voltage generated by the second generation unit to charge the first roller and the other components of the image forming apparatus. Means.
また、本発明を別の側面から見れば、記録媒体に画像を形成する画像形成手段と、前記画像形成手段により前記記録媒体に形成された画像を熱定着する画像形成装置の定着方法であって、前記画像形成装置は、交流電源からの交流電圧を印加して加熱されるヒータが備えられた第1のローラと前記第1のローラと対となって回転する第2のローラとを備え、前記第1のローラと前記第2のローラとにより前記記録媒体を挟持し、前記第1のローラと前記第2のローラとを回転させながら、前記記録媒体を加熱、搬送して、前記画像を定着する定着手段を備え、前記定着方法は、前記ヒータの近傍に備えられた検知手段により、前記ヒータの温度を検知する検知工程と、前記検知工程において検知される前記ヒータの温度を表わす信号から該信号の直流成分を除去し、交流成分を取り出すフィルタ工程と、前記フィルタ工程において取り出された交流成分とは逆位相の交流電圧を生成する第1の生成工程と、予め定められた目標電圧に前記第1の生成工程において生成された前記逆位相の交流電圧を加えた電圧に基づいて、バイアス電圧を生成する第2の生成工程と、前記第2の生成工程において生成されたバイアス電圧に基づく電圧を印加して、前記第1のローラと前記画像形成装置の他の構成要素とを帯電させる帯電工程とを有することを特徴とする定着方法を備える。 Another aspect of the present invention is an image forming unit that forms an image on a recording medium, and a fixing method of an image forming apparatus that thermally fixes an image formed on the recording medium by the image forming unit. The image forming apparatus includes a first roller provided with a heater that is heated by applying an AC voltage from an AC power source, and a second roller that rotates in pairs with the first roller. The recording medium is sandwiched between the first roller and the second roller, and the recording medium is heated and conveyed while rotating the first roller and the second roller, and the image is displayed. The fixing method includes: a detecting step for detecting the temperature of the heater by a detecting unit provided in the vicinity of the heater; and a signal representing the temperature of the heater detected in the detecting step. The faith A filter step for removing the direct current component and taking out the alternating current component, a first generation step for generating an alternating current voltage having a phase opposite to that of the alternating current component taken out in the filter step, A second generation step for generating a bias voltage based on a voltage obtained by adding the reverse-phase AC voltage generated in the generation step, and a voltage based on the bias voltage generated in the second generation step. A fixing method comprising: a charging step of applying and charging the first roller and the other components of the image forming apparatus.
従って本発明によれば、交流電源の交流電圧に起因するバイアス電圧の変動を抑え、画像むらなどの形成画像の品質の低下を防ぐことができるという効果がある。 Therefore, according to the present invention, there is an effect that the fluctuation of the bias voltage caused by the AC voltage of the AC power source can be suppressed, and the deterioration of the quality of the formed image such as image unevenness can be prevented.
以下添付図面を参照して本発明の好適な実施例について、さらに具体的かつ詳細に説明する。 Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described more specifically and in detail with reference to the accompanying drawings.
なお、この明細書において、「記録媒体」とは、一般的な記録装置で用いられる紙のみならず、広く、布、プラスチック・フィルム、金属板、ガラス、セラミックス、木材、皮革等、トナーを受容可能なものも表すものとする。 In this specification, “recording medium” refers to not only paper used in general recording apparatuses but also a wide range of materials such as cloth, plastic film, metal plate, glass, ceramics, wood, leather, etc. It shall also represent what is possible.
図1は本発明の代表的な実施例である多機能プリンタ装置(以下、MFP装置)100の構成を示す側断面図である。 FIG. 1 is a side sectional view showing a configuration of a multi-function printer apparatus (hereinafter referred to as MFP apparatus) 100 as a typical embodiment of the present invention.
MFP装置100は電子写真方式に従って画像形成を行うプリンタユニット(画像形成装置)101と画像読み取りを行うリーダユニット102と読取原稿の搬送を行うADFユニット103とで構成される。
The
プリンタユニット101は記録媒体Pを収納するカセット110を備え、ピックアップローラ111と給送ローラ112により記録媒体Pをカセット110から給送する。給送された記録媒体Pは、1枚ずつ分離するため、リタードローラ113により分離給送され、その後、記録媒体Pは搬送ローラ114によりさらに搬送される。その後、停止しているレジストローラ対115により、記録媒体Pの斜行補正が行われると、レジストクラッチCL1(不図示)を駆動連結してレジストローラ対115を回転させて、画像形成部130へと搬送される。
The
画像形成部130では、感光体ドラム131と帯電ローラ132によって感光体ドラム131の外周面を所定の極性の電位に一様に帯電処理される。レーザスキャナ120は画像情報の時系列デジタル画素信号に応じて変調されたレーザ光Lで感光体ドラム131を走査することで、感光体ドラム131上に静電潜像が形成される。その後、現像器140の現像ローラ141によって、感光体ドラム131上の静電潜像がトナー像として現像される。転写ローラ133には感光体ドラム131とは逆極性の転写バイアスが印加されることで、感光体ドラム131上のトナー像が記録媒体P上に静電転写される。
In the image forming unit 130, the outer peripheral surface of the
定着器150には、内側にヒータが配置され、外周に定着フィルムが装着された加熱ローラ10と加圧ローラ20によってニップが形成されている。そのニップ部に記録媒体Pが到達すると、ヒータの発熱と圧力により記録媒体P上のトナー像が加熱溶融されて定着する。その後、排出ローラ160により装置外に記録媒体Pは排出される。
In the
また、両面記録の際には定着器150を通過した記録媒体Pは排出部にて停止・反転しスイッチバックされ、反転搬送路170に搬送される。その際、定着器150に再度、記録媒体Pが戻らないように反転フラッパー171によって自重で搬送パスの切り替えが行われる。反転搬送路170では記録媒体Pは反転ローラ172によりレジストローラ対115に搬送され、再度斜行補正を行った後に、裏面への画像形成が行われる。
In double-sided recording, the recording medium P that has passed through the fixing
図2はフィルム加熱方式の定着器のより詳細な構成を示す側断面図である。 FIG. 2 is a side sectional view showing a more detailed configuration of the film heating type fixing device.
定着器150は加熱ローラ10と加圧ローラ20により構成される。加熱ローラ10は、耐熱性のステイホルダ(支持体)12にヒータ11を固定し、ヒータ11の外側に耐熱性樹脂の円筒状の薄肉のフィルム(定着フィルム)13を配置し、弾性を有する加圧ローラ20を定着フィルム13を介してヒータ11に圧接している。これにより、定着フィルム13と加圧ローラ20との間に所定の幅のニップ部が形成される。加圧ローラ20は内部に弾性層22、その外周部に離型層23が設けられており、回転軸21の回りに回転する。
The fixing
定着フィルム13は、図2に示されているように、加熱ローラ10の外周囲を覆っており、ヒータ11とその一部が圧接するように設置されている。ヒータ11は、定着フィルム13と絶縁すべくガラスコーティングされている。定着フィルム13には、高圧電源回路(後述)からの負の高圧電圧(フィルムバイアス)が印加される。
As shown in FIG. 2, the fixing
ヒータ11は通電により加熱され、そのヒータ温度をヒータ11の背面に設置されたサーミスタ14で検知して、MFP装置100のCPU(後述)にフィードバックすることにより、ヒータ11を所定の定着温度に温度調節している。なお、ヒータ11は、商用交流電源(後述)で駆動する発熱抵抗体と、良好な熱伝導性を有するセラミック基板と絶縁のためのガラスパターンとから構成されている。
The
記録媒体P上のトナー像を定着するにはヒータ11を定着温度に調整し、定着フィルム13を矢印方向に回転させ、その状態で定着フィルム13と加圧ローラ20とのニップ部へトナー像を担持した記録媒体Pをガイド15を経て導入する。記録媒体Pは定着フィルム13の面に密着し、定着フィルム13と一緒にニップ部が挟持搬送される。記録媒体Pがニップ部を通過する間に、記録媒体Pとその上のトナー像がヒータ11により定着フィルム13を介して加熱されて、トナー像が記録媒体Pに熱定着される。ニップ部を通過した記録媒体Pは、定着フィルム13の面から剥離してガイド16を経て定着器150の外へと搬送される。定着器150の外部には搬送ローラ17とその従動ローラ18とが設けられ、これらのローラ対により記録媒体Pをさらに搬送する。
In order to fix the toner image on the recording medium P, the
図3は定着器と電源回路とAC電圧反転回路との構成を示す回路図である。 FIG. 3 is a circuit diagram showing configurations of the fixing device, the power supply circuit, and the AC voltage inverting circuit.
図2を参照して定着器150の構造を説明したが、定着器150は電気的にはオンデマンド定着方式を採用しヒータ11と商用交流電源203、定着フィルム13、加圧ローラ20、サーミスタ14、サーモスイッチ153から構成されている。
Although the structure of the fixing
サーミスタ14は、ヒータ11の表面温度を検出するために、ヒータ11の表面に接触されて設置される。サーミスタ14の抵抗値の読取回路として、図3に示すように、抵抗151と直流電源152とが備えられる。サーミスタ14はヒータ11の温度によって抵抗値が変化するので、サーミスタ14の検出温度が変化することでサーミスタ14に印加される電圧が変化する。サーミスタ14からの電圧はCPU201に入力され、CPU201は、ヒータ11の温度を読み取ることができる。
The
サーモスイッチ153は、ヒータ11の安全の確保と過昇温による発火防止のため、サーミスタ14とは別に、ヒータ11に接触されて設置される。ヒータ11の温度を検出し特定の温度以上を検知すると強制的にオフになる。この実施例では、一度オフになると復帰しないサーモスイッチを選定している。
The
図3からも分かるように、ヒータ11と定着フィルム13が接触しているため、ヒータ11と定着フィルム13の表面とのギャップD1に比例して、浮遊容量C1が存在する。そのため、トナー像の定着のためにヒータ11に商用交流電源203から交流電圧Vacが印加されると、浮遊容量C1を介して、次の経路で交流電圧Vacが帯電ローラ132への帯電バイアスVbiasに重畳される。即ち、図3の太線矢印のように、商用交流電源203→ヒータ11→浮遊容量C1→信号線154→抵抗207→抵抗206→帯電ローラ132の経路で交流電圧Vacがバイアス電圧Vbiasに重畳される。これにより、帯電バイアスVbiasが変動する。これは、定着器150の定着動作を不安定なものとする原因となり、その結果、画像むらが生じてしまう。
As can be seen from FIG. 3, since the
さて、電源回路200は、MFP装置100の全体を制御するCPU201、トランス204、トランス駆動回路214、トランスの出力電圧を目標電圧に追従させるためのオペアンプ(OP)211、AC反転電圧印加回路401とを含む。トランス204は直流24Vを巻き線比に従って数10倍に昇圧し、トランス駆動回路214はトランス204が直流では動作しないため、発振させてトランス204を駆動する。電源回路200はその他、エミッタフォロワ回路、トランス204の出力電圧を分圧する抵抗などを含む。
The
電源回路200からの出力電圧は、トランス204の巻線比、抵抗205、206、207の各抵抗値と目標電圧によって決定される。そして、その出力電圧は帯電ローラ132に対する帯電バイアスVbiasとして出力されるとともに、定着フィルム13に対するフィルムバイアスとして信号線154を介して出力される。
The output voltage from the
さて、CPU201から出力されるPWM信号は平滑回路209において直流に平滑化し目標電圧Vtargetとして出力される。CPU201はPWM信号のデューティ比を変化させる、平滑回路209から出力される直流電圧の値は変化する、即ち、目標電圧Vtargetの大きさは変更される。
The PWM signal output from the
この実施例では、帯電バイアスVbiasとサーミスタ14の関係が、交流電圧値は比例関係、位相は同相関係である点に着目し、サーミスタ14の交流電圧を検出することで、帯電バイアスVbiasに重畳される交流電圧成分を予測する。そして、サーミスタ14での交流電圧の検出結果に基づいて、帯電バイアスVbiasの交流電圧成分と逆位相の交流電圧IVacをAC反転電圧生成回路301で生成し、逆位相の交流電圧IVacをフィードバックする。即ち、図3に示すように、逆位相の交流電圧IVacを、AC反転電圧生成回路301→AC反転電圧印加回路401→オペアンプ211→トランジスタ212→トランス204の一次側に印加する。このようにして、帯電バイアスVbiasの電圧変動を抑えるのである。
In this embodiment, the relationship between the charging bias Vbias and the
次に、帯電バイアスVbiasとサーミスタ14の電圧関係を図4に示す電圧波形図を参照して説明する。
Next, the voltage relationship between the charging bias Vbias and the
まず、図4の(i)には商用交流電源203から交流電圧Vacが図示されている。
First, FIG. 4I shows the AC voltage Vac from the commercial
ヒータ11と定着フィルム13との間と同様に、ヒータ11とサーミスタ14のギャップ長D2に比例して、浮遊容量C2が存在する。浮遊容量C2を介して、ヒータ11→浮遊容量C2→サーミスタ14の経路で商用交流電源203から交流電圧Vacがサーミスタ14に重畳されてしまう。従って、ヒータ11への印加電圧の大きさに比例した電圧がサーミスタ14に重畳されてしまう。このことは、図4の(iii)に示すサーミスタ電圧Vtmの時間変化にも表れている。
Similar to the space between the
一方、帯電バイアスVbiasとヒータ11の電圧との関係が比例関係にあり、ヒータ11とサーミスタ14の電圧の関係が比例であることから、帯電バイアスVbiasとサーミスタ電圧Vtmの交流成分は比例関係にある。
On the other hand, since the relationship between the charging bias Vbias and the voltage of the
ヒータ11とバイアス電圧Vbiasとサーミスタ14は浮遊容量という1つのコンデンサで接続されていると言える。従って、図4(ii)と図4(iii)が示すように、バイアス電圧Vbiasとサーミスタ電圧の交流成分の位相とは同相関係にある。従って、上述のように、バイアス電圧Vbiasとサーミスタ電圧Vtmの交流成分の大きさが比例関係、位相が同相関係にある。
It can be said that the
この点に着目して、この実施例では、サーミスタ電圧Vtmを検出してバイアス電圧Vbiasを予測し、その予測に基づいて、AC反転電圧生成回路301で逆位相の電圧を生成する。そして、その逆位相の電圧IVacをトランス204の一次側にフィードバックして印加する。このようにすることで、バイアス電圧Vbiasに重畳される交流電圧の反転電圧がさらにバイアス電圧Vbiasに重畳される。その結果、図4(vii)に示されるように、バイアス電圧Vbiasの交流電圧による変動を抑制することができる。
Focusing on this point, in this embodiment, the thermistor voltage Vtm is detected to predict the bias voltage Vbias, and based on the prediction, the AC inversion
次に、以上の動作を図3に示す回路構成に従って説明する。 Next, the above operation will be described according to the circuit configuration shown in FIG.
AC反転電圧生成回路301ではサーミスタ14から検出した電圧Vtmから直流成分を除去し、交流成分のみを取り出し、これを反転した交流電圧IVacを生成し、これを電源回路200にフィードバックする。そして、反転した交流電圧IVacをトランス204の一次側に印加する。
The AC inversion
AC反転電圧生成回路301は、コンデンサ304と抵抗305から構成されるハイパスフィルタ(HPF)302と反転増幅回路303とから構成される。ハイパスフィルタ(HPF)302は、図4(iii)と図4(iv)が示すようにサーミスタ電圧Vtmの直流電圧成分を除去し、交流電圧成分VHPFのみを取り出す。
The AC inversion
反転増幅回路303は、抵抗306と可変抵抗307とオペアンプ308から構成されている。反転増幅回路303からの出力電圧は、抵抗306と可変抵抗307の大きさから決定される。反転増幅回路303では、図4(v)に示されるようにハイパスフィルタ(HPF)302からの出力電圧VHPFとは逆位相の電圧IVacを生成する。
The inverting
なお、その反転電圧IVacは、バイアス電圧Vbiasの電圧変動をゼロに抑えるように、反転増幅回路303の可変抵抗307を変更して決定する。
The inverted voltage IVac is determined by changing the
つまり、反転増幅回路303における電圧増幅率は、以下のように決定する。
That is, the voltage amplification factor in the inverting
上述のようにバイアス電圧Vbiasとサーミスタ電圧Vtmの交流成分は比例関係にある。従って、例えば、工場出荷時にバイアス電圧Vbiasとサーミスタ電圧Vtmの交流成分の大きさを測定し、その結果に基づいてバイアス電圧Vbiasの交流成分変動分をゼロに抑えるように可変抵抗307を調整する。このようにして、反転増幅回路303の電圧増幅率を決定する。
As described above, the AC component of the bias voltage Vbias and the thermistor voltage Vtm is in a proportional relationship. Therefore, for example, the magnitude of the AC component of the bias voltage Vbias and the thermistor voltage Vtm is measured at the time of shipment from the factory, and the
最後に、電源回路200に含まれるAC反転電圧印加回路401について説明する。
Finally, the AC inversion
AC反転電圧印加回路401は、オペアンプ(OP)404と抵抗405と抵抗406と抵抗407とから構成され、加算演算を実行できる回路である。図3に示すAC反転電圧印加回路401において、抵抗405〜407の抵抗値を同じにすると、オペアンプ404の出力に、AC反転電圧生成回路301の出力である反転電圧IVacと目標電圧Vtargetの和の電圧が出力される。このようにして生成された電圧(IVac+Vtarget)は、オペアンプ(OP)211に出力される。
The AC inversion
オペアンプ(OP)211は、その生成電圧(IVac+Vtarget)とフィードバック電圧との和と直流電源215からの直流電圧との差分により出力電圧が制御される差動増幅器の構成をとる。オペアンプ(OP)211からの出力は、トランジスタ212のゲートに入力され、その電圧が閾値電圧を越えると、直流電源213からの電圧がトランス204の一次側に印加される。この印加電圧Vprimは図4(vi)に示されている。
The operational amplifier (OP) 211 has a configuration of a differential amplifier in which the output voltage is controlled by the difference between the sum of the generated voltage (IVac + Vtarget) and the feedback voltage and the DC voltage from the
図4(v)と図4(vi)とを比較すると分かるように、トランス204の一次側に印加電圧Vprimはその交流成分が、AC反転電圧生成回路301の出力である反転電圧IVacと同位相の電圧となっている。
As can be seen by comparing FIG. 4 (v) and FIG. 4 (vi), the AC component of the applied voltage Vprim on the primary side of the
トランス204の二次側には、その位相を反映した電圧が生成されることになる。ここで、上述のように、信号線154を介して、商用交流電源203から交流電圧Vacの位相を反映した交流成分が現れて、バイアス電圧Vbiasに重畳される。一方、トランス204の二次側には、その位相とは逆相の電圧が生成されるので、これらが接続点216で合成され、その結果、交流成分がキャンセルされたバイアス電圧Vbiasが生成されることになる。その結果は、図4(vii)に示す通りである。
A voltage reflecting the phase is generated on the secondary side of the
従って以上説明した実施例に従えば、サーミスタに重畳される交流電圧成分を検出し、帯電バイアスに重畳される交流電圧成分を予測する。一方、サーミスタ電圧の検出結果に基づいて、帯電バイアスの交流成分とは逆位相の交流電圧を生成し、これをトランスの一次側に印加する。このようにすることで、定着フィルムに負電圧を印加するために備えられた信号を介して伝達される商用交流電源の交流成分とは逆位相の交流成分を含む電圧とが合成されて帯電バイアスが生成されることになる。 Therefore, according to the embodiment described above, the AC voltage component superimposed on the thermistor is detected, and the AC voltage component superimposed on the charging bias is predicted. On the other hand, based on the detection result of the thermistor voltage, an AC voltage having a phase opposite to the AC component of the charging bias is generated and applied to the primary side of the transformer. By doing so, the charging bias is synthesized with a voltage including an AC component having a phase opposite to that of the AC component of the commercial AC power source transmitted via a signal provided for applying a negative voltage to the fixing film. Will be generated.
その結果、生成されたバイアス電圧からは交流成分がキャンセルされるので、バイアス電圧の電圧変動を抑えることができ、定着器に均一な帯電を行わせることが可能になり、良好な画像形成と定着を実現することができる。 As a result, since the AC component is canceled from the generated bias voltage, it is possible to suppress the voltage fluctuation of the bias voltage, and it is possible to uniformly charge the fixing device, and good image formation and fixing. Can be realized.
なお、この実施例においては、定着器のヒータ近傍にサーミスタを設けて交流電圧を検出しているが、本発明はこれによって限定されるものではない。定着器のヒータ近傍に設置されていて、交流電圧を検出できるもの(電気的に導通しているもの)であれば、サーミスタでなくてもよく、例えば、温度ヒューズ、サーモスイッチ、定着ヒータ導電部などであってもよい。 In this embodiment, a thermistor is provided in the vicinity of the heater of the fixing device to detect the AC voltage, but the present invention is not limited to this. Thermistor may be used as long as it is installed near the heater of the fixing device and can detect an AC voltage (electrically conductive). For example, a temperature fuse, a thermo switch, a fixing heater conductive portion It may be.
また、この実施例では、トランスからの出力を帯電ローラと定着フィルムに対するものとして説明したが、本発明はこれによって限定されるものではない。他の構成要素、例えば、現像器のバイアス電圧と定着フィルムに対するバイアス電圧の出力であってもよい。 In this embodiment, the output from the transformer is described as being for the charging roller and the fixing film, but the present invention is not limited to this. The output of the bias voltage with respect to another component, for example, a developing device bias voltage and a fixing film, may be sufficient.
またさらに、以上説明した実施例では、MFP装置を例として説明したが本発明はこれによって限定されるこのではなく、例えば、単機能のプリンタ装置にも本発明は適用可能である。
Furthermore, in the above-described embodiments, the MFP apparatus has been described as an example. However, the present invention is not limited to this, and for example, the present invention can be applied to a single-function printer apparatus.
10 加熱ローラ、11 ヒータ、13 定着フィルム、14 サーミスタ、
20 加圧ローラ、100 多機能プリンタ装置(MFP装置)、
101 プリンタユニット(画像形成装置)、102 リーダユニット、
103 ADFユニット、132 帯電ローラ、150 定着器、201 CPU、
203 商用交流電源、204 トランス 214 トランス駆動回路
301 AC反転電圧生成回路、401 AC反転電圧印加回路
10 heating roller, 11 heater, 13 fixing film, 14 thermistor,
20 pressure roller, 100 multifunction printer device (MFP device),
101 printer unit (image forming apparatus), 102 reader unit,
103 ADF unit, 132 charging roller, 150 fixing device, 201 CPU,
203 AC power supply, 204
Claims (10)
交流電源からの交流電圧を印加して加熱されるヒータが備えられた第1のローラと前記第1のローラと対となって回転する第2のローラとを備え、前記第1のローラと前記第2のローラとにより前記記録媒体を挟持し、前記第1のローラと前記第2のローラとを回転させながら、前記記録媒体を加熱、搬送して、前記画像を定着する定着手段と、
前記ヒータの近傍に備えられ、前記ヒータの温度を検知する検知手段と、
前記検知手段により検知される前記ヒータの温度を表わす信号から該信号の直流成分を除去し、交流成分を取り出すフィルタ手段と、
前記フィルタ手段により取り出された交流成分とは逆位相の交流電圧を生成する第1の生成手段と、
予め定められた目標電圧に前記第1の生成手段により生成された前記逆位相の交流電圧を加えた電圧に基づいて、バイアス電圧を生成する第2の生成手段と、
前記第2の生成手段により生成されたバイアス電圧に基づく電圧を印加して、前記第1のローラと前記画像形成装置の他の構成要素とを帯電させる帯電手段とを有することを特徴とする画像形成装置。 An image forming unit that forms an image on a recording medium, and an image forming apparatus that thermally fixes an image formed on the recording medium by the image forming unit,
A first roller provided with a heater that is heated by applying an AC voltage from an AC power source, and a second roller that rotates in pairs with the first roller, the first roller and the A fixing unit that fixes the image by sandwiching the recording medium with a second roller and heating and conveying the recording medium while rotating the first roller and the second roller;
A detecting means provided in the vicinity of the heater for detecting the temperature of the heater;
Filter means for removing a direct current component of the signal from a signal representing the temperature of the heater detected by the detection means and extracting an alternating current component;
First generating means for generating an AC voltage having a phase opposite to that of the AC component extracted by the filter means;
Second generation means for generating a bias voltage based on a voltage obtained by adding the reverse-phase AC voltage generated by the first generation means to a predetermined target voltage;
An image comprising: a charging unit that applies a voltage based on the bias voltage generated by the second generation unit to charge the first roller and other components of the image forming apparatus. Forming equipment.
前記定着フィルムが前記帯電手段により帯電されることを特徴とする請求項1に記載の画像形成装置。 The outer periphery of the first roller is covered with a fixing film,
The image forming apparatus according to claim 1, wherein the fixing film is charged by the charging unit.
前記ヒータと前記サーミスタとの間に形成される第2の浮遊容量を通じて前記交流電圧が、前記サーミスタにより検知され前記ヒータの温度を表わす信号に重畳され、
前記バイアス電圧に重畳される前記交流電圧と、前記ヒータの温度を表わす信号に重畳される前記交流電圧とは同位相であることを特徴とする請求項3に記載の画像形成装置。 The detection means includes a thermistor,
The AC voltage is detected by the thermistor through a second stray capacitance formed between the heater and the thermistor and is superimposed on a signal representing the temperature of the heater,
The image forming apparatus according to claim 3, wherein the alternating voltage superimposed on the bias voltage and the alternating voltage superimposed on a signal representing the temperature of the heater have the same phase.
前記反転増幅回路の増幅率は、前記バイアス電圧の交流成分と、前記サーミスタからの出力電圧の交流成分とを予め測定し、該測定の結果に基づいて、前記バイアス電圧の交流成分による変動分がゼロになるように決定されることを特徴とする請求項4に記載の画像形成装置。 The first generation unit includes an inverting amplifier circuit that generates an AC voltage having a phase opposite to that of the AC component extracted by the filter unit;
The amplification factor of the inverting amplifier circuit is obtained by measuring the AC component of the bias voltage and the AC component of the output voltage from the thermistor in advance, and based on the measurement result, the fluctuation due to the AC component of the bias voltage is reduced. The image forming apparatus according to claim 4, wherein the image forming apparatus is determined to be zero.
前記目標電圧と前記逆位相の交流電圧とを加算する加算手段と、
一次側に、前記加算手段からの出力電圧に基いた電圧が印加され、二次側から前記バイアス電圧が出力されるトランスとを含むことを特徴とする請求項1乃至6のいずれか1項に記載の画像形成装置。 The second generation means includes
Adding means for adding the target voltage and the AC voltage of the opposite phase;
7. The transformer according to claim 1, further comprising: a transformer on the primary side that is applied with a voltage based on the output voltage from the adding means and that outputs the bias voltage from the secondary side. The image forming apparatus described.
前記画像形成装置は、交流電源からの交流電圧を印加して加熱されるヒータが備えられた第1のローラと前記第1のローラと対となって回転する第2のローラとを備え、前記第1のローラと前記第2のローラとにより前記記録媒体を挟持し、前記第1のローラと前記第2のローラとを回転させながら、前記記録媒体を加熱、搬送して、前記画像を定着する定着手段を備え、前記定着方法は、
前記ヒータの近傍に備えられた検知手段により、前記ヒータの温度を検知する検知工程と、
前記検知工程において検知される前記ヒータの温度を表わす信号から該信号の直流成分を除去し、交流成分を取り出すフィルタ工程と、
前記フィルタ工程において取り出された交流成分とは逆位相の交流電圧を生成する第1の生成工程と、
予め定められた目標電圧に前記第1の生成工程において生成された前記逆位相の交流電圧を加えた電圧に基づいて、バイアス電圧を生成する第2の生成工程と、
前記第2の生成工程において生成されたバイアス電圧に基づく電圧を印加して、前記第1のローラと前記画像形成装置の他の構成要素とを帯電させる帯電工程とを有することを特徴とする定着方法。 An image forming unit that forms an image on a recording medium, and a fixing method of an image forming apparatus that thermally fixes an image formed on the recording medium by the image forming unit,
The image forming apparatus includes a first roller provided with a heater that is heated by applying an AC voltage from an AC power source, and a second roller that rotates in pairs with the first roller, The recording medium is sandwiched between the first roller and the second roller, and the recording medium is heated and conveyed while rotating the first roller and the second roller, thereby fixing the image. Fixing means for performing the fixing,
A detection step of detecting the temperature of the heater by a detection means provided in the vicinity of the heater;
A filter step for removing a direct current component of the signal from a signal representing the temperature of the heater detected in the detection step and extracting an alternating current component;
A first generation step of generating an AC voltage having a phase opposite to that of the AC component extracted in the filtering step;
A second generation step of generating a bias voltage based on a voltage obtained by adding the reverse-phase AC voltage generated in the first generation step to a predetermined target voltage;
And a charging step of charging the first roller and other components of the image forming apparatus by applying a voltage based on the bias voltage generated in the second generation step. Method.
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