JP2016109946A - Fixing device and image forming apparatus - Google Patents

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明洋 林
Akihiro Hayashi
明洋 林
博之 吉川
Hiroyuki Yoshikawa
博之 吉川
誠 島添
Makoto Shimazoe
誠 島添
敏和 東
Toshikazu Azuma
敏和 東
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To quickly warm up a resistor heater itself by directly detecting the temperature of the resistor heater and to efficiently shorten a warm-up period.SOLUTION: A fixing device includes a fixing rotary body including heating means, a pressure rotary body coming into contact with the fixing rotary body, to form a nip part, rotary drive means for rotating at least one of the fixing rotary body and the pressure rotary body, and control means for controlling the energization control of the heating means and the drive of the rotary drive means. Further, the fixing device includes temperature detection means for detecting the temperature of the resistor heater. In a warm-up period, the control means starts the energization of the resistor heater in such a state that the rotary drive means is stopped. When the temperature detection means detects that the temperature of the resistor heater becomes a predetermined temperature or more, the control means starts the rotation of the rotary drive means.SELECTED DRAWING: Figure 4

Description

本発明は定着装置及びそれを備えた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 having the same.

プリンターやファクシミリ、複写機などの電子写真方式を用いた画像形成装置では、加熱手段を有する定着ローラと加圧ローラとが圧接して形成されるニップ部に用紙などの被転写部材を通過させることによって、未定着トナー像を加熱・加圧して被転写部材に溶融定着させていた。   In an image forming apparatus using an electrophotographic system such as a printer, a facsimile machine, a copying machine, or the like, a member to be transferred such as paper is passed through a nip portion formed by pressing a fixing roller having a heating unit and a pressure roller. Thus, the unfixed toner image is melted and fixed on the transfer member by heating and pressing.

従来、加熱手段としてはハロゲンヒーターが広く用いられていたが、ハロゲンヒーターでは、通電すると一時的な過負荷状態で大電流(突入電流)が流れて電圧降下が起こり、蛍光灯がちらつくなどフリッカ障害が発生することがある。この突入電流を抑制するために位相制御などの対策も行われているが、ノイズ(雑音端子電圧)の発生という新たな課題が生じノイズフィルターが必要となる。   Conventionally, halogen heaters have been widely used as heating means. However, when halogen heaters are turned on, a large current (inrush current) flows in a temporary overload condition, causing a voltage drop and flicker failure such as flickering of fluorescent lamps. May occur. In order to suppress this inrush current, countermeasures such as phase control have been taken, but a new problem of generating noise (noise terminal voltage) occurs and a noise filter is required.

そこで、加熱手段として、カーボンヒーターなどの抵抗体ヒーターの使用が考えられる。この抵抗体ヒーターによれば、突入電流は発生せずノイズを抑制するための追加フィルター回路も不要となる。   Therefore, it is conceivable to use a resistor heater such as a carbon heater as a heating means. According to this resistor heater, no inrush current is generated and no additional filter circuit for suppressing noise is required.

ところが、抵抗体ヒーターは熱容量が大きく抵抗体ヒーター自身を暖める電力が必要で、ウォームアップ期間がハロゲンヒーターを使用した場合よりも長くなる。このため、定着ローラや加圧ローラを回転停止させた状態で抵抗体ヒーターに通電し抵抗体ヒーター自身を素早く暖める対策が考えられる。   However, the resistor heater has a large heat capacity and requires electric power to warm the resistor heater itself, and the warm-up period becomes longer than when a halogen heater is used. For this reason, it is conceivable to take measures to warm the resistor heater itself by energizing the resistor heater with the fixing roller and the pressure roller stopped rotating.

定着装置のウォームアップ期間において、所定温度に達するまで定着ローラ等の回転を停止させるあるいは回転速度を遅くして、ウォームアップ期間を短くする技術は従来から提案されている(例えば特許文献1〜3)。   In the warm-up period of the fixing device, a technique for shortening the warm-up period by stopping the rotation of the fixing roller or the like until the predetermined temperature is reached or slowing the rotation speed has been proposed (for example, Patent Documents 1 to 3). ).

特開2005−172966号公報JP 2005-172966 A 特開2001−154530号公報JP 2001-154530 A 特開平10−213987号公報JP-A-10-213987

しかし、前記提案技術はいずれもローラの表面温度を測定し、測定されたローラ表面温度に基づきローラの回転制御を行うものである。ヒーターからの熱がローラ表面に伝わるまでには時間がかかる。抵抗体ヒーター自身が暖まり十分な発熱性能を発揮できるタイミングでローラを回転開始できればウォームアップ期間を効率的に短縮できるが、抵抗体ヒーターが暖まったかどうかをローラ表面温度によって間接的に検知する従来の方式では温度検出が不可避的に遅れる。   However, all of the proposed techniques measure the surface temperature of the roller, and control the rotation of the roller based on the measured roller surface temperature. It takes time for the heat from the heater to reach the roller surface. Warm-up period can be shortened efficiently if the roller heater can start rotating at the timing when the resistor heater itself is warmed up and sufficient heat generation performance can be demonstrated. In the method, temperature detection is inevitably delayed.

そこで本発明の目的は、抵抗体ヒーターの温度を直接検知して、抵抗体ヒーター自身を素早く暖めると共に、ウォームアップ期間を効率的に短縮することにある。   Therefore, an object of the present invention is to directly detect the temperature of the resistor heater, to quickly warm the resistor heater itself, and to efficiently shorten the warm-up period.

前記目的を達成する本発明に係る定着装置は、加熱手段を有する定着回転体と、定着回転体に圧接してニップ部を形成する加圧回転体と、定着回転体及び加圧回転体の少なくとも一方を回転させる回転駆動手段と、前記加熱手段の通電制御及び前記回転駆動手段の駆動を制御する制御手段とを備え、一方面に未定着のトナー像が形成された被転写部材をニップ部を通過させることによって、トナー像を加熱・加圧して被転写部材に溶融定着させる定着装置であって、前記加熱手段が抵抗体ヒーターであり、前記抵抗体ヒーターの温度を検知する温度検知手段をさらに備え、ウォームアップ期間において、前記制御手段は、前記回転駆動手段を停止させた状態で前記抵抗体ヒーターへの通電を開始し、前記抵抗体ヒーターの温度が所定の設定温度以上になったことを前記温度検出手段が検知すると、前記回転駆動手段を回転開始させることを特徴とする。   The fixing device according to the present invention that achieves the above object includes a fixing rotator having a heating unit, a pressure rotator that presses against the fixing rotator to form a nip portion, and at least a fixing rotator and a pressure rotator A rotation driving means for rotating one; and a control means for controlling the energization control of the heating means and the driving of the rotation driving means. A fixing device that heats and pressurizes the toner image by passing the toner image to melt and fix the toner image on the transfer member, wherein the heating unit is a resistor heater, and further includes a temperature detection unit that detects the temperature of the resistor heater. In the warm-up period, the control means starts energizing the resistor heater in a state where the rotation driving means is stopped, and the temperature of the resistor heater is set to a predetermined set temperature. When detecting said temperature detecting means that it is now above, wherein the causing the rotation drive means rotating started.

なお、本発明において「ウォームアップ」とは、主電源がONされてから所定の定着可能温度まで定着回転体を加熱すること、及び主電源がONされた状態で、所定時間画像形成信号が入力されず、定着回転体が定着可能温度よりも低い温度で維持されている状態(待機状態)から定着可能温度まで定着回転体を加熱することを意味する。そして、「ウォームアップ期間」とは、以上のようなウォームアップ動作を行う期間である。   In the present invention, “warm-up” refers to heating the fixing rotator to a predetermined fixable temperature after the main power is turned on, and inputting an image forming signal for a predetermined time while the main power is turned on. In other words, it means that the fixing rotator is heated from a state (standby state) where the fixing rotator is maintained at a temperature lower than the fixable temperature to a fixable temperature. The “warm-up period” is a period during which the above warm-up operation is performed.

前記温度検知手段は、前記抵抗体ヒーターを流れる電流値によって前記抵抗体ヒーターの温度が設定温度以上になったことを検知するものであってもよい。   The temperature detecting means may detect that the temperature of the resistor heater has become equal to or higher than a preset temperature based on a current value flowing through the resistor heater.

あるいはまた、前記温度検知手段は、前記抵抗体ヒーターの消費電力によって前記抵抗体ヒーターの温度が設定温度以上になったことを検知するものであってもよい。   Alternatively, the temperature detecting means may detect that the temperature of the resistor heater has become equal to or higher than a set temperature by power consumption of the resistor heater.

そしてまた、前記温度検知手段は、前記抵抗体ヒーターの積算消費電力によって前記抵抗体ヒーターの温度が設定温度以上になったことを検知するものであってもよい。   In addition, the temperature detecting means may detect that the temperature of the resistor heater has become equal to or higher than a preset temperature based on the accumulated power consumption of the resistor heater.

前記制御手段は、ウォームアップ期間における前記回転駆動手段による前記定着回転体及び前記加圧回転体の少なくとも一方の回転速度を段階的に変化させるようにしてもよい。   The control means may change the rotational speed of at least one of the fixing rotator and the pressure rotator by the rotation driving means in a warm-up period in a stepwise manner.

あるいは、前記制御手段は、ウォームアップ期間における前記回転駆動手段による前記定着回転体及び前記加圧回転体の少なくとも一方の回転速度を、定着動作時の回転速度よりも遅くするようにしてもよい。   Alternatively, the control means may make the rotation speed of at least one of the fixing rotator and the pressure rotator by the rotation driving means during the warm-up period slower than the rotation speed during the fixing operation.

また、前記制御手段は、前記抵抗体ヒーターへの通電を開始してから所定時間以上経過しても、前記温度検知手段による検知温度が前記回転駆動手段を回転開始させる設定温度に達しない場合は、前記回転駆動手段を強制的に回転開始させるようにしてもよい。   Further, when the temperature detected by the temperature detecting means does not reach the set temperature at which the rotation driving means starts to rotate even after a predetermined time has elapsed since the energization of the resistor heater is started, The rotation driving means may be forcibly started to rotate.

あるいは、前記制御手段は、前記抵抗体ヒーターへの通電を開始してから所定時間以上経過しても、前記温度検知手段による検知温度が前記回転駆動手段を回転開始させる設定温度に達しない場合は、前記抵抗体ヒーターへの通電を停止するようにしてもよい。   Alternatively, when the temperature detected by the temperature detecting means does not reach the set temperature at which the rotation driving means starts rotating even after a predetermined time has elapsed since the energization of the resistor heater was started, The energization of the resistor heater may be stopped.

前記加熱手段としてハロゲンヒーターをさらに設け、前記ハロゲンヒーターを前記抵抗体ヒーターの近傍に設け、前記制御手段は、前記抵抗体ヒーターに通電を開始した後、前記ハロゲンヒーターに通電を開始するようにしてもよい。   A halogen heater is further provided as the heating means, the halogen heater is provided in the vicinity of the resistor heater, and the control means starts energizing the halogen heater after energizing the resistor heater. Also good.

記憶手段をさらに設け、前記設定温度は更新可能に前記記憶手段に記憶され、前記制御手段は、前記設定温度の更新要求がなされた場合、前記設定温度を予め定められた値として前記抵抗体ヒーターに通電を行い、電流値、消費電力、積算消費電力のいずれかの経時変化特性を測定し、測定した経時変化特性から新たな設定温度を決定して更新するようにしてもよい。   A storage means is further provided, and the set temperature is stored in the storage means in an updatable manner, and the control means sets the set temperature as a predetermined value when the update request for the set temperature is made. The time-dependent change characteristic of any one of current value, power consumption, and integrated power consumption may be measured, and a new set temperature may be determined and updated from the measured change-time characteristic.

本発明によれば、前記のいずれかに記載の定着装置を備えたことを特徴とする画像形成装置が提供される。   According to the present invention, there is provided an image forming apparatus comprising the fixing device as described above.

本発明の定着装置では、抵抗体ヒーターの温度が所定の設定温度に達するまで回転駆動手段を停止させるので抵抗体ヒーター自身を素早く暖めることができる。また、抵抗体ヒーターの温度を直接検知するので、抵抗体ヒーター自身が暖まり十分な発熱性能を発揮できるタイミングで回転駆動手段を回転開始できウォームアップ期間を効率的に短縮できる。   In the fixing device of the present invention, since the rotation driving means is stopped until the temperature of the resistor heater reaches a predetermined set temperature, the resistor heater itself can be quickly warmed. Further, since the temperature of the resistor heater is directly detected, the rotation driving means can be started at a timing at which the resistor heater itself can be warmed up and exhibit sufficient heat generation performance, and the warm-up period can be shortened efficiently.

本発明に係る画像形成装置の一実施形態を示す概説図である。1 is a schematic diagram illustrating an embodiment of an image forming apparatus according to the present invention. 本発明に係る定着装置の一実施形態を示す概説図である。1 is a schematic view showing an embodiment of a fixing device according to the present invention. 本発明に係る定着装置の一実施形態を示す制御回路及び構成図である。1 is a control circuit and a configuration diagram illustrating an embodiment of a fixing device according to the present invention. ウォームアップ動作における定着ローラ回転駆動及びカーボンヒーターのON・OFFを示すタイミングチャートである。7 is a timing chart showing fixing roller rotation driving and ON / OFF of a carbon heater in a warm-up operation. 定着ベルトの表面温度とカーボンヒーターの消費電力の経時変化を示す図である。It is a figure which shows the time-dependent change of the surface temperature of a fixing belt, and the power consumption of a carbon heater. 本発明の定着装置の制御例を示すフローチャートである。6 is a flowchart illustrating an example of control of the fixing device of the present invention. ウォームアップ期間の定着ローラの回転速度が段階的に変化される場合のフローチャートである。10 is a flowchart when the rotation speed of the fixing roller during the warm-up period is changed stepwise. ウォームアップ期間の定着ローラの回転速度が通常定着動作における回転速度よりも遅い場合のフローチャートである。10 is a flowchart in a case where the rotation speed of the fixing roller during the warm-up period is slower than the rotation speed in the normal fixing operation. 定着ベルトの局所的な過熱を防止する制御例を示すフローチャートである。6 is a flowchart illustrating a control example for preventing local overheating of the fixing belt. 図9に示した制御を行った場合における定着ベルトの表面温度の経時変化を示す図である。FIG. 10 is a diagram showing a change with time of the surface temperature of the fixing belt when the control shown in FIG. 9 is performed. 定着ベルトの局所的な過熱を防止する他の制御例を示すフローチャートである。10 is a flowchart illustrating another control example for preventing local overheating of the fixing belt. 本発明に係る定着装置の他の実施形態を示す概略構成図である。It is a schematic block diagram which shows other embodiment of the fixing device which concerns on this invention. 図12に示す定着装置のウォームアップ動作における定着ローラ回転駆動及びハロゲンヒーターとカーボンヒーターのON・OFFを示すタイミングチャートである。13 is a timing chart showing fixing roller rotation driving and ON / OFF of a halogen heater and a carbon heater in a warm-up operation of the fixing device shown in FIG. 12. 本発明の定着装置の制御例を示すフローチャートである。6 is a flowchart illustrating an example of control of the fixing device of the present invention.

以下、本発明に係る定着装置及び画像形成装置について図に基づいて説明するが、本発明はこれらの実施形態に何ら限定されるものではない。   Hereinafter, a fixing device and an image forming apparatus according to the present invention will be described with reference to the drawings. However, the present invention is not limited to these embodiments.

図1は、本発明の画像形成装置及び定着装置の一実施形態を示す概説図である。図1の画像形成装置Dは所謂タンデム方式のカラープリンターである。もちろん、プリンターのほか、さらにスキャナーを有する複写機、ファクシミリ又はそれらの機能を複合的に備えた複合機等にも本発明を適用することができる。また、画像形成方式としてはタンデム方式に限定されるものではなく、他の方式、例えば、回転軸の周囲に4つの現像装置を配置し、これらを順次静電潜像担持体に対向させてフルカラー画像を作成する所謂4サイクル方式、あるいは一つの現像装置でモノクロ画像を作成するモノクロ方式であっても構わない。   FIG. 1 is a schematic diagram showing an embodiment of an image forming apparatus and a fixing device of the present invention. The image forming apparatus D in FIG. 1 is a so-called tandem color printer. Of course, in addition to a printer, the present invention can also be applied to a copying machine having a scanner, a facsimile, or a multi-function machine having these functions combined. Further, the image forming method is not limited to the tandem method, and other methods, for example, four developing devices are arranged around the rotation shaft, and these are sequentially opposed to the electrostatic latent image carrier to be full color. A so-called four-cycle method of creating an image or a monochrome method of creating a monochrome image with one developing device may be used.

画像形成装置Dは、導電性を有する無端状の中間転写ベルト33を有する。中間転写ベルト33は、図の左右両側にそれぞれ配置された一対のローラ31,32に掛架されている。ローラ32は不図示のモータに連結されており、モータの駆動によってローラ32は反時計回りに回転し、これによって中間転写ベルト33とこれに接するローラ31は従動回転する。ローラ32に支持されているベルト部分の外側には、二次転写ローラ34が圧接している。この二次転写ローラ34と中間転写ベルト33とのニップ部(二次転写領域)において中間転写ベルト33上に形成されたトナー像が、搬送されてきた用紙Pに転写される。   The image forming apparatus D includes an endless intermediate transfer belt 33 having conductivity. The intermediate transfer belt 33 is hung on a pair of rollers 31 and 32 disposed on both the left and right sides in the drawing. The roller 32 is connected to a motor (not shown), and the roller 32 rotates counterclockwise by driving the motor, whereby the intermediate transfer belt 33 and the roller 31 in contact therewith are driven to rotate. A secondary transfer roller 34 is in pressure contact with the outside of the belt portion supported by the roller 32. The toner image formed on the intermediate transfer belt 33 at the nip portion (secondary transfer region) between the secondary transfer roller 34 and the intermediate transfer belt 33 is transferred onto the conveyed paper P.

また、ローラ31に支持されているベルト部分の外側には、中間転写ベルト33の表面をクリーニングするクリーニング部材35が設けられている。このクリーニング部材35は中間転写ベルト33を介してローラ31に圧接しており、その接触部で未転写トナーを回収する。   A cleaning member 35 for cleaning the surface of the intermediate transfer belt 33 is provided outside the belt portion supported by the roller 31. The cleaning member 35 is in pressure contact with the roller 31 via the intermediate transfer belt 33, and untransferred toner is collected at the contact portion.

ローラ31とローラ32とに掛架された中間転写ベルト33の下側には、中間転写ベルト33の回転方向上流側から順に、イエロー(Y)、マゼンタ(M)、シアン(C)、ブラック(K)の4つの作像部2Y,2M,2C,2K(以下、「作像部2」と総称することがある)が配置されている。これらの作像部2では、各色の現像剤をそれぞれ用いて対応する色のトナー像が作成される。   Below the intermediate transfer belt 33 suspended between the rollers 31 and 32, yellow (Y), magenta (M), cyan (C), black ( K) four image forming units 2Y, 2M, 2C, and 2K (hereinafter may be collectively referred to as “image forming unit 2”). In these image forming units 2, corresponding color toner images are created using the respective color developers.

作像部2は、静電潜像担持体として円筒状の感光体20を有する。そして、感光体20の周囲には、その回転方向(時計回り方向)に沿って順に、帯電器21、現像装置23、一次転写ローラ24、および感光体クリーニング部材25が配置されている。一次転写ローラ24は中間転写ベルト33を挟んで感光体20に圧接し、ニップ部(一次転写領域)を形成している。また、作像部2の下方には露光装置22が配置されている。   The image forming unit 2 includes a cylindrical photoconductor 20 as an electrostatic latent image carrier. Around the photoconductor 20, a charger 21, a developing device 23, a primary transfer roller 24, and a photoconductor cleaning member 25 are arranged in this order along the rotation direction (clockwise direction). The primary transfer roller 24 is in pressure contact with the photoconductor 20 with the intermediate transfer belt 33 interposed therebetween to form a nip portion (primary transfer region). An exposure device 22 is disposed below the image forming unit 2.

この図に示す実施形態では、帯電器21としてローラ帯電方式のものを用いているが、帯電器21の種類は特に限定されるものでなく、コロナ放電方式の帯電チャージャー、ブレード状の帯電部材、ブラシ状の帯電部材等を用いてももちろん構わない。また、この実施形態では、感光体クリーニング部材25として板状ブレードを用い、その一端側を感光体20の外周面に接触させて、感光体20の表面に残留するトナーを回収除去しているが、感光体クリーニング部材25は板状ブレードに限られるものでなく、例えば、固定ブラシ、回転ブラシ、ローラ、及びそれら複数の部材を組み合わせたものを使用することもできる。なお、感光体クリーニング部材25は必ずしも設ける必要はなく、感光体20上の未転写トナーの回収を現像装置23によって行うクリーナーレス方式を採用することもできる。   In the embodiment shown in this figure, a roller charging type is used as the charger 21, but the type of the charger 21 is not particularly limited, and a corona discharge type charging charger, a blade-shaped charging member, Of course, a brush-like charging member or the like may be used. In this embodiment, a plate-like blade is used as the photosensitive member cleaning member 25, and one end thereof is brought into contact with the outer peripheral surface of the photosensitive member 20 to collect and remove toner remaining on the surface of the photosensitive member 20. The photosensitive member cleaning member 25 is not limited to a plate blade, and for example, a fixed brush, a rotating brush, a roller, and a combination of these members can also be used. Note that the photoconductor cleaning member 25 is not necessarily provided, and a cleanerless system in which the developing device 23 collects untransferred toner on the photoconductor 20 may be employed.

中間転写ベルト33の上方には、各色の現像装置23に補給するトナーを収容したホッパー4Y,4M,4C,4K(以下、「ホッパー4」と総称することがある)がそれぞれ配置されている。また、露光装置22の下部には、給紙装置として給紙カセット50が着脱可能に配置されている。給紙カセット50内に積載収容された用紙(被転写部材)Pは、給紙カセット50の近傍に配置された給紙ローラ51の回転によって最上紙から順に1枚ずつ搬送路に送り出される。給紙カセット50から送り出された用紙Pは、レジストローラ対52に搬送され、ここで所定のタイミングで二次転写領域に送り出される。   Above the intermediate transfer belt 33, hoppers 4Y, 4M, 4C, and 4K (hereinafter sometimes collectively referred to as “hopper 4”) containing toner to be supplied to the developing devices 23 of the respective colors are arranged. A paper feed cassette 50 is detachably disposed as a paper feed device below the exposure device 22. The sheets (transferred members) P stacked and accommodated in the sheet feeding cassette 50 are sent out one by one to the conveyance path in order from the uppermost sheet by the rotation of the sheet feeding roller 51 disposed in the vicinity of the sheet feeding cassette 50. The paper P sent out from the paper feed cassette 50 is conveyed to the registration roller pair 52 and is sent out to the secondary transfer area at a predetermined timing.

画像形成装置Dは、1色のトナー(例えばブラック)を用いてモノクロ画像を形成するモノクロモードと、4色のトナーを用いてカラー画像を形成するカラーモードとに切り替え可能となっている。   The image forming apparatus D can be switched between a monochrome mode in which a monochrome image is formed using one color toner (for example, black) and a color mode in which a color image is formed using four color toners.

カラーモードにおける画像形成動作例について簡単に説明すると、まず、各作像部2において、所定の周速度で回転駆動される感光体20の外周面が帯電器21により帯電される。次に、帯電された感光体20の表面に、画像情報に応じた光が露光装置22から投射されて静電潜像が形成される。続いて、この静電潜像は、現像装置23から供給される現像剤としてのトナーにより顕在化される。このようにして感光体20の表面に形成された各色のトナー像は、感光体20の回転によって一次転写領域に達すると、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの順で、感光体20から中間転写ベルト33上へ転写(一次転写)されて重ねられる。   An image forming operation example in the color mode will be briefly described. First, in each image forming unit 2, the outer peripheral surface of the photoreceptor 20 that is rotationally driven at a predetermined peripheral speed is charged by the charger 21. Next, light corresponding to image information is projected from the exposure device 22 on the surface of the charged photoconductor 20 to form an electrostatic latent image. Subsequently, the electrostatic latent image is made visible by toner as a developer supplied from the developing device 23. When the toner image of each color formed on the surface of the photoreceptor 20 in this way reaches the primary transfer region by the rotation of the photoreceptor 20, the toner image is transferred from the photoreceptor 20 to the intermediate transfer belt in the order of yellow, magenta, cyan, and black. 33 is transferred (primary transfer) and superimposed.

中間転写ベルト33に転写されることなく感光体20上に残留した未転写トナーは、感光体クリーニング部材25で掻き取られ、感光体20の外周面から除去される。   Untransferred toner remaining on the photoconductor 20 without being transferred to the intermediate transfer belt 33 is scraped off by the photoconductor cleaning member 25 and removed from the outer peripheral surface of the photoconductor 20.

重ね合わされた4色のトナー像は、中間転写ベルト33によって二次転写領域に搬送される。一方、そのタイミングに合わせて、レジストローラ対52から二次転写領域に用紙Pが搬送される。そして、4色のトナー像が、二次転写領域において中間転写ベルト33から用紙Pに転写(二次転写)される。4色のトナー像が転写された用紙Pは、定着装置1へ搬送される。定着装置1において用紙Pは、定着ベルト14を介して圧接した定着ローラ11と加圧ローラ12とのニップ部を通過する。この間に用紙Pは加熱・加圧され、用紙P上のトナー像は用紙Pに溶融定着する。なお、定着装置1の具体的な構成については後述する。トナー像が定着した用紙Pは排出ローラ対53によって排紙トレイ54に排出される。   The superimposed four color toner images are conveyed to the secondary transfer region by the intermediate transfer belt 33. On the other hand, the paper P is conveyed from the registration roller pair 52 to the secondary transfer area in accordance with the timing. Then, the four color toner images are transferred (secondary transfer) from the intermediate transfer belt 33 to the paper P in the secondary transfer region. The paper P on which the four color toner images are transferred is conveyed to the fixing device 1. In the fixing device 1, the paper P passes through a nip portion between the fixing roller 11 and the pressure roller 12 that are in pressure contact with each other via the fixing belt 14. During this time, the paper P is heated and pressurized, and the toner image on the paper P is melted and fixed on the paper P. A specific configuration of the fixing device 1 will be described later. The paper P on which the toner image is fixed is discharged to a paper discharge tray 54 by a discharge roller pair 53.

一方、二次転写領域を通過した中間転写ベルト33は、クリーニングブレード35で清掃される。その後、各感光体20及び中間転写ベルト33の回転駆動が停止される。   On the other hand, the intermediate transfer belt 33 that has passed through the secondary transfer region is cleaned by the cleaning blade 35. Thereafter, the rotational drive of each photoconductor 20 and the intermediate transfer belt 33 is stopped.

図2に、図1の画像形成装置Dに搭載されている定着装置1の概略構成図を示す。この定着装置1では、加熱ローラ(加熱手段)13と定着ローラ11との間に定着ベルト14が掛架されて定着回転体が構成されており、加圧ローラ(加圧回転体)12が定着ベルト14及び定着ローラ11に圧接している。定着ローラ11は、回転駆動手段としてのモーターMによって反時計回りに回転し、これによって定着ベルト14及び加圧ローラ12、加熱ローラ13はそれぞれ従動して回転する。なお、モーターMを定着ローラ11ではなく、加熱ローラ13又は加圧ローラ12に設けて駆動回転させ、他のローラを従動回転させるようにしてもよい。加熱ローラ13には、加熱ローラ13の長手方向に棒状のカーボンヒーター(抵抗体ヒーター,加熱手段)15が内蔵されている。また加熱ローラ13の外周部には、定着ベルト14の表面温度を検知する温度センサー17が設置されている。   FIG. 2 is a schematic configuration diagram of the fixing device 1 mounted on the image forming apparatus D of FIG. In this fixing device 1, a fixing belt 14 is suspended between a heating roller (heating means) 13 and a fixing roller 11 to form a fixing rotating body, and a pressure roller (pressure rotating body) 12 is fixed. The belt 14 and the fixing roller 11 are pressed against each other. The fixing roller 11 is rotated counterclockwise by a motor M serving as a rotation driving unit, whereby the fixing belt 14, the pressure roller 12, and the heating roller 13 are driven to rotate. The motor M may be provided not on the fixing roller 11 but on the heating roller 13 or the pressure roller 12 to be driven and rotated, and the other rollers may be driven to rotate. The heating roller 13 incorporates a rod-like carbon heater (resistor heater, heating means) 15 in the longitudinal direction of the heating roller 13. A temperature sensor 17 that detects the surface temperature of the fixing belt 14 is installed on the outer peripheral portion of the heating roller 13.

このような構成の定着装置1において、搬送されてきた用紙Pは、未定着のトナー像tが載った面が定着ベルト14側になるように、定着ベルト14と加圧ローラ12とによって形成されたニップ部を通過する。ニップ部を通過する間に、トナー像tに対して加熱及び加圧がなされ、トナー像tは溶融して用紙Pに定着する。その後、用紙Pは排紙トレイ54(図1に図示)へ排出される。   In the fixing device 1 having such a configuration, the conveyed paper P is formed by the fixing belt 14 and the pressure roller 12 so that the surface on which the unfixed toner image t is placed is on the fixing belt 14 side. Pass through the nip. While passing through the nip portion, the toner image t is heated and pressurized, and the toner image t is melted and fixed on the paper P. Thereafter, the paper P is discharged to a paper discharge tray 54 (shown in FIG. 1).

定着装置1は、定着処理動作を統括的に制御する制御部と、制御部が制御を行うための制御プログラム等が格納されたROMと、制御を行うためのワークエリアを制御部に提供するRAMとを備える。制御部は、定着ニップ部における定着温度を未定着のトナー像の定着に適した温度に維持するように加熱制御を実行する。より詳細には、制御部は、温度センサー17による検知温度の情報を取得し、温度センサー17の検知温度が、用紙の種類等に基づき設定される目標温度に近づくように加熱制御を実行する。このとき、制御部は、温度センサー17の検知温度に応じて設定電力値を設定し、ヒーター制御回路は、制御部からの命令に従って、カーボンヒーター15に投入する電源からの電力をON/OFF制御する。また、駆動制御回路は制御部からの命令に従ってモーターMに電力を供給し、定着ローラを回転駆動及び停止させる。   The fixing device 1 includes a control unit that comprehensively controls the fixing processing operation, a ROM that stores a control program for the control unit to perform control, and a RAM that provides the control unit with a work area for performing the control. With. The controller performs heating control so that the fixing temperature at the fixing nip is maintained at a temperature suitable for fixing an unfixed toner image. More specifically, the control unit acquires information about the temperature detected by the temperature sensor 17 and executes heating control so that the temperature detected by the temperature sensor 17 approaches a target temperature set based on the type of paper. At this time, the control unit sets a set power value according to the temperature detected by the temperature sensor 17, and the heater control circuit performs on / off control of power from the power source to be input to the carbon heater 15 in accordance with a command from the control unit. To do. The drive control circuit supplies power to the motor M in accordance with a command from the control unit, and rotates and stops the fixing roller.

図3に定着装置1の制御回路及び構成図を示す。電源から供給された電力は、定着駆動回路内のノイズフィルターを経由しカーボンヒーター15に送られる。カーボンヒーター15へ供給される電力は、ヒーター制御回路からのON/OFF制御信号により制御される。具体的には、ヒーター制御回路内のフォトトライアックカプラーに制御部から制御信号が入力されることによりトライアックがON/OFFする。実際のカーボンヒーター15のON/OFFは、トライアックがONすることによりカーボンヒーター15へ電力が供給され、トライアックがOFFすると電力が遮断される。   FIG. 3 shows a control circuit and a configuration diagram of the fixing device 1. The electric power supplied from the power source is sent to the carbon heater 15 via a noise filter in the fixing drive circuit. The electric power supplied to the carbon heater 15 is controlled by an ON / OFF control signal from the heater control circuit. Specifically, the triac is turned ON / OFF when a control signal is input from the control unit to the phototriac coupler in the heater control circuit. In actual ON / OFF of the carbon heater 15, electric power is supplied to the carbon heater 15 when the triac is turned ON, and the electric power is cut off when the triac is turned OFF.

一方、定着ローラ11の駆動制御は、制御部から出力された回転制御信号に従って駆動制御回路がモーターMを駆動し定着ローラ11を回転制御する。   On the other hand, in the drive control of the fixing roller 11, the drive control circuit drives the motor M in accordance with the rotation control signal output from the control unit to control the rotation of the fixing roller 11.

ヒーター温度検知手段は、定着駆動回路内の電流検知手段と電圧検知手段によってカーボンヒーター15への電流値・電圧値・消費電力・積算消費電力を検知し、カーボンヒーター15の温度を検知する。すなわち、カーボンヒーター15などの抵抗体ヒーターでは電力量は熱量と等しくなるので、検知された消費電力(電流×電圧)や積算消費電力によってカーボンヒーター15の温度が検知できる。なお、通常、電圧値は大きく変化しないので、電流値を検知することによってもカーボンヒーター15の温度を検知できる。なお、本発明で使用できる抵抗体ヒーターはカーボンヒーターに限定されるものではなく、従来公知のものが使用できる。   The heater temperature detection means detects the current value, voltage value, power consumption, and integrated power consumption to the carbon heater 15 by the current detection means and voltage detection means in the fixing drive circuit, and detects the temperature of the carbon heater 15. That is, in the resistor heater such as the carbon heater 15, the amount of electric power is equal to the amount of heat, so that the temperature of the carbon heater 15 can be detected based on the detected power consumption (current × voltage) and accumulated power consumption. Normally, the voltage value does not change greatly, so that the temperature of the carbon heater 15 can also be detected by detecting the current value. The resistor heater that can be used in the present invention is not limited to a carbon heater, and a conventionally known one can be used.

トナー像tを用紙Pに定着させるためには、定着ベルト14を所定温度まで昇温させる必要がある。定着ベルト14を、定着処理可能な温度まで昇温させるウォームアップ動作について説明する。   In order to fix the toner image t on the paper P, it is necessary to raise the temperature of the fixing belt 14 to a predetermined temperature. A warm-up operation for raising the temperature of the fixing belt 14 to a temperature at which the fixing process can be performed will be described.

図4に、本発明に係る定着装置のウォームアップ動作における定着ローラの回転駆動及びカーボンヒーターのON・OFFを示すタイミングチャートを示す。まず、時間t1において、制御部からヒーター制御回路内のトライアックにON指示信号に送られ、カーボンヒーターに電力が供給される。このとき定着ローラはまだ回転駆動していない。次いで、時間t2において、制御部が、ヒーター温度検知手段からの信号に基づいてカーボンヒーターが所定の設定温度以上になったと判断すると、制御部から駆動制御回路に定着ローラを所定回転数で回転駆動する指示信号が送られ、駆動制御回路によりモーターMが駆動され定着ローラが回転開始する。そして、時間t3において、制御部からヒーター制御回路及び駆動制御回路にOFF指示信号が出力されると、カーボンヒーターへの電力供給はOFFとなると同時に、定着ローラの回転駆動もOFFとなる。   FIG. 4 is a timing chart showing rotation driving of the fixing roller and ON / OFF of the carbon heater in the warm-up operation of the fixing device according to the present invention. First, at time t1, an ON instruction signal is sent from the control unit to the triac in the heater control circuit, and power is supplied to the carbon heater. At this time, the fixing roller is not yet driven to rotate. Next, at time t2, when the control unit determines that the carbon heater has reached a predetermined set temperature or more based on a signal from the heater temperature detection means, the control unit drives the fixing roller to the drive control circuit at a predetermined rotational speed. An instruction signal is sent, and the motor M is driven by the drive control circuit, and the fixing roller starts to rotate. At time t3, when an OFF instruction signal is output from the control unit to the heater control circuit and the drive control circuit, the power supply to the carbon heater is turned off, and the rotation driving of the fixing roller is also turned off.

図5に、カーボンヒーターの消費電力、定着ベルトの表面温度の経時変化を示す。カーボンヒーターONと同時に定着ローラの回転駆動ONとする従来の定着装置の場合、図5の破線で示すように、定着ベルトの表面温度は、定着温度である温度170℃まで一定の速度で昇温する。   FIG. 5 shows changes over time in the power consumption of the carbon heater and the surface temperature of the fixing belt. In the case of a conventional fixing device in which the rotation of the fixing roller is turned ON simultaneously with the carbon heater ON, the surface temperature of the fixing belt is increased at a constant speed up to a fixing temperature of 170 ° C. as shown by the broken line in FIG. To do.

一方、定着ローラの回転駆動をOFFとした状態でカーボンヒーターONとし、カーボンヒーターの消費電力が1160Wに達したことを検知して定着ローラの回転駆動ONとする本発明の定着装置の場合、図5の実線で示すように、定着ベルトの表面温度は160℃超まで急激に上昇する。なお、消費電力が1160Wを超えても定着ベルトの表面温度が上昇しているのはカーボンヒーターに熱容量があり余熱によるものである。そして、定着ローラの回転駆動が開始すると定着ベルトの表面温度は急激に下がる。その後、定着温度170℃まで一定の速度で昇温する。図5から明らかなように、定着ベルトの表面温度が定着温度170℃に達するまでの時間は、本発明の定着装置の方が従来の定着装置よりも早い。   On the other hand, in the case of the fixing device of the present invention in which the carbon heater is turned on in a state where the rotation driving of the fixing roller is turned off and the power consumption of the carbon heater reaches 1160 W and the rotation driving of the fixing roller is turned on. As indicated by the solid line 5, the surface temperature of the fixing belt rapidly rises to over 160 ° C. Even if the power consumption exceeds 1160 W, the surface temperature of the fixing belt increases due to the heat capacity of the carbon heater and the residual heat. When the rotation of the fixing roller is started, the surface temperature of the fixing belt rapidly decreases. Thereafter, the temperature is raised to a fixing temperature of 170 ° C. at a constant rate. As is apparent from FIG. 5, the time required for the surface temperature of the fixing belt to reach the fixing temperature of 170 ° C. is faster in the fixing device of the present invention than in the conventional fixing device.

ただし、定着ローラの回転駆動をOFFした状態のままでカーボンヒーターONとし続けると、定着ベルトの表面温度が局所的に上がりすぎ定着ベルトが破損するおそれがある。参考に、定着ローラが回転駆動OFFの状態でカーボンヒータを継続ONとしたときの定着ベルトの表面温度の経時変化を図5の一点鎖線で示す。この場合、定着ベルトの表面温度は170℃を超えて温度上昇を続け、このままでは定着ベルトが破損または発煙発火する危険がある。したがって、定着ベルトが破損せずかつカーボンヒーターが暖まったタイミングで定着ローラの回転駆動ONとすることが重要である。そこで、本発明の定着装置では、温度検知手段でカーボンヒーターの温度を直接検知することとし、カーボンヒーターの温度が設定温度になったことを検知すると定着ローラの回転駆動を開始させる。   However, if the carbon heater is turned on while the rotation driving of the fixing roller is turned off, the surface temperature of the fixing belt may be excessively increased and the fixing belt may be damaged. For reference, the time-dependent change in the surface temperature of the fixing belt when the carbon heater is continuously turned on while the rotation of the fixing roller is OFF is indicated by a one-dot chain line in FIG. In this case, the surface temperature of the fixing belt exceeds 170 ° C., and the temperature continues to rise, and there is a risk that the fixing belt may be broken or emit smoke. Therefore, it is important to turn on the fixing roller when the fixing belt is not damaged and the carbon heater is warmed. Therefore, in the fixing device of the present invention, the temperature detection means directly detects the temperature of the carbon heater, and when the temperature of the carbon heater reaches the set temperature, the fixing roller starts to rotate.

図6に、本発明の定着装置におけるウォームアップ期間の制御フローチャートの一例を示す。画像形成装置の主電源がONされると(ステップS101)、加熱ローラのカーボンヒーターが点灯し加熱ローラの加熱が開始される(ステップS102)。このとき、定着ローラの回転駆動はOFF状態である。そして、温度検知手段によるカーボンヒーターの検知温度が所定の設定温度に達したかどうかが判断される(ステップS103)。カーボンヒーターの検知温度が所定の設定温度に達すると、定着ローラが回転駆動される(ステップS104)。そして通常の定着動作に移行する。   FIG. 6 shows an example of a control flowchart of the warm-up period in the fixing device of the present invention. When the main power supply of the image forming apparatus is turned on (step S101), the carbon heater of the heating roller is turned on and heating of the heating roller is started (step S102). At this time, the rotation driving of the fixing roller is in an OFF state. Then, it is determined whether or not the temperature detected by the carbon heater by the temperature detecting means has reached a predetermined set temperature (step S103). When the detected temperature of the carbon heater reaches a predetermined set temperature, the fixing roller is driven to rotate (step S104). Then, the normal fixing operation is performed.

カーボンヒーターの温度を検知する温度検知手段としては、カーボンヒーターを流れる電流値を検知する手段、カーボンヒーターの消費電力や積算消費電力を検知する手段などが好適に使用できる。   As the temperature detection means for detecting the temperature of the carbon heater, a means for detecting the current value flowing through the carbon heater, a means for detecting the power consumption or the integrated power consumption of the carbon heater, and the like can be suitably used.

定着ベルトの表面温度を定着温度まで効率的に昇温させるために、ウォームアップ期間中の定着ローラの回転駆動速度を通常定着動作における回転速度と異なる速度としてもよい。   In order to efficiently raise the surface temperature of the fixing belt to the fixing temperature, the rotational driving speed of the fixing roller during the warm-up period may be different from the rotational speed in the normal fixing operation.

図7に、ウォームアップ期間の定着ローラの回転速度が、段階的に変化される場合のフローチャートを示す。画像形成装置の主電源がONされると(ステップS201)、加熱ローラのカーボンヒーターが点灯し加熱ローラの加熱が開始される(ステップS202)。このとき、定着ローラの回転駆動はOFF状態である。そして、温度検知手段によるカーボンヒーターの検知温度が所定の設定温度に達したかどうかが判断される(ステップS203)。カーボンヒーターの温度が所定の設定温度に達すると、定着ローラが回転速度V1で回転駆動される(ステップS204)。そして、駆動時間が所定時間T1に達すると(ステップS205)、定着ローラは回転速度V1から回転速度V2とされる(ステップS206)。そして、駆動時間が所定時間T2に達すると(ステップS207)、定着ローラは回転駆動V2から回転速度V3とされる(ステップS208)。その後、駆動時間が所定時間T3に達すると(ステップS209)、定着ローラは通常定着動作における回転速度とされる(ステップS210)。   FIG. 7 shows a flowchart when the rotation speed of the fixing roller during the warm-up period is changed stepwise. When the main power supply of the image forming apparatus is turned on (step S201), the carbon heater of the heating roller is turned on and heating of the heating roller is started (step S202). At this time, the rotation driving of the fixing roller is in an OFF state. Then, it is determined whether or not the temperature detected by the carbon heater by the temperature detecting means has reached a predetermined set temperature (step S203). When the temperature of the carbon heater reaches a predetermined set temperature, the fixing roller is rotationally driven at the rotational speed V1 (step S204). When the driving time reaches the predetermined time T1 (step S205), the fixing roller is changed from the rotation speed V1 to the rotation speed V2 (step S206). When the driving time reaches the predetermined time T2 (step S207), the fixing roller is changed from the rotational driving V2 to the rotational speed V3 (step S208). Thereafter, when the driving time reaches the predetermined time T3 (step S209), the fixing roller is set to the rotation speed in the normal fixing operation (step S210).

定着ローラの回転速度V1〜V3は、通常定着動作における回転速度未満で且つこの順で速くなるようにするのが好ましい。表1に、回転速度及び駆動時間の好適一例を示す。なお、定着ローラの回転速度の変化回数に限定はなく、2段階に変化させてもよいし、4段階以上に変化させてもよい。また、駆動時間に限定はない。   It is preferable that the rotation speeds V1 to V3 of the fixing roller be lower than the rotation speed in the normal fixing operation and increase in this order. Table 1 shows a preferred example of the rotation speed and driving time. Note that the number of changes in the rotation speed of the fixing roller is not limited, and may be changed in two steps or may be changed in four or more steps. Further, there is no limitation on the driving time.

図8に、ウォームアップ期間の定着ローラの回転速度が、通常定着動作における回転速度よりも遅い場合のフローチャートを示す。画像形成装置の主電源がONされると(ステップS301)、加熱ローラのカーボンヒーターが点灯し加熱ローラの加熱が開始される(ステップS302)。このとき、定着ローラの回転駆動はOFF状態である。そして、温度検知手段によるカーボンヒーターの検知温度が所定の設定温度に達したかどうかが判断される(ステップS303)。カーボンヒーターの検知温度が所定の設定温度に達すると、定着ローラが、通常定着動作における回転速度よりも遅い回転速度V4で回転駆動される(ステップS304)。そして、駆動時間が所定時間T4に達すると(ステップS305)、定着ローラは回転速度V4から通常定着動作における回転速度とされる(ステップS306)。定着ローラの通常定着動作における回転速度が135mm/secの場合、回転速度V4としては90mm/sec、駆動時間T4としては3〜4secが例示される。   FIG. 8 shows a flowchart when the rotation speed of the fixing roller during the warm-up period is slower than the rotation speed in the normal fixing operation. When the main power supply of the image forming apparatus is turned on (step S301), the carbon heater of the heating roller is turned on and heating of the heating roller is started (step S302). At this time, the rotation driving of the fixing roller is in an OFF state. Then, it is determined whether or not the temperature detected by the carbon heater by the temperature detecting means has reached a predetermined set temperature (step S303). When the detected temperature of the carbon heater reaches a predetermined set temperature, the fixing roller is rotationally driven at a rotational speed V4 that is slower than the rotational speed in the normal fixing operation (step S304). When the driving time reaches the predetermined time T4 (step S305), the fixing roller is changed from the rotation speed V4 to the rotation speed in the normal fixing operation (step S306). When the rotation speed in the normal fixing operation of the fixing roller is 135 mm / sec, the rotation speed V4 is 90 mm / sec, and the drive time T4 is 3 to 4 sec.

また、温度検知手段の誤検知や正常検知できなかった場合の定着ベルトの局所的な過熱による破損などを防止するために、制御部は、カーボンヒーターへの通電を開始してから所定時間以上経過しても、温度検知手段によるカーボンヒーターの検知温度が所定の設定温度に達しない場合は、定着ローラを強制的に回転駆動させる及び/又はカーボンヒーターへの通電を停止するのが望ましい。   Also, in order to prevent damage due to local overheating of the fixing belt when the temperature detection means is not detected correctly or cannot be detected normally, the control unit has passed a predetermined time or more after starting energization of the carbon heater. However, if the temperature detected by the carbon heater by the temperature detecting means does not reach a predetermined set temperature, it is desirable to forcibly drive the fixing roller to rotate and / or to stop energizing the carbon heater.

図9に、このような場合の制御例を示すフローチャートを示す。画像形成装置の主電源がONされると(ステップS401)、加熱ローラのカーボンヒーターが点灯し加熱ローラの加熱が開始される(ステップS402)。このとき、定着ローラの回転駆動はOFF状態である。そして、温度検知手段によるカーボンヒーターの検知温度が所定の設定温度に達したかどうかが判断される(ステップS403)。カーボンヒーターの検知温度が所定の設定温度に達すると、定着ローラが回転駆動される(ステップS405)。そして通常の定着動作に移行する。一方、カーボンヒーターが点灯してから所定時間経過しても、カーボンヒーターの検知温度が所定の設定温度に達しない場合も(ステップS403で「N」,ステップS404で「Y」)、定着ローラが回転駆動される(ステップS405)。これにより、定着ベルトの局所的な過熱が防止される。なお、前記の所定時間は、カーボンヒーターの通常の暖め時間とそのバラツキとを考慮した時間とする。   FIG. 9 is a flowchart showing an example of control in such a case. When the main power supply of the image forming apparatus is turned on (step S401), the carbon heater of the heating roller is turned on and heating of the heating roller is started (step S402). At this time, the rotation driving of the fixing roller is in an OFF state. Then, it is determined whether the temperature detected by the carbon heater by the temperature detecting means has reached a predetermined set temperature (step S403). When the detected temperature of the carbon heater reaches a predetermined set temperature, the fixing roller is driven to rotate (step S405). Then, the normal fixing operation is performed. On the other hand, even if a predetermined time elapses after the carbon heater is turned on, the detected temperature of the carbon heater does not reach a predetermined set temperature (“N” in step S403, “Y” in step S404). It is rotationally driven (step S405). This prevents local overheating of the fixing belt. The predetermined time is set in consideration of the normal warming time of the carbon heater and its variation.

図10に、図9に示した制御を行った場合における定着ベルトの表面温度の経時変化を示す。定着ローラの回転駆動がOFF状態のまま、カーボンヒーターが点灯してから所定時間経過すると、定着ベルトの表面温度は約190℃にも達する。定着ベルトの表面温度が約190℃に達しても定着ローラが回転駆動されないと、定着ベルトの表面温度は上昇を続け温度220℃を超えて異常発生温度領域に入る。これに対し、定着ベルトの表面温度が約190℃に達したところで、定着ローラが強制的に回転駆動されると、定着ベルトの表面温度は低下し約180℃を維持するようになり、定着ベルトの局所的な過熱が防止される。   FIG. 10 shows changes with time in the surface temperature of the fixing belt when the control shown in FIG. 9 is performed. When a predetermined time elapses after the carbon heater is turned on with the rotation driving of the fixing roller being OFF, the surface temperature of the fixing belt reaches about 190 ° C. Even if the surface temperature of the fixing belt reaches about 190 ° C., if the fixing roller is not driven to rotate, the surface temperature of the fixing belt continues to rise and exceeds the temperature of 220 ° C. and enters the abnormal temperature range. On the other hand, when the surface temperature of the fixing belt reaches about 190 ° C., when the fixing roller is forcibly driven to rotate, the surface temperature of the fixing belt decreases and maintains about 180 ° C. Is prevented from overheating.

図11に、定着ベルトの局所的な過熱を防止する他の制御例を示すフローチャートを示す。画像形成装置の主電源がONされると(ステップS501)、加熱ローラのカーボンヒーターが点灯し加熱ローラの加熱が開始される(ステップS502)。このとき、定着ローラの回転駆動はOFF状態である。そして、温度検知手段によるカーボンヒーターの検知温度が所定の設定温度に達したかどうかが判断される(ステップS503)。カーボンヒーターの検知温度が所定の設定温度に達すると、定着ローラが回転駆動される(ステップS505)。そして通常の定着動作に移行する。一方、カーボンヒーターが点灯してから所定時間経過しても、カーボンヒーターの検知温度が所定の設定温度に達しない場合は(ステップS503で「N」,ステップS504で「Y」)、カーボンヒーターがOFFとされる(ステップS506)。このような制御によっても、定着ベルトの局所的な過熱が防止される。なお、カーボンヒーターをOFFすると同時に、定着ローラの回転駆動させるようにしてももちろん構わない。   FIG. 11 is a flowchart showing another control example for preventing local overheating of the fixing belt. When the main power supply of the image forming apparatus is turned on (step S501), the carbon heater of the heating roller is turned on and heating of the heating roller is started (step S502). At this time, the rotation driving of the fixing roller is in an OFF state. Then, it is determined whether the temperature detected by the carbon heater by the temperature detecting means has reached a predetermined set temperature (step S503). When the detected temperature of the carbon heater reaches a predetermined set temperature, the fixing roller is driven to rotate (step S505). Then, the normal fixing operation is performed. On the other hand, if the detected temperature of the carbon heater does not reach the predetermined set temperature even after a predetermined time has elapsed since the carbon heater was turned on (“N” in step S503, “Y” in step S504), the carbon heater It is turned off (step S506). Such control also prevents local overheating of the fixing belt. It goes without saying that the fixing roller is driven to rotate simultaneously with turning off the carbon heater.

図12に、本発明に係る定着装置の他の実施形態を示す概略構成図を示す。なお、図12に示す実施形態は、ハロゲンヒーターに関する部分を除き、基本的に前記実施形態と同様であるので、以下の説明では前記実施形態と異なる部分の説明に重点をおき、共通する部分の説明を省略する。   FIG. 12 is a schematic configuration diagram showing another embodiment of the fixing device according to the present invention. The embodiment shown in FIG. 12 is basically the same as the above-described embodiment except for the portion related to the halogen heater. Therefore, in the following description, emphasis will be placed on the description of parts different from the above-described embodiment, and common parts will be described. Description is omitted.

図12に示す定着装置では、加熱ローラ13に内蔵されたカーボンヒーター15の上方近傍にハロゲンヒーター16がさらに設けられている。ハロゲンヒーター16のON/OFF制御は、カーボンヒーター15のON/OFF制御とは別に独立して行われ、具体的には、制御部によってハロゲンヒーター制御回路を介して制御される。制御部は、通常定着動作では、温度センサー17の検出温度に応じてカーボンヒーター15及びハロゲンヒーター16のON/OFF制御を行う。   In the fixing device shown in FIG. 12, a halogen heater 16 is further provided in the vicinity of the upper side of the carbon heater 15 built in the heating roller 13. The ON / OFF control of the halogen heater 16 is performed independently of the ON / OFF control of the carbon heater 15, and specifically, is controlled by the control unit via the halogen heater control circuit. In the normal fixing operation, the control unit performs ON / OFF control of the carbon heater 15 and the halogen heater 16 according to the temperature detected by the temperature sensor 17.

図13に、図12に示す定着装置のウォームアップ動作における定着ローラ回転駆動及びハロゲンヒーターとカーボンヒーターのON・OFFを示すタイミングチャートを示す。まず、時間t1において、制御部からカーボンヒーター制御回路にON指示信号が送られ、カーボンヒーターに電力が供給される。このとき定着ローラはまだ回転駆動していない。次いで、時間t2において、制御部が、ヒーター温度検知手段からの信号に基づいてカーボンヒーターが所定の設定温度以上になったと判断すると、制御部から駆動制御回路に定着ローラを所定回転数で回転駆動する指示信号が送られ、駆動制御回路によりモーターが駆動され定着ローラが回転開始する。そして、カーボンヒーターがONされてから所定の遅延時間△t後である時間t4において、制御部からハロゲンヒーター制御回路にON指示信号が送られ、ハロゲンヒーターに電力が供給される。遅延時間Δtは、カーボンヒーターによってハロゲンヒーターのフィラメントが十分に加熱され、ハロゲンヒーターの突入電流が所定値以下となる時間である。その後、時間t3において、制御部からハロゲンヒーター制御回路、カーボンヒーター制御回路及び駆動制御回路にそれぞれOFF指示信号が出力されると、カーボンヒーター及びハロゲンヒーターへの電力供給はOFFとなると同時に、定着ローラの回転駆動もOFFとなる。   FIG. 13 is a timing chart showing fixing roller rotation driving and ON / OFF of the halogen heater and the carbon heater in the warm-up operation of the fixing device shown in FIG. First, at time t1, an ON instruction signal is sent from the control unit to the carbon heater control circuit, and power is supplied to the carbon heater. At this time, the fixing roller is not yet driven to rotate. Next, at time t2, when the control unit determines that the carbon heater has reached a predetermined set temperature or more based on a signal from the heater temperature detection means, the control unit drives the fixing roller to the drive control circuit at a predetermined rotational speed. The instruction signal is sent, the motor is driven by the drive control circuit, and the fixing roller starts to rotate. Then, at time t4, which is a predetermined delay time Δt after the carbon heater is turned on, an ON instruction signal is sent from the control unit to the halogen heater control circuit, and electric power is supplied to the halogen heater. The delay time Δt is a time during which the filament of the halogen heater is sufficiently heated by the carbon heater and the inrush current of the halogen heater becomes a predetermined value or less. Thereafter, at time t3, when an OFF instruction signal is output from the control unit to the halogen heater control circuit, the carbon heater control circuit, and the drive control circuit, the power supply to the carbon heater and the halogen heater is turned off, and at the same time, the fixing roller Is also turned off.

ハロゲンヒーターの取付位置は、カーボンヒーターからの熱を効率的に得る観点からはカーボンヒーターの近傍で且つ上方であるのが望ましい。また、この実施形態では、ハロゲンヒーターとカーボンヒーターとがそれぞれ1本設けられているが、ハロゲンヒーターとカーボンヒーターとがそれぞれ複数本ある形態においても、ハロゲンヒーターをカーボンヒーターの上方に配置することで、カーボンヒーターからの熱を効率的に得ることができる。また、この実施形態では、ハロゲンヒーターのONタイミングを所定の遅延時間Δt後としたが、ハロゲンヒーターに流れる電流が所定値以下になることを判定できる他の条件をハロゲンヒーターのON条件としてもよい。このような条件としては、例えばハロゲンヒーター自身の温度や定着ベルトの表面温度などが挙げられる。   The mounting position of the halogen heater is preferably close to and above the carbon heater from the viewpoint of efficiently obtaining heat from the carbon heater. In this embodiment, one halogen heater and one carbon heater are provided. However, even in a case where there are a plurality of halogen heaters and carbon heaters, the halogen heater is disposed above the carbon heater. The heat from the carbon heater can be obtained efficiently. In this embodiment, the ON timing of the halogen heater is set after the predetermined delay time Δt. However, other conditions that can determine that the current flowing through the halogen heater is equal to or less than the predetermined value may be used as the ON condition of the halogen heater. . Examples of such conditions include the temperature of the halogen heater itself and the surface temperature of the fixing belt.

カーボンヒーターが経時劣化し新しいものと交換した場合、装置を初期化した場合、保守・点検を行った場合などに、ウォームアップ期間における定着ローラを回転駆動開始させる設定温度を更新するのが好ましい。図14に、このような場合の制御例を示すフローチャートを示す。なお、このフローチャートで示す制御例は、カーボンヒーターが設定温度に達したかどうかがカーボンヒーターを流れる電流値によって検知される場合である。   When the carbon heater is deteriorated with time and replaced with a new one, when the apparatus is initialized, when maintenance / inspection is performed, it is preferable to update the set temperature at which the fixing roller is started to rotate during the warm-up period. FIG. 14 is a flowchart showing an example of control in such a case. The control example shown in this flowchart is a case where whether or not the carbon heater has reached the set temperature is detected by the value of the current flowing through the carbon heater.

画像形成装置の主電源がONされると(ステップS601)、まず定着ローラを回転駆動開始させる電流値の設定値の変更要求の有無が判断される(ステップS602)。電流値の設定値の変更要求がある場合は、設定電流値は予め定められた値とされる(ステップS603)。この予め定められた値は、通常、カーボンヒーターの仕様上の中心値とする。次いで、加熱ローラのカーボンヒーターが点灯し加熱ローラの加熱が開始される(ステップS604)。このとき、定着ローラの回転駆動はOFF状態である。そして、ヒーター温度検知手段内に供えられた電流検知手段によって消費電流特性が計測される(ステップS605)。一方、電流値の設定値の変更要求がない場合は、設定電流値は記憶部(RAM)から読み出された後(ステップS610)、カーボンヒーターが点灯し加熱ローラの加熱が開始される(ステップS611)。このとき、定着ローラの回転駆動はOFF状態である。   When the main power supply of the image forming apparatus is turned on (step S601), it is first determined whether or not there is a request for changing the set value of the current value for starting the rotation driving of the fixing roller (step S602). When there is a request for changing the set value of the current value, the set current value is set to a predetermined value (step S603). This predetermined value is usually the center value in the specification of the carbon heater. Next, the carbon heater of the heating roller is turned on and heating of the heating roller is started (step S604). At this time, the rotation driving of the fixing roller is in an OFF state. Then, the current consumption characteristic is measured by the current detection means provided in the heater temperature detection means (step S605). On the other hand, when there is no request for changing the set value of the current value, the set current value is read from the storage unit (RAM) (step S610), and then the carbon heater is turned on and heating of the heating roller is started (step S610). S611). At this time, the rotation driving of the fixing roller is in an OFF state.

次に、電流値が設定電流値に達したかどうかが判断される(ステップS606)。電流値が設定電流値に達すると、定着ローラが回転駆動される(ステップS607)。そして、消費電流の計測範囲内の計測が完了したかどうかが判断される(ステップS608)。ここで、消費電流の計測範囲は予めカーボンヒーター特性より決定される消費電流値や時間などで規定される範囲である。次いで、消費電流特性の計測が完了した場合は、定着ローラを回転駆動開始させる電流値の設定値が消費電流特性から試算され、設定電流値として記憶部(RAM)に書き込まれ更新される(ステップS609)。その後、通常の定着動作に移行する。なお、カーボンヒーターが設定温度に達したかどうかを消費電力や積算消費電力で検知する場合も同様にして更新することができる。   Next, it is determined whether or not the current value has reached the set current value (step S606). When the current value reaches the set current value, the fixing roller is driven to rotate (step S607). Then, it is determined whether or not the measurement within the current consumption measurement range is completed (step S608). Here, the current consumption measurement range is a range defined by a current consumption value or time determined in advance from the carbon heater characteristics. Next, when the measurement of the current consumption characteristic is completed, a set value of a current value for starting rotation driving of the fixing roller is calculated from the current consumption characteristic, and is written and updated in the storage unit (RAM) as the set current value (step). S609). Thereafter, the normal fixing operation is performed. In addition, when detecting whether the carbon heater has reached the set temperature based on the power consumption or the integrated power consumption, it can be updated in the same manner.

以上説明した実施形態はいずれも定着ベルトを用いた定着装置であったが、定着ローラと加圧ローラとを直接圧接させて、定着ローラを定着回転体として用いた定着装置などにも本発明は適用される。また、いわゆる待機状態から定着可能状態への移行する場合にも、本発明のウォームアップ方法は適用できる。   The embodiments described above are all fixing devices using a fixing belt. However, the present invention is also applicable to a fixing device using a fixing roller as a fixing rotating body by directly pressing a fixing roller and a pressure roller. Applied. The warm-up method of the present invention can also be applied when shifting from a so-called standby state to a fixable state.

本発明の定着装置は、抵抗体ヒーター自身が暖まり十分な発熱性能を発揮できるタイミングで回転駆動手段が回転開始するのでウォームアップ期間を効率的に短縮でき有用である。   The fixing device of the present invention is useful in that the warming-up period can be efficiently shortened because the rotation driving means starts rotating at a timing at which the resistor heater itself warms up and exhibits sufficient heat generation performance.

1 定着装置
11 定着ローラ(定着回転体)
12 加圧ローラ(加圧回転体)
13 加熱ローラ(定着回転体)
14 定着ベルト(定着回転体)
15 カーボンヒーター(抵抗体ヒーター,加熱手段)
16 ハロゲンヒーター
P 用紙(被転写部材)
t トナー像
1 Fixing Device 11 Fixing Roller (Fixing Rotator)
12 Pressure roller (Pressure rotating body)
13 Heating roller (fixing rotator)
14 Fixing belt (fixing rotating body)
15 Carbon heater (resistor heater, heating means)
16 Halogen heater P Paper (transferred member)
t Toner image

Claims (11)

加熱手段を有する定着回転体と、定着回転体に圧接してニップ部を形成する加圧回転体と、定着回転体及び加圧回転体の少なくとも一方を回転させる回転駆動手段と、前記加熱手段の通電制御及び前記回転駆動手段の駆動を制御する制御手段とを備え、一方面に未定着のトナー像が形成された被転写部材をニップ部を通過させることによって、トナー像を加熱・加圧して被転写部材に溶融定着させる定着装置において、
前記加熱手段が抵抗体ヒーターであり、
前記抵抗体ヒーターの温度を検知する温度検知手段をさらに備え、
ウォームアップ期間において、前記制御手段は、前記回転駆動手段を停止させた状態で前記抵抗体ヒーターへの通電を開始し、前記抵抗体ヒーターの温度が所定の設定温度以上になったことを前記温度検出手段が検知すると、前記回転駆動手段を回転開始させることを特徴とする定着装置。
A fixing rotator having heating means; a pressure rotator that presses against the fixing rotator to form a nip portion; a rotation driving means that rotates at least one of the fixing rotator and the pressure rotator; and And a control means for controlling the drive of the rotation drive means, and heating and pressurizing the toner image by passing a transfer member having an unfixed toner image formed on one side through the nip portion. In a fixing device that melts and fixes to a member to be transferred,
The heating means is a resistor heater;
A temperature detecting means for detecting the temperature of the resistor heater;
In the warm-up period, the control means starts energization of the resistor heater in a state where the rotation driving means is stopped, and the temperature of the resistor heater becomes equal to or higher than a predetermined set temperature. When the detecting means detects, the fixing device starts rotating the rotation driving means.
前記温度検知手段が、前記抵抗体ヒーターを流れる電流値によって前記抵抗体ヒーターの温度が設定温度以上になったことを検知するものである請求項1記載の定着装置。   The fixing device according to claim 1, wherein the temperature detection unit detects that the temperature of the resistor heater has become equal to or higher than a preset temperature based on a current value flowing through the resistor heater. 前記温度検知手段が、前記抵抗体ヒーターの消費電力によって前記抵抗体ヒーターの温度が設定温度以上になったことを検知するものである請求項1記載の定着装置。   The fixing device according to claim 1, wherein the temperature detecting unit detects that the temperature of the resistor heater is equal to or higher than a set temperature based on power consumption of the resistor heater. 前記温度検知手段が、前記抵抗体ヒーターの積算消費電力によって前記抵抗体ヒーターの温度が設定温度以上になったことを検知するものである請求項1記載の定着装置。   The fixing device according to claim 1, wherein the temperature detection unit detects that the temperature of the resistor heater has become equal to or higher than a set temperature based on the accumulated power consumption of the resistor heater. 前記制御手段は、ウォームアップ期間における前記回転駆動手段による前記定着回転体及び前記加圧回転体の少なくとも一方の回転速度を段階的に変化させる請求項1〜4のいずれかに記載の定着装置。   The fixing device according to claim 1, wherein the control unit changes a rotation speed of at least one of the fixing rotator and the pressure rotator by the rotation driving unit in a warm-up period in a stepwise manner. 前記制御手段は、ウォームアップ期間における前記回転駆動手段による前記定着回転体及び前記加圧回転体の少なくとも一方の回転速度を、定着動作時の回転速度よりも遅くする請求項1〜4のいずれかに記載の定着装置。   5. The control unit according to claim 1, wherein at least one of a rotation speed of the fixing rotator and the pressure rotator by the rotation driving unit during the warm-up period is slower than a rotation speed during a fixing operation. The fixing device according to 1. 前記制御手段は、前記抵抗体ヒーターへの通電を開始してから所定時間以上経過しても、前記温度検知手段による検知温度が前記回転駆動手段を回転開始させる設定温度に達しない場合は、前記回転駆動手段を強制的に回転開始させる請求項1〜6のいずれかに記載の定着装置。   If the temperature detected by the temperature detecting means does not reach the set temperature for starting the rotation driving means even after a predetermined time has elapsed since the energization of the resistor heater is started, The fixing device according to claim 1, wherein the rotation driving unit is forcibly started to rotate. 前記制御手段は、前記抵抗体ヒーターへの通電を開始してから所定時間以上経過しても、前記温度検知手段による検知温度が前記回転駆動手段を回転開始させる設定温度に達しない場合は、前記抵抗体ヒーターへの通電を停止する請求項1〜7のいずれかに記載の定着装置。   If the temperature detected by the temperature detecting means does not reach the set temperature for starting the rotation driving means even after a predetermined time has elapsed since the energization of the resistor heater is started, The fixing device according to claim 1, wherein the energization to the resistor heater is stopped. 前記加熱手段としてハロゲンヒーターをさらに備えると共に、前記ハロゲンヒーターを前記抵抗体ヒーターの近傍に設け、
前記制御手段は、前記抵抗体ヒーターに通電を開始した後、前記ハロゲンヒーターに通電を開始する請求項1〜8のいずれかに記載の定着装置。
Further comprising a halogen heater as the heating means, the halogen heater is provided in the vicinity of the resistor heater,
The fixing device according to claim 1, wherein the control unit starts energizing the halogen heater after energizing the resistor heater.
記憶手段をさらに備え、
前記設定温度は更新可能に前記記憶手段に記憶され、
前記制御手段は、前記設定温度の更新要求がなされた場合、前記設定温度を予め定められた値として前記抵抗体ヒーターに通電を行い、電流値、消費電力、積算消費電力のいずれかの経時変化特性を測定し、
測定した経時変化特性から新たな設定温度を決定して更新する請求項1〜9のいずれかに記載の定着装置。
A storage means,
The set temperature is stored in the storage means in an updatable manner,
When the update request for the set temperature is made, the control means energizes the resistor heater with the set temperature as a predetermined value, and changes with time of any of current value, power consumption, and integrated power consumption Measure the characteristics
The fixing device according to claim 1, wherein a new set temperature is determined and updated from the measured aging characteristics.
請求項1〜10のいずれかに記載の定着装置を備えたことを特徴とする画像形成装置。   An image forming apparatus comprising the fixing device according to claim 1.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2019015810A (en) * 2017-07-05 2019-01-31 コニカミノルタ株式会社 Fixing device and image forming apparatus

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