JP2017058568A - Fixing device and image forming apparatus - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、定着装置及び画像形成装置に関する。 The present invention relates to a fixing device and an image forming apparatus.
従来、画像形成装置において、画像形成装置全体としての最大電力を抑制するために、予め個々のユニットの必要電力を求めておき、各ユニットを排他的に動作させることにより、同時に動作するユニットの積算値によって最大電力を設定していた。そして、このような排他的な動作においては、特に定着装置等の画像品質に影響が大きいユニットを優先して動作させ、その他のユニットの動作を制限する方法が取られている。 Conventionally, in an image forming apparatus, in order to suppress the maximum power of the image forming apparatus as a whole, the required power of each unit is obtained in advance, and each unit is operated exclusively to integrate the units that operate simultaneously. The maximum power was set according to the value. In such an exclusive operation, a method of preferentially operating a unit having a great influence on image quality, such as a fixing device, and restricting the operation of other units is employed.
但し、それぞれのユニットが機能上、排他的に動作することができない時には、各ユニットが同時に動作してしまう場合もあり、この場合、一時的に最大電力が超過してしまうことになるので、画像形成装置の最大電力の仕様値を変更せざるを得ない場合があった。 However, when each unit cannot function exclusively due to its function, each unit may operate at the same time. In this case, the maximum power is temporarily exceeded. In some cases, the specification value of the maximum power of the forming apparatus had to be changed.
特に、複数のヒーターを独立して駆動する定着装置を有する画像形成装置では、例えば、厚紙の画像品質を確保するため、複数のヒーターの駆動頻度を上げて、定着装置の温度を維持する制御を行うことになり、最大電力を超過してしまう場合がある。 In particular, in an image forming apparatus having a fixing device that drives a plurality of heaters independently, for example, in order to ensure the image quality of cardboard, control is performed to increase the driving frequency of the plurality of heaters and maintain the temperature of the fixing device. Will be exceeded and may exceed the maximum power.
このため、ヒーターの駆動電力である交流波形の半波を適宜選択して、駆動電力としてヒーターに供給する制御方法(特許文献1及び2)を用いて、複数のヒーターに供給する交流波形を半波毎に排他的に制御することにより、最大電力を抑制することが知られている。例えば、一方のヒーターに交流波形の半波を駆動電力として供給している時には、他方のヒーターには駆動電力を供給しないように、排他的に制御することにより、最大電力を抑制することができる。
For this reason, a half-wave of the AC waveform that is the driving power of the heater is appropriately selected, and the AC waveform supplied to the plurality of heaters is half-processed using a control method (
しかしながら、複数のヒーターに供給する交流波形を半波毎に排他的に制御する場合、交流波形の半波が優先的に供給される基準のヒーターは、適切な温度制御をすることができるものの、基準ではない他のヒーターは、基準のヒーターの駆動頻度によっては、必要とする駆動電力が供給されないので、適切な温度制御をすることができないといった問題点があった。 However, when the AC waveform supplied to a plurality of heaters is controlled exclusively for each half wave, the reference heater to which the half waveform of the AC waveform is supplied preferentially can be appropriately controlled, Other heaters that are not the reference have a problem in that appropriate temperature control cannot be performed because the required drive power is not supplied depending on the drive frequency of the reference heater.
例えば、中央ヒーターと、中央ヒーターの両端に2つの端部ヒーターを有する定着装置において、中央ヒーターを基準のヒーターとして、供給する交流波形を半波毎に排他的に制御した場合には、端部ヒーターには十分な駆動電力が供給されないので、発熱する熱量が不足して、定着装置の温度分布が不均等になり、画像品質に影響が出てしまうといった問題点があった。 For example, in a fixing device having a central heater and two end heaters at both ends of the central heater, when the central heater is used as a reference heater and the supplied AC waveform is exclusively controlled every half wave, the end portion Since sufficient driving power is not supplied to the heater, there is a problem that the amount of heat generated is insufficient, the temperature distribution of the fixing device becomes uneven, and the image quality is affected.
本発明の課題は、複数のヒーターを有する定着装置の適切な温度制御をすると共に、最大電力を抑制することができる定着装置及び画像形成装置を提供することにある。 An object of the present invention is to provide a fixing device and an image forming apparatus capable of appropriately controlling temperature of a fixing device having a plurality of heaters and suppressing the maximum power.
上記課題を達成するため、請求項1に記載の発明の定着装置は、
記録媒体を定着部材により加熱して当該記録媒体に付着した色材を定着させる定着装置において、
前記定着部材を加熱する複数のヒーターと、
前記複数のヒーターに交流電圧を印加する交流電源と、
前記複数のヒーターの温度をそれぞれ検出する温度検出部と、
前記温度検出部の出力に基づき前記複数のヒーターの駆動電力の印加パターンを算出する演算部と、
前記複数のヒーターの中から基準となるヒーターを選択する選択制御部と、
前記基準となるヒーターに対し、前記演算部により算出された前記印加パターンに基づいて前記交流電源の交流波形の半波を適宜選択して、前記交流電源から駆動電力を供給し、前記基準となるヒーター以外のヒーターに対し、前記基準となるヒーターの印加パターンと重複する交流波形の半波を削除した印加パターンに基づいて前記交流電源の交流波形の半波を適宜選択して、前記交流電源から駆動電力を供給する電力制御部と、
を備え、
前記選択制御部は、所定の条件が成立する度に前記基準となるヒーターの選択動作を繰り返して実行することを特徴としている。
In order to achieve the above object, a fixing device according to
In a fixing device for fixing a color material attached to the recording medium by heating the recording medium with a fixing member,
A plurality of heaters for heating the fixing member;
An AC power supply for applying an AC voltage to the plurality of heaters;
A temperature detector for detecting the temperature of each of the plurality of heaters;
A calculation unit that calculates an application pattern of the driving power of the plurality of heaters based on an output of the temperature detection unit;
A selection control unit for selecting a reference heater from the plurality of heaters;
For the reference heater, appropriately select a half wave of the AC waveform of the AC power supply based on the application pattern calculated by the calculation unit, supply driving power from the AC power supply, and become the reference For the heaters other than the heater, appropriately select the half wave of the AC waveform of the AC power source based on the application pattern obtained by deleting the half wave of the AC waveform that overlaps the application pattern of the reference heater, and from the AC power source A power control unit for supplying driving power;
With
The selection control unit repeatedly performs a selection operation of the reference heater every time a predetermined condition is satisfied.
請求項2に記載の発明は、請求項1に記載の定着装置において、
前記選択制御部は、所定の乱数を用いて、前記基準となるヒーターを選択することを特徴としている。
According to a second aspect of the present invention, in the fixing device according to the first aspect,
The selection control unit selects the reference heater using a predetermined random number.
請求項3に記載の発明は、請求項1又は2に記載の定着装置において、
前記選択制御部は、前記複数のヒーターの必要熱量に基づいて、前記基準となるヒーターを選択することを特徴としている。
According to a third aspect of the present invention, in the fixing device according to the first or second aspect,
The selection control unit selects the reference heater based on the required amount of heat of the plurality of heaters.
請求項4に記載の発明は、請求項1から3のいずれか一項に記載の定着装置において、
前記選択制御部は、所定の周期に基づいて、前記基準となるヒーターを選択することを特徴としている。
According to a fourth aspect of the present invention, in the fixing device according to any one of the first to third aspects,
The selection control unit selects the reference heater based on a predetermined cycle.
請求項5に記載の発明は、請求項1から4のいずれか一項に記載の定着装置において、
前記電力制御部は、前記温度検出部の出力に基づき前記複数のヒーターの各々の駆動電力の印加パターンを複数算出し、当該複数の印加パターンを順次切り替えて交流波形の半波を選択して、前記交流電源から駆動電力を前記基準となるヒーターに供給することを特徴としている。
According to a fifth aspect of the present invention, in the fixing device according to any one of the first to fourth aspects,
The power control unit calculates a plurality of application patterns of the driving power of each of the plurality of heaters based on the output of the temperature detection unit, and sequentially switches the plurality of application patterns to select a half wave of an AC waveform, The driving power is supplied from the AC power source to the reference heater.
請求項6に記載の発明は、画像形成装置において、
記録媒体にトナー像を形成する画像形成部と、
前記トナー像が形成された前記記録媒体を通して、前記トナー像を前記記録媒体に定着させる請求項1から5のいずれか一項に記載の定着装置と、を備えたことを特徴としている。
According to a sixth aspect of the present invention, in the image forming apparatus,
An image forming unit for forming a toner image on a recording medium;
The fixing device according to
本発明によれば、複数のヒーターを有する定着装置の適切な温度制御をすると共に、最大電力を抑制することができる。 According to the present invention, it is possible to appropriately control the temperature of a fixing device having a plurality of heaters and to suppress the maximum power.
(実施形態)
[1.構成の説明]
以下に、本発明について、図面を用いて具体的な態様を説明する。但し、発明の範囲は、図示例に限定されない。
図1は、本発明を適用した実施形態の画像形成装置100の概略構成を示す図である。また、図2は、定着装置のローラー部分を拡大した概略図及び制御回路図である。
(Embodiment)
[1. Description of configuration]
Hereinafter, specific embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. However, the scope of the invention is not limited to the illustrated examples.
FIG. 1 is a diagram showing a schematic configuration of an
図1及び図2に示すように、本実施形態の画像形成装置100は、原稿に形成されているカラー画像を読み取って取得された画像データ、又は、ネットワークを介して外部の情報機器(例えばパーソナルコンピューター)から入力された画像データに基づいて、用紙(記録媒体)Mに色を重ね合わせることにより画像を形成する。
また、画像形成装置100は、イエロー(Y)、マゼンタ(M)、シアン(C)、ブラック(K)の4色に対応する感光体ドラム43Y、43M、43C、43Kを中間転写ベルト47aの走行方向に直列配置し、被転写体に一回の手順で各色トナー像を順次転写させるタンデム方式の画像形成装置である。
As shown in FIGS. 1 and 2, the
In addition, the
具体的には、本実施形態の画像形成装置100は、画像読取部1と、操作表示部2と、画像処理部3と、画像形成部4と、搬送部5と、定着装置6と、制御部(不図示)等を備えて構成されている。
Specifically, the
画像読取部1は、ADF(Auto Document Feeder)と称される自動原稿給紙装置11と、原稿画像走査装置(スキャナー)12等を備えて構成されている。
The
自動原稿給紙装置11は、原稿トレイに載置された原稿を搬送機構により搬送して原稿画像走査装置12へ送り出す。自動原稿給紙装置11は、原稿トレイに載置された多数枚の原稿の画像(両面を含む)を連続して一挙に読み取ることができる。
The automatic document feeder 11 conveys the document placed on the document tray by the conveyance mechanism and sends it out to the document
原稿画像走査装置12は、自動原稿給紙装置11からコンタクトガラス上に搬送された原稿又はコンタクトガラス上に載置された原稿を光学的に走査し、原稿からの反射光をCCD(Charge Coupled Device)センサー12aの受光面上に結像させ、原稿画像を読み
取る。画像読取部1によって読み取られた画像(アナログ画像信号)は、画像処理部3において所定の画像処理が施される。
ここで、画像とは、図形や写真等のイメージデータに限らず、文字や記号等のテキストデータ等も含む意である。
The document
Here, the image means not only image data such as graphics and photographs but also text data such as characters and symbols.
操作表示部2は、タッチパネル付の液晶ディスプレイ(LCD:Liquid Crystal Display)等で構成され、表示部21及び操作部22として機能する。
表示部21は、制御部から入力される表示制御信号に従って、各種操作画面、画像の状態表示、各機能の動作状況等の表示を行う。
操作部22は、テンキー、スタートキー等の各種操作キーを備え、ユーザーによる各種入力操作を受け付けて、操作信号を制御部に出力する。
The operation display unit 2 includes a liquid crystal display (LCD) with a touch panel and the like, and functions as the display unit 21 and the operation unit 22.
The display unit 21 displays various operation screens, an image status display, an operation status of each function, and the like according to a display control signal input from the control unit.
The operation unit 22 includes various operation keys such as a numeric keypad and a start key, receives various input operations by the user, and outputs an operation signal to the control unit.
画像処理部3は、アナログデジタル(A/D)変換処理を行う回路及びデジタル画像処
理を行う回路等を備えて構成されている。
画像処理部3は、画像読取部1からのアナログ画像信号にA/D変換処理を施すことによりデジタル画像データ(RGB信号)を生成する。また、画像処理部3は、このデジタル画像データに、色変換処理、階調再現処理(スクリーン処理等)、初期設定又はユーザー設定に応じた補正処理(シェーディング補正等)、及び圧縮処理等を施す。これらの処理が施されたデジタル画像データ(YMCK信号)に基づいて、画像形成部4が制御される。
The
It is configured with a circuit for performing processing.
The
画像形成部4は、異なる色成分Y、M、C、Kに対応して設けられた、露光装置41Y、41M、41C、41Kと、現像装置42Y、42M、42C、42Kと、感光体ドラム43Y、43M、43C、43Kと、帯電装置44Y、44M、44C、44Kと、潤滑剤塗布除去部45Y、45M、45C、45Kと、一次転写ローラー46Y、46M、46C、46K並びに中間転写ユニット47等を備えて構成されている。
The
画像形成部4のY成分用のユニットにおいて、帯電装置44Yは、感光体ドラム43Yを帯電させる。露光装置41Yは、例えば半導体レーザーで構成され、感光体ドラム43Yに対してY成分に対応するレーザー光を照射する。これにより、感光体ドラム43Yの表面にY成分の静電潜像が形成される。現像装置42Yは、Y成分の現像剤(例えば、小粒径のトナーと磁性体とからなる2成分現像剤)を収容しており、感光体ドラム43Yの表面にY成分のトナーを付着させることにより、静電潜像を現像する(トナー像の形成)。
M成分、C成分、及びK成分用のユニットにおいても、同様にして、対応する感光体ドラム43M、43C、43Kの表面に各色トナー像が形成される。
In the Y component unit of the
Similarly, in the units for M component, C component, and K component, each color toner image is formed on the surface of the corresponding
潤滑剤塗布除去部45Y、45M、45C、45Kは、感光体ドラム43Y、43M、43C、43Kの表面に潤滑剤を塗布すると共に、感光体ドラム43Y、43M、43C、43Kの表面に過剰に付着している潤滑剤や異物を除去する。
The lubricant applying / removing
中間転写ユニット47は、複数の支持ローラー47b、…に被転写体となる無端状の中間転写ベルト47aが張架されて構成されている。
中間転写ベルト47aが、一次転写ローラー46Y、46M、46C、46Kによって感光体ドラム43Y、43M、43C、43Kに圧接されると、当該中間転写ベルト47aに各色トナー像が順次重ねて一次転写される。そして、一次転写された中間転写ベルト47aが二次転写ローラー48によって用紙Mに圧接されることで、当該用紙Mにトナー像が二次転写される。
なお、二次転写後に中間転写ベルト47aに残存するトナーは、クリーニング装置49のブレード等により除去される。
The
When the
The toner remaining on the
搬送部5は、給紙装置51、搬送機構52、及び排紙装置53等を備えて構成されている。
給紙装置51は、三つの給紙トレイユニット51a〜51cを備えている。これらの給紙トレイユニット51a〜51cには、用紙Mの坪量や大きさ等に基づいて識別された規格用紙や特殊用紙が予め設定された種類毎に収容される。給紙トレイユニット51a〜51cに収容されている用紙Mは、最上部から1枚ずつ送り出され、レジストローラー52a等の複数の搬送ローラーを備えた搬送機構52によって画像形成部4に搬送される。このとき、レジストローラー52aが配設されたレジスト部により、給紙された用紙Mの傾きが補正されると共に搬送タイミングが調整される。
また、給紙装置51には、手差しで用紙Mを供給するための手差しトレイユニット51dを備えている。
The transport unit 5 includes a
The
The
そして、画像形成部4において、中間転写ベルト47aのトナー像が用紙Mの画像形成面に一括して二次転写され、定着装置6において定着工程が施される。画像形成された用紙Mは、排紙ローラー53aを備えた排紙装置53により機外の排紙トレイ53bに排紙される。
Then, in the
定着装置6は、定着部材である定着ローラー61a及び加圧ローラー61b等を備えて構成されている。定着装置6は、用紙Mに転写された色材であるトナー像を定着する定着処理を施す。また、定着ローラー61a及び加圧ローラー61bは、用紙Mを挟持して搬送するニップ部を構成している。
The fixing
定着ローラー61aは、用紙Mの画像形成面側に配置され、定着ローラー61aは、図示しないモーター等の駆動手段の駆動に伴って回転する。
また、定着ローラー61aは、例えば、鉄等からなる円柱状の芯金の外周面に、シリコーンゴム等からなる弾性層が形成された構成を有し、また、ハロゲンヒーター等の定着ヒーター61cを内蔵すると共に、トナー像が転写された用紙Mの画像形成面に接触して、この用紙Mを所定の定着温度で加熱する。すなわち、定着ローラー61aは、回転しながら用紙Mの画像形成面に接触して当該用紙Mを加熱する。
所定の定着温度とは、用紙Mがニップ部を通過する際に、トナーを溶融するのに必要な熱量を供給しうる温度であり、画像形成される用紙Mの紙種等によって異なる。
The fixing
In addition, the fixing
The predetermined fixing temperature is a temperature at which the amount of heat necessary to melt the toner when the paper M passes through the nip portion, and differs depending on the paper type of the paper M on which an image is formed.
加圧ローラー61bは、定着ローラー61aに対向して配置され、当該定着ローラー61aに所定の押圧力で押圧されている。すなわち、加圧ローラー61bは、定着ローラー61aと共に、用紙Mを挟み込んで加圧する加圧部として機能する。
The
また、加圧ローラー61bは、例えば、鉄等からなる円筒状の芯金の外周面に、シリコーンゴム等からなる弾性層が形成された構成を有する。また、加圧ローラー61bの表面が定着ローラー61aの表面に対して相対的に硬くすることにより、加圧ローラー61bは、定着ローラー61aに押し付けられた状態で、定着ローラー61aの表面の弾性層に食い込むような形状のニップ部を形成している。
The
[2.定着装置の構成の説明]
図2(a)は、定着装置のローラー部分を拡大した概略図、図2(b)は、定着ヒーターの制御回路図である。
図2(a)に示すように、中央ヒーター611は、定着ローラー61aの中央部分に内蔵される。また、端部ヒーター612は、定着ローラー61a内部であって中央ヒーター611の両端に設けられる。
[2. Description of fixing device configuration]
FIG. 2A is an enlarged schematic view of the roller portion of the fixing device, and FIG. 2B is a control circuit diagram of the fixing heater.
As shown in FIG. 2A, the
交流電源613は、一般的な交流電力(例えば、100V、50Hz又は60Hz)を出力する。
The
スイッチング素子614及びスイッチング素子615は、サイリスターや双方向サイリスター(トライアック)等の素子であり、制御端子であるゲートにトリガー信号が印加されると、「ON」となって導通する。交流電源613の出力は、それぞれスイッチング素子614及びスイッチング素子615の入力端子に接続され、出力端子は中央ヒーター611及び端部ヒーター612の電力入力端子にそれぞれ接続される。
The switching
制御部616は、中央ヒーター611及び端部ヒーター612の温度制御を行う。具体的には、制御部616は、スイッチング素子614やスイッチング素子615と共に電力制御部として機能し、スイッチング素子614やスイッチング素子615を制御信号(CS61、CS62)により制御して、交流電源613から出力される交流波形の半波を選択して、中央ヒーター611や端部ヒーター612に供給する。
The
温度検出部617及び温度検出部618は、温度センサー等の温度検出素子であり、それぞれ、中央ヒーター611及び端部ヒーター612の近傍に設けられて、中央ヒーター611及び端部ヒーター612の温度を検出して制御部616に出力する。
The
ゼロクロス検出部619は、交流電源613の出力の取り込み、ゼロクロス信号ZC61を発生させて制御部616に出力する。
The zero
[3.交流波形の半波の選択の説明]
ここで、スイッチング素子614やスイッチング素子615により、交流電源613から出力される交流波形の半波を選択して、中央ヒーター611や端部ヒーター612に供給する方法を図3を用いて説明する。
[3. Explanation of selection of half wave of AC waveform]
Here, a method of selecting a half wave of the AC waveform output from the
ゼロクロス検出部619は、図3(b)に示すように、交流電源613から出力される交流波形が±0Vを通過する点を検出し、検出した時点で出力値を切り換えたゼロクロス信号ZC61を発生させて制御部616に出力する。
As shown in FIG. 3B, the zero-
制御部616は、図3(c)に示すように、入力されたゼロクロス信号ZC61に同期させた制御信号CS61(制御信号CS62)を発生させてスイッチング素子614(スイッチング素子615)の制御端子に印加する。
As shown in FIG. 3C, the
すなわち、図3に示すように、制御部616から制御信号CS61(制御信号CS62)が印加された周期T1、周期T2、周期T4で、スイッチング素子614(スイッチング素子615)が「ON」になって導通して、交流電源613から出力される交流波形の半波が選択され、中央ヒーター611(端部ヒーター612)に供給される。
That is, as shown in FIG. 3, the switching element 614 (switching element 615) is turned “ON” in the period T1, the period T2, and the period T4 when the control signal CS61 (control signal CS62) is applied from the
一方、制御部616から制御信号CS61(制御信号CS62)が印加されなかった周期T3では、スイッチング素子614(スイッチング素子615)が「OFF」のままで非導通であるので、交流電源613から出力される交流波形の半波は選択されない。
On the other hand, in the period T3 in which the control signal CS61 (control signal CS62) is not applied from the
また、スイッチング素子614(スイッチング素子615)は、一旦、ゲートにトリガー信号(制御信号)が、印加されると導通状態が維持されるが、交流波形のように電圧が0Vになると非導通に戻るので、周期T2において導通させても、周期T3では自動的に非導通に戻ることになる。 In addition, the switching element 614 (switching element 615) is maintained in a conductive state once a trigger signal (control signal) is applied to the gate, but returns to a non-conductive state when the voltage becomes 0 V as in an AC waveform. Therefore, even if it conducts in the cycle T2, it automatically returns to non-conduction in the cycle T3.
[4.定着装置の動作の説明]
ここで、図4のフローチャートを用いて定着装置6の動作を説明する。
制御部616は、ヒーターを点灯(駆動電力を供給する)するか否かを判断し(ステップS41)、もし、ヒーターを点灯しないと判断した場合(ステップS41:No)、ステップS41に戻る。一方、制御部616が、ヒーターを点灯すると判断した場合(ステップS41:Yes)、制御部616は演算部として、中央ヒーター611と端部ヒーター612の印加パターンを演算する(ステップS42)。
[4. Description of operation of fixing device]
Here, the operation of the fixing
The
例えば、制御部616は演算部として、温度検出部617で検出された中央ヒーター611の温度と目標温度の差から印加パターン、具体的には、所定の周期における選択する交流波形の半波の数(デューティー比)を演算する。同様に、制御部616は演算部として、温度検出部618で検出された端部ヒーター612の温度と目標温度の差に基づき印加パターンを演算する。
For example, the
具体的には、所謂、PID制御(Proportional-Integral-Derivative Controller)を用いて、印加パターンを、検出されたヒーターの温度と目標温度との偏差、その積分、及び微分の三つの要素によって演算して求める。 Specifically, the so-called PID control (Proportional-Integral-Derivative Controller) is used to calculate the applied pattern by three elements: the deviation between the detected heater temperature and the target temperature, its integration, and differentiation. Ask.
ここで、印加パターンとは、所定の周期の交流波形の半波をデューティー比に基づき選択したものである。 Here, the application pattern is a pattern in which a half wave of an alternating waveform having a predetermined period is selected based on the duty ratio.
次に、制御部616は、基準フラグが”0”であるか否かを判断する(ステップS43)。ここで、基準フラグとは現在の基準となるヒーターが、中央ヒーター611であるか、端部ヒーター612であるかを示すフラグであり、例えば、基準フラグが”0”の場合、中央ヒーター611が基準であること示している。
Next, the
制御部616が、基準フラグが”0”であると判断した場合(ステップS43:Yes)、中央ヒーター611を基準とし(ステップS44)、制御部616は選択制御部として、基準フラグを”1”に変更して次回の基準となるヒーターを切り換え(ステップS45)、ステップS48に進む。
When the
一方、制御部616が、基準フラグが”0”ではないと判断した場合(ステップS43:No)、端部ヒーター612を基準とし(ステップS46)、制御部616は選択制御部として、基準フラグを”0”に変更して次回の基準となるヒーターを切り換え(ステップS47)、ステップS48に進む。
On the other hand, when the
そして、制御部616は、中央ヒーター611と端部ヒーター612を、演算した印加パターンで点灯させる(ステップS48)。この時、制御部616は、基準となるヒーターの印加パターンを優先し、他方のヒーターの印加パターンのうち、基準となるヒーターの印加パターンが交流波形の半波を選択している周期は非導通として、中央ヒーター611と端部ヒーター612とが同一周期で同時に点灯されないように制御する。
Then, the
例えば、中央ヒーター611が基準の場合、制御部616は電力制御部として、図5(a)に示すように、ステップS42で演算された印加パターンをそのまま使用して、周期T1、周期T3、周期T4、周期T5、周期T8、周期T10を「ON」にする。一方、端部ヒーター612には、演算された印加パターンのうち、基準となる中央ヒーター611の印加パターンと重複する印加パターンの交流波形の半波を削除して、周期T1、周期T3、周期T4、周期T5、周期T8、周期T10は強制的に非導通とする。
For example, when the
また、例えば、端部ヒーター612が基準の場合、制御部616は電力制御部として、図5(b)に示すように、ステップS42で演算された印加パターンをそのまま使用して、周期T1〜周期T5、周期T7、周期T9を「ON」にする。一方、中央ヒーター611には、演算された印加パターンのうち、基準となる端部ヒーター612の印加パターンと重複する印加パターンの交流波形の半波を削除して、周期T1〜周期T5、周期T7、周期T9は強制的に非導通とする。
Further, for example, when the
最後に、制御部616は、所定の回数を終了したか否かを判断し(ステップS49)、所定の回数を終了していないと判断した場合(ステップS49:No)、ステップS49に戻り、所定の回数を終了したと判断した場合(ステップS49:Yes)、ヒーターの点灯を終了するか否かを判断する(ステップS50)。
Finally, the
そして、制御部616は、ヒーターの点灯を終了しないと判断した場合(ステップS50:No)、ステップS42に戻り、ヒーターの点灯を終了すると判断した場合(ステップS50:Yes)、処理を終了する。
And when it judges that
すなわち、所定の回数毎に基準となるヒーターを交互に切り換えてヒーターの点灯を行うので、一方のヒーターが発熱する熱量が不足して、定着装置の温度分布が不均等になり、画像品質に影響が出ることを防止できる。また、中央ヒーター611と端部ヒーター612が同時に導通することはないので、最大電力を超過することも併せて防止できる。
That is, since the heater is turned on by alternately switching the reference heater every predetermined number of times, the amount of heat generated by one of the heaters is insufficient, the temperature distribution of the fixing device becomes uneven, and the image quality is affected. Can be prevented. Further, since the
以上のように、本実施形態の定着装置6によれば、定着部材を加熱する複数のヒーターと、複数のヒーターの温度をそれぞれ検出する温度検出部617、618と、温度検出部の出力に基づき複数のヒーターの駆動電力の印加パターンを算出し、複数のヒーターから基準となるヒーターを交互に選択し、印加パターンに基づきスイッチング素子を制御して交流波形の半波を選択して駆動電力として基準となるヒーターに供給し、基準となる加熱部の印加パターンと重複する印加パターンの交流波形の半波を削除してスイッチング素子を制御して交流波形の半波を選択して駆動電力として他のヒーターに供給する制御部616とを備えたことにより、複数のヒーターを有する定着装置の適切な温度制御をすると共に、最大電力を抑制することができる
As described above, according to the
なお、実施形態の説明に際しては、所定の回数毎に、中央ヒーター611と端部ヒーター612を交互に基準となるヒーターとして切り替えていたが、基準となるヒーターを順番に選択してもよいし、基準となるヒーターを乱数を用いて選択してもよい。また、中央ヒーター611と端部ヒーター612の必要熱量に応じて、基準となるヒーターを選択してもよい。
In the description of the embodiment, the
例えば、制御部616は選択制御部として、中央ヒーター611と端部ヒーター612の必要熱量を印加パターンから求め、中央ヒーター611と端部ヒーター612のうちで、必要熱量が大きい方のヒーターを優先的に基準となるヒーターとして選択する。これにより、必要熱量が大きい方のヒーターが基準となるヒーター以外に設定され、ヒーターの温度が十分に上がらないことによる温度制御の支障を防止することができる。
For example, as the selection control unit, the
なお、実施形態の説明に際しては、中央ヒーター611と端部ヒーター612の印加パターンをひとつだけ演算して各ヒーターを点灯させていたが、複数の印加パターンを演算し、複数の印加パターンを順次切り替えて交流波形の半波を選択して基準となるヒーターに供給してもよい。
In the description of the embodiment, only one application pattern of the
例えば、図6は、複数の印加パターンを順次切り替える制御動作の一例を示す説明図である。図6(a)〜(f)は、同一デューティー比(50%)の印加パターンであり、このような印加パターンを順次切り替えて交流波形の半波を選択する。 For example, FIG. 6 is an explanatory diagram illustrating an example of a control operation for sequentially switching a plurality of application patterns. FIGS. 6A to 6F show application patterns having the same duty ratio (50%), and such application patterns are sequentially switched to select an AC waveform half wave.
この場合、同一デューティー比(50%)であっても、ヒーターが複数の印加パターンで点灯されるので、基準となるヒーターに対する負荷を低減することができる。 In this case, even when the duty ratio is the same (50%), since the heater is turned on with a plurality of application patterns, the load on the reference heater can be reduced.
また、実施形態の説明に際しては、定着装置6が、定着ローラー61aと加圧ローラー61bは、用紙Mを挟持して搬送するニップ部Nを構成しているが、加熱部材である加熱ローラーと、定着ベルトとを備え、定着ベルトは、加熱ローラーと、定着ローラー61aとに張架され、定着ローラー61a及び加圧ローラー61bは、当該定着ベルトを介して、用紙Mを挟持して搬送するニップ部Nを構成するようにしてもよい。
In the description of the embodiment, the fixing
また、実施形態の説明に際しては、例えば、Y(イエロー)、M(マゼンタ)、C(シアン)、K(ブラック)等の色毎に画像形成用のユニットを備え、用紙M上にカラー画像を形成する画像形成装置100を例示したが、一例であってこれに限られるものではなく、例えば、単色の画像を形成する画像形成装置であってもよい。
In the description of the embodiment, for example, an image forming unit is provided for each color such as Y (yellow), M (magenta), C (cyan), and K (black), and a color image is formed on the sheet M. Although the
また、実施形態の説明に際しては、定着ローラーと加圧ローラーを区別して説明しているが、一対の定着部材と考えてもよい。 In the description of the embodiment, the fixing roller and the pressure roller are described separately, but may be considered as a pair of fixing members.
また、実施形態の説明に際しては、記録媒体として用紙を例示しているが、記録媒体は紙に限定されるものではなく、トナー像を形成及び定着可能なシート状のものであればよく、例えば、不織布、プラスチックフィルム、皮革等でもよい。 In the description of the embodiment, paper is exemplified as the recording medium. However, the recording medium is not limited to paper, and may be any sheet that can form and fix a toner image. , Non-woven fabric, plastic film, leather, etc.
100 画像形成装置
4 画像形成部
6 定着装置
61a 定着ローラー
61b 加圧ローラー
61c 定着ヒーター
611 中央ヒーター
612 端部ヒーター
613 交流電源
614、615 スイッチング素子(電力制御部)
616 制御部(演算部、選択制御部、電力制御部)
617、618 温度検出部
619 ゼロクロス検出部
M 用紙(記録媒体)
CS61、CS62 制御信号
ZC61 ゼロクロス信号
DESCRIPTION OF
616 control unit (calculation unit, selection control unit, power control unit)
617, 618
CS61, CS62 Control signal ZC61 Zero-cross signal
Claims (6)
前記定着部材を加熱する複数のヒーターと、
前記複数のヒーターに交流電圧を印加する交流電源と、
前記複数のヒーターの温度をそれぞれ検出する温度検出部と、
前記温度検出部の出力に基づき前記複数のヒーターの駆動電力の印加パターンを算出する演算部と、
前記複数のヒーターの中から基準となるヒーターを選択する選択制御部と、
前記基準となるヒーターに対し、前記演算部により算出された前記印加パターンに基づいて前記交流電源の交流波形の半波を適宜選択して、前記交流電源から駆動電力を供給し、前記基準となるヒーター以外のヒーターに対し、前記基準となるヒーターの印加パターンと重複する交流波形の半波を削除した印加パターンに基づいて前記交流電源の交流波形の半波を適宜選択して、前記交流電源から駆動電力を供給する電力制御部と、
を備え、
前記選択制御部は、所定の条件が成立する度に前記基準となるヒーターの選択動作を繰り返して実行することを特徴とする定着装置。 In a fixing device for fixing a color material attached to the recording medium by heating the recording medium with a fixing member,
A plurality of heaters for heating the fixing member;
An AC power supply for applying an AC voltage to the plurality of heaters;
A temperature detector for detecting the temperature of each of the plurality of heaters;
A calculation unit that calculates an application pattern of the driving power of the plurality of heaters based on an output of the temperature detection unit;
A selection control unit for selecting a reference heater from the plurality of heaters;
For the reference heater, appropriately select a half wave of the AC waveform of the AC power supply based on the application pattern calculated by the calculation unit, supply driving power from the AC power supply, and become the reference For the heaters other than the heater, appropriately select the half wave of the AC waveform of the AC power source based on the application pattern obtained by deleting the half wave of the AC waveform that overlaps the application pattern of the reference heater, and from the AC power source A power control unit for supplying driving power;
With
The fixing device is characterized in that the selection controller repeatedly executes a selection operation of the reference heater every time a predetermined condition is satisfied.
前記トナー像が形成された前記記録媒体を通して、前記トナー像を前記記録媒体に定着させる請求項1から5のいずれか一項に記載の定着装置と、を備えたことを特徴とする画像形成装置。 An image forming unit for forming a toner image on a recording medium;
An image forming apparatus comprising: the fixing device according to claim 1, wherein the toner image is fixed to the recording medium through the recording medium on which the toner image is formed. .
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