JP2019174545A - Fixing device and image forming apparatus - Google Patents

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Abstract

To stabilize a surface temperature of a heating member to prevent fixing failure.SOLUTION: A fixing device 13 comprises: a fixing roller 20 that heats a toner image formed on a sheet; a pressure roller 21 that is pressed against the fixing roller 20 and applies pressure to the sheet passing through between the fixing roller 20 and the pressure roller; and a heat source 22 that heats the fixing roller 20. The heat source 22 includes a main heater 31 that is provided at the center in a width direction orthogonal to a conveyance direction of the sheet, and sub heaters 32 that are provided at the ends in the width direction of the sheet. A control unit 15 of the fixing device 13 performs feedback control of the power of the main heater 31 and sub heaters 32 on the basis of a result of detection of the surface temperature of the fixing roller 20, and increases a second duty ratio of the power supplied to the sub heaters 32 by a predetermined correction amount during a period from when the leading end of the sheet reaches the fixing roller 20 and a predetermined standby period elapses until when the rear end of the sheet passes through the fixing roller 20.SELECTED DRAWING: Figure 5

Description

本発明は、用紙にトナー像を定着させる定着装置と、この定着装置を備えた画像形成装置に関する。   The present invention relates to a fixing device that fixes a toner image on a sheet, and an image forming apparatus including the fixing device.

画像形成装置は、用紙上に形成されたトナー像を定着させる定着装置を備える。定着装置は、トナー像を加熱する加熱部材と、用紙に対してトナー像を加圧する加圧部材とを備える。定着装置は、加熱部材の表面温度を検知し、表面温度が目標温度になるように、加熱部材の加熱をフィードバック制御する。加熱部材を加熱する熱源は、例えば、複数の加熱体を備える。   The image forming apparatus includes a fixing device that fixes a toner image formed on a sheet. The fixing device includes a heating member that heats the toner image and a pressure member that pressurizes the toner image against the paper. The fixing device detects the surface temperature of the heating member and feedback-controls the heating of the heating member so that the surface temperature becomes the target temperature. The heat source for heating the heating member includes, for example, a plurality of heating bodies.

例えば、特許文献1の画像形成装置では、用紙にトナー像を定着させる定着ローラーと、定着ローラーの軸方向の一端部の発熱量が他端部より大きな第1ヒーターと、他端部の発熱量が一端部より大きな第2ヒーターとを有する。そして、第1ヒーターの点灯と、第2ヒーターの点灯と、第1ヒーター及び第2ヒーターの両方消灯によって生じる定着ローラーの軸方向の温度傾き値を求め、温度傾き値を小さくさせる方のヒーターを優先的に点灯させる。   For example, in the image forming apparatus disclosed in Patent Document 1, a fixing roller that fixes a toner image on a sheet, a first heater that generates heat at one end in the axial direction of the fixing roller, and a heat generation at the other end. Has a second heater larger than one end. Then, the temperature gradient value in the axial direction of the fixing roller generated by turning on the first heater, turning on the second heater, and turning off both the first heater and the second heater is obtained, and the heater that reduces the temperature gradient value is obtained. Turn on with priority.

特開2017−111253号公報JP 2017-111253 A

定着装置では、用紙が加熱部材を通過するときに加熱部材に接触すると、加熱部材の熱が用紙に奪われるので、加熱部材の表面温度が低下する。加熱部材の表面温度が低下すると、トナー像を十分に加熱できずに定着不良が生じるため、用紙が加熱部材を通過する間に亘って、加熱部材の表面温度が目標温度となるように、熱源による加熱部材の加熱が制御される。例えば、従来の定着装置では、加熱部材の表面温度が低下した場合に、加熱部材の表面温度を上昇させるように、加熱部材の表面温度の検知結果に基づくフィードバック制御を行うものがある。   In the fixing device, when the sheet contacts the heating member when passing through the heating member, the heat of the heating member is taken away by the sheet, so that the surface temperature of the heating member decreases. When the surface temperature of the heating member decreases, the toner image cannot be sufficiently heated and fixing failure occurs. Therefore, the heat source is set so that the surface temperature of the heating member becomes the target temperature while the paper passes through the heating member. The heating of the heating member is controlled. For example, some conventional fixing devices perform feedback control based on the detection result of the surface temperature of the heating member so as to increase the surface temperature of the heating member when the surface temperature of the heating member decreases.

しかしながら、画像形成装置は、高性能化に伴って用紙搬送の線速(搬送速度)を増加する傾向にある。そのため、定着装置では、高速に搬送される用紙に対して、加熱部材のフィードバック制御を行うと、表面温度の低下に即座に反応することができず、用紙の先端側では目標温度周辺で定着処理を行う一方、用紙の後端側では、表面温度が低下した状態で定着処理を行って定着不良が生じるおそれがある。   However, image forming apparatuses tend to increase the linear speed (conveyance speed) of paper conveyance as performance increases. For this reason, in the fixing device, if the feedback control of the heating member is performed on the paper conveyed at high speed, it cannot react immediately to the decrease in the surface temperature, and the fixing process is performed around the target temperature on the front end side of the paper On the other hand, on the rear end side of the paper, there is a risk that fixing will occur due to the fixing process being performed with the surface temperature lowered.

これに対して、フィードバック制御の感度を良好に設定し、例えば、短い時間間隔における表面温度の変化を検出した場合に、熱源の供給電力のデューティ比を制御することで、表面温度低下時に素早くデューティ比を上げて表面温度を上昇させることができる。しかしながら、この場合、表面温度上昇時にも直ぐにデューティ比を下げて表面温度を低下させてしまう。   In contrast, when the sensitivity of feedback control is set well, for example, when a change in the surface temperature in a short time interval is detected, the duty ratio of the power supplied to the heat source is controlled, so that the duty is quickly reduced when the surface temperature decreases. The surface temperature can be increased by increasing the ratio. However, in this case, even when the surface temperature rises, the duty ratio is immediately lowered to lower the surface temperature.

あるいは、目標温度をより高く設定することで、用紙と加熱部材との接触に拘らず、用紙が加熱部材を通過する全期間に亘って表面温度を高温にすることができる。しかしながら、この場合、加熱部材の表面温度が低下する前に、用紙の先端が加熱部材に接触するので、用紙の先端側のトナー像が過剰に加熱されて、定着不良が生じるおそれがある。   Alternatively, by setting the target temperature higher, the surface temperature can be increased over the entire period during which the paper passes through the heating member, regardless of the contact between the paper and the heating member. However, in this case, since the leading edge of the sheet comes into contact with the heating member before the surface temperature of the heating member is lowered, the toner image on the leading edge side of the sheet is excessively heated, which may cause a fixing failure.

そこで、本発明は上記事情を考慮し、加熱部材の表面温度を安定化して、定着不良を抑制することを目的とする。   In view of the above circumstances, an object of the present invention is to stabilize the surface temperature of a heating member and suppress fixing failure.

本発明の定着装置は、用紙に形成されたトナー像を加熱する加熱部材と、前記加熱部材に対して加圧され、前記加熱部材との間を通過する前記用紙を加圧する加圧部材と、前記加熱部材を加熱する熱源と、を備え、前記熱源は、前記用紙の搬送方向に直交する幅方向において中央に設けられる第1加熱体と、前記幅方向において端部に設けられる第2加熱体と、を備え、前記加熱部材の表面温度の検知結果に基づいて前記第1加熱体及び前記第2加熱体を加熱するための電力をフィードバック制御しつつ、前記用紙の先端が前記加熱部材へ到達して所定の待機期間を経過してから、前記用紙の後端が前記加熱部材を通過するまでの間、前記第2加熱体に供給される電力のデューティ比を所定の補正量、増加することを特徴とする   The fixing device according to the present invention includes a heating member that heats a toner image formed on a sheet, a pressure member that pressurizes the sheet that is pressed against the heating member and passes between the heating member, A heat source for heating the heating member, wherein the heat source is provided at the center in the width direction perpendicular to the paper transport direction, and the second heating body is provided at the end in the width direction. And the feedback of the electric power for heating the first heating body and the second heating body based on the detection result of the surface temperature of the heating member, while the leading edge of the paper reaches the heating member The duty ratio of the power supplied to the second heating body is increased by a predetermined correction amount after the predetermined standby period has elapsed until the trailing edge of the sheet passes through the heating member. Characterized by

上記した定着装置は、前記用紙の線速及び種類の少なくとも一方に基づいて、前記待機期間及び前記補正量の少なくとも一方を設定する。   The fixing device described above sets at least one of the standby period and the correction amount based on at least one of the linear speed and type of the paper.

上記した定着装置は、前記加熱部材の表面温度及び環境温度の少なくとも一方に基づいて、前記待機期間及び前記補正量の少なくとも一方を設定する。   The fixing device described above sets at least one of the standby period and the correction amount based on at least one of the surface temperature and the environmental temperature of the heating member.

本発明の画像形成装置は、上記した定着装置を備えていることを特徴とする。   The image forming apparatus of the present invention includes the above-described fixing device.

本発明によれば、加熱部材の表面温度を安定化して、定着不良を抑制することが可能となる。   According to the present invention, it is possible to stabilize the surface temperature of the heating member and suppress fixing failure.

本発明の一実施形態に係るプリンターを示す断面図である。1 is a cross-sectional view illustrating a printer according to an embodiment of the present invention. 本発明の一実施形態に係る定着装置を示す断面図である。1 is a cross-sectional view illustrating a fixing device according to an embodiment of the present invention. 本発明の一実施形態に係る定着装置を示す側面図である。1 is a side view showing a fixing device according to an embodiment of the present invention. 本発明の一実施形態に係る定着装置において、熱源の駆動電流の例を示すグラフである。6 is a graph illustrating an example of a driving current of a heat source in the fixing device according to the embodiment of the present invention. 本発明の一実施形態に係る定着装置の電気的構成を示すブロック図である。1 is a block diagram illustrating an electrical configuration of a fixing device according to an embodiment of the present invention. 本発明の一実施形態に係る定着装置において、定着処理の動作を示すフローチャートである。6 is a flowchart showing an operation of fixing processing in the fixing device according to the embodiment of the present invention. 本発明の一実施形態に係る定着装置において、用紙の先端が定着ローラーに到達した状態を示す概要図である。In the fixing device according to an embodiment of the present invention, it is a schematic diagram showing a state where the leading edge of the paper has reached the fixing roller. 本発明の一実施形態に係る定着装置において、用紙が定着ローラーを通過中の状態を示す概要図である。FIG. 4 is a schematic diagram illustrating a state in which a sheet is passing through a fixing roller in the fixing device according to the embodiment of the present disclosure. 本発明の一実施形態に係る定着装置において、用紙の後端が定着ローラーを通過した状態を示す概要図である。In the fixing device according to an embodiment of the present invention, it is a schematic diagram showing a state where the trailing edge of the paper has passed the fixing roller. 定着装置における定着ローラーの理想的な加熱制御の例を示すグラフである。6 is a graph illustrating an example of ideal heating control of a fixing roller in a fixing device. 本発明の一実施形態に係る定着装置における定着ローラーの加熱制御の例を示すグラフである。6 is a graph illustrating an example of heating control of a fixing roller in a fixing device according to an embodiment of the present invention.

先ず、本発明の実施形態に係るプリンター1(画像形成装置)の全体の構成について図1を参照しながら説明する。以下、説明の便宜上、図1における紙面手前側をプリンター1の前側とする。各図に適宜付される矢印L、R、U、Lo、Fr、Rrは、それぞれプリンター1の左側、右側、上側、下側、前側、後側を示している。   First, the overall configuration of a printer 1 (image forming apparatus) according to an embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. Hereinafter, for convenience of explanation, the front side of the sheet in FIG. Arrows L, R, U, Lo, Fr, and Rr appropriately attached to the drawings indicate the left side, right side, upper side, lower side, front side, and rear side of the printer 1, respectively.

プリンター1は、略箱型形状のプリンター本体2を備え、プリンター本体2の下部には用紙を収納する給紙カセット3が設けられ、プリンター本体2の上部には排紙トレイ4が設けられる。図1では、1つの給紙カセット3が図示されているが、プリンター1は、異なるサイズ(例えば、A4サイズやA3サイズ等)や異なる種類(普通紙、厚紙、薄紙、はがき、封筒等)の用紙を収容するように複数の給紙カセット3を備えてよい。   The printer 1 includes a substantially box-shaped printer main body 2, a paper feed cassette 3 for storing paper is provided in the lower part of the printer main body 2, and a paper discharge tray 4 is provided in the upper part of the printer main body 2. In FIG. 1, one paper feed cassette 3 is shown, but the printer 1 can be of different sizes (for example, A4 size, A3 size, etc.) or different types (plain paper, cardboard, thin paper, postcard, envelope, etc.). A plurality of paper feed cassettes 3 may be provided so as to accommodate paper.

プリンター本体2内の上部には、レーザー・スキャニング・ユニット(LSU)で構成される露光装置5が排紙トレイ4の下方に配置される。プリンター本体2内の露光装置5の下方には、画像形成部6が設けられる。画像形成部6には、像担持体である感光体ドラム7が回転可能に設けられ、感光体ドラム7の周囲には、帯電装置と、トナーコンテナに接続された現像装置と、転写ローラーと、クリーニング装置とが、感光体ドラム7の回転方向に沿って配置される。   An exposure device 5 composed of a laser scanning unit (LSU) is disposed below the paper discharge tray 4 in the upper part of the printer main body 2. An image forming unit 6 is provided below the exposure device 5 in the printer main body 2. The image forming unit 6 is rotatably provided with a photosensitive drum 7 as an image carrier. Around the photosensitive drum 7, a charging device, a developing device connected to a toner container, a transfer roller, A cleaning device is arranged along the rotation direction of the photosensitive drum 7.

また、プリンター本体2の内部には、用紙の搬送経路10が設けられる。搬送経路10の上流端には給紙部11が給紙カセット3の近傍に設けられ、搬送経路10の中流部には、感光体ドラム7と転写ローラーによって構成される転写部12が設けられる。搬送経路10の下流部には定着装置13が設けられ、搬送経路10の下流端には排紙部14が排紙トレイ4の近傍に設けられる。また、プリンター本体2の内部には、定着装置13を制御する制御装置15が備えられる。   In addition, a paper conveyance path 10 is provided inside the printer main body 2. A paper feeding unit 11 is provided in the vicinity of the paper feeding cassette 3 at the upstream end of the conveyance path 10, and a transfer unit 12 including a photosensitive drum 7 and a transfer roller is provided in the middle part of the conveyance path 10. A fixing device 13 is provided in the downstream portion of the transport path 10, and a paper discharge unit 14 is provided in the vicinity of the paper discharge tray 4 at the downstream end of the transport path 10. In addition, a control device 15 that controls the fixing device 13 is provided inside the printer body 2.

次に、プリンター1の画像形成動作について説明する。プリンター1は、外部のコンピューター等から画像データが入力され、印刷開始の指示がなされると、画像形成動作を開始する。このとき、印刷対象の用紙のサイズや種類が指定される。画像形成動作では、先ず、画像形成部6の帯電装置によって感光体ドラム7の表面が帯電された後、露光装置5からのレーザー光により感光体ドラム7に対して画像データに対応した露光が行われ、感光体ドラム7の表面に静電潜像が形成される。次に、この静電潜像を、画像形成部6の現像装置がトナーを用いてトナー像に現像する。   Next, an image forming operation of the printer 1 will be described. The printer 1 starts an image forming operation when image data is input from an external computer or the like and an instruction to start printing is given. At this time, the size and type of paper to be printed are specified. In the image forming operation, first, the surface of the photosensitive drum 7 is charged by the charging device of the image forming unit 6, and then exposure corresponding to image data is performed on the photosensitive drum 7 by the laser light from the exposure device 5. As a result, an electrostatic latent image is formed on the surface of the photosensitive drum 7. Next, the developing device of the image forming unit 6 develops the electrostatic latent image into a toner image using toner.

一方、給紙カセット3に収納された用紙の内、指定されたサイズや種類の用紙が、給紙部11によって取り出されて搬送経路10上を搬送される。搬送経路10上の用紙は、所定のタイミングで転写部12へと搬送され、転写部12によって感光体ドラム7上のトナー像が用紙に転写される。トナー像を転写された用紙は、定着装置13へと搬送され、定着装置13によって用紙にトナー像が定着される。トナー像が定着された用紙は、排紙部14から排紙トレイ4に排出される。   On the other hand, of the sheets stored in the sheet feeding cassette 3, a sheet of a specified size and type is taken out by the sheet feeding unit 11 and conveyed on the conveying path 10. The sheet on the conveyance path 10 is conveyed to the transfer unit 12 at a predetermined timing, and the toner image on the photosensitive drum 7 is transferred to the sheet by the transfer unit 12. The sheet on which the toner image has been transferred is conveyed to the fixing device 13 and the toner image is fixed on the sheet by the fixing device 13. The paper on which the toner image is fixed is discharged from the paper discharge unit 14 to the paper discharge tray 4.

次に、定着装置13の構成について、図2〜図5を参照しながら説明する。図2に示すように、定着装置13は、定着ローラー20(加熱部材)と、加圧ローラー21(加圧部材)と、熱源22と、ヒーター駆動回路23と、第1温度センサー24と、第2温度センサー25と、第1用紙センサー26と、第2用紙センサー27と、環境温度センサー28とを備える。   Next, the configuration of the fixing device 13 will be described with reference to FIGS. As shown in FIG. 2, the fixing device 13 includes a fixing roller 20 (heating member), a pressure roller 21 (pressure member), a heat source 22, a heater drive circuit 23, a first temperature sensor 24, A two-temperature sensor 25, a first sheet sensor 26, a second sheet sensor 27, and an environmental temperature sensor 28 are provided.

定着ローラー20及び加圧ローラー21は、略箱型状の定着フレーム(図示せず)の内部で、搬送経路10を挟んで上側及び下側にそれぞれ配置され、互いに対向すると共に接触して配置される。定着フレームは、搬送経路10が用紙の搬送方向(左右方向)において定着フレームを貫通するように、プリンター本体2に取り付けられる。搬送経路10には、定着ローラー20及び加圧ローラー21の間に加圧領域Nが形成される。   The fixing roller 20 and the pressure roller 21 are respectively arranged on the upper side and the lower side of the substantially box-shaped fixing frame (not shown) with the conveyance path 10 interposed therebetween, and are arranged so as to face and contact each other. The The fixing frame is attached to the printer main body 2 so that the transport path 10 penetrates the fixing frame in the paper transport direction (left-right direction). A pressure region N is formed between the fixing roller 20 and the pressure roller 21 in the transport path 10.

なお、加圧領域Nとは、定着ローラー20と加圧ローラー21とが接触している領域であって、定着ローラー20及び加圧ローラー21による用紙への圧力が0Paである搬送方向上流側の位置から、その圧力が最大となる搬送方向の位置を経由して再びその圧力が0Paとなる搬送方向下流側の位置までの領域を示す。   Note that the pressure region N is a region where the fixing roller 20 and the pressure roller 21 are in contact with each other, and the upstream side in the transport direction in which the pressure on the paper by the fixing roller 20 and the pressure roller 21 is 0 Pa. The region from the position to the downstream position in the conveyance direction where the pressure becomes 0 Pa again is shown through the position in the conveyance direction where the pressure is maximum.

定着ローラー20は、搬送方向と直交(交差)する用紙の幅方向(前後方向)に長い円筒状のローラーで構成される。定着ローラー20は、例えば、円筒状の金属製の芯材と、芯材に周設されたシリコンゴム等の樹脂製の弾性層から構成され、弾性層はフッ素系樹脂の離型層によって被覆される。定着ローラー20は、前後方向を回転軸方向として、定着フレームに対して回転可能に取り付けられ、加圧ローラー21の回転に従動して回転する。定着ローラー20は、熱源22によって加熱され、トナー像が形成された用紙に接触してトナー像を加熱する。なお、本実施形態では、加熱部材が定着ローラー20で構成される例を説明するが、加熱部材は、ベルトで構成されてもよい。   The fixing roller 20 is configured by a cylindrical roller that is long in the width direction (front-rear direction) of the sheet orthogonal to (crossing) the transport direction. The fixing roller 20 is composed of, for example, a cylindrical metal core material and an elastic layer made of resin such as silicon rubber provided around the core material, and the elastic layer is covered with a release layer of fluororesin. The The fixing roller 20 is rotatably attached to the fixing frame with the front-rear direction as the rotation axis direction, and rotates following the rotation of the pressure roller 21. The fixing roller 20 is heated by the heat source 22 and contacts the paper on which the toner image is formed to heat the toner image. In this embodiment, an example in which the heating member is configured by the fixing roller 20 will be described, but the heating member may be configured by a belt.

加圧ローラー21は、幅方向に長い略円柱状に形成される。加圧ローラー21は、例えば、円柱状の金属製の芯材と、芯材に周設されたシリコンゴム等の樹脂製の弾性層から構成され、弾性層はフッ素系樹脂の離型層によって被覆される。加圧ローラー21は、前後方向を回転軸方向として、定着フレームに対して回転可能に取り付けられる。例えば、加圧ローラー21の後端に駆動ギア(図示せず)が取り付けられ、加圧ローラー21は、駆動ギアを介してモーター等の駆動源29(図5参照)に接続され、駆動源29から伝達される回転駆動力によって回転する。また、加圧ローラー21は、定着ローラー20側に加圧されていて、定着ローラー20と共に、加圧領域Nを通過する用紙を加圧する。   The pressure roller 21 is formed in a substantially cylindrical shape that is long in the width direction. The pressure roller 21 is composed of, for example, a cylindrical metal core material and an elastic layer made of resin such as silicon rubber provided around the core material, and the elastic layer is covered with a release layer of a fluororesin. Is done. The pressure roller 21 is rotatably attached to the fixing frame with the front-rear direction as the rotation axis direction. For example, a driving gear (not shown) is attached to the rear end of the pressure roller 21, and the pressure roller 21 is connected to a driving source 29 (see FIG. 5) such as a motor via the driving gear. It is rotated by the rotational driving force transmitted from. The pressure roller 21 is pressurized toward the fixing roller 20, and pressurizes the paper passing through the pressure region N together with the fixing roller 20.

熱源22は、幅方向に亘って長い形状を有し、定着ローラー20の内部に取り付けられ、内側から定着ローラー20を加熱する。あるいは、熱源22は、定着ローラー20の外部に設けられて、外側から定着ローラー20を加熱するように構成されてもよい。熱源22の加熱は、後述するフィードバック制御で、制御装置15によって制御される。   The heat source 22 has a long shape in the width direction, is attached to the inside of the fixing roller 20, and heats the fixing roller 20 from the inside. Alternatively, the heat source 22 may be provided outside the fixing roller 20 and configured to heat the fixing roller 20 from the outside. Heating of the heat source 22 is controlled by the control device 15 by feedback control described later.

熱源22は、図3に示すように、幅方向において中央に設けられるメインヒーター31(第1加熱体)と、幅方向において、メインヒーター31の両端側に設けられる2つのサブヒーター32(第2加熱体)とを備える。メインヒーター31及びサブヒーター32は、例えば、ハロゲンヒーターやセラミックヒーター等によって構成され、あるいは、IHユニットで構成されてもよい。なお、メインヒーター31及び各サブヒーター32は、それぞれ一つのヒーターで構成されてもよいが、2つ以上に分割されたヒーターで構成されてもよい。   As shown in FIG. 3, the heat source 22 includes a main heater 31 (first heating body) provided in the center in the width direction and two sub-heaters 32 (second heaters) provided on both ends of the main heater 31 in the width direction. Heating body). The main heater 31 and the sub heater 32 may be constituted by, for example, a halogen heater or a ceramic heater, or may be constituted by an IH unit. Note that each of the main heater 31 and each sub-heater 32 may be composed of one heater, but may be composed of two or more heaters.

例えば、定着ローラー20の幅方向中央を基準にして用紙を通過させる場合に、メインヒーター31は、比較的小サイズ(例えば、A4縦サイズ)の用紙幅に対応する中央加熱領域に配置されサブヒーター32は、比較的大サイズ(例えば、A3縦サイズ)の用紙幅の範囲内で中央加熱領域よりも両端側に対応する端部加熱領域に配置される。メインヒーター31及びサブヒーター32は、ヒーター駆動回路23を介して電源33に接続され、電源33から供給される電力によって点灯して発熱し、幅方向において定着ローラー20の中央加熱領域及び端部加熱領域をそれぞれ加熱する。   For example, when the sheet is passed with respect to the center in the width direction of the fixing roller 20, the main heater 31 is arranged in a central heating area corresponding to the sheet width of a relatively small size (for example, A4 vertical size) and is a sub heater. No. 32 is arranged in the end heating area corresponding to both ends of the center heating area within the range of the relatively large size (for example, A3 vertical size) paper width. The main heater 31 and the sub heater 32 are connected to the power source 33 via the heater driving circuit 23, and are lit by the power supplied from the power source 33 to generate heat. In the width direction, the central heating region and end heating of the fixing roller 20 are heated. Each area is heated.

ヒーター駆動回路23は、メインヒーター31及びサブヒーター32と電源33との間に接続され、また、制御装置15にも接続される。ヒーター駆動回路23は、制御装置15によって制御されて、電源33からメインヒーター31やサブヒーター32へ供給される電力を制御する。具体的には、ヒーター駆動回路23には、所定の周期におけるメインヒーター31及びサブヒーター32の点灯のデューティ比が、制御装置15によって設定される。ヒーター駆動回路23は、設定されたデューティ比でメインヒーター31及びサブヒーター32を点灯するように電力供給を制御する。メインヒーター31やサブヒーター32が加熱を開始してから停止するまでの加熱状態において、メインヒーター31及びサブヒーター32の熱量は、所定の周期における点灯の頻度に依存する。   The heater drive circuit 23 is connected between the main heater 31 and the sub heater 32 and the power source 33, and is also connected to the control device 15. The heater drive circuit 23 is controlled by the control device 15 to control the power supplied from the power source 33 to the main heater 31 and the sub heater 32. Specifically, in the heater drive circuit 23, the lighting device duty ratio of the main heater 31 and the sub heater 32 in a predetermined cycle is set by the control device 15. The heater drive circuit 23 controls power supply so that the main heater 31 and the sub heater 32 are lit at a set duty ratio. In the heating state from when the main heater 31 or the sub heater 32 starts heating to when it stops, the amount of heat of the main heater 31 and the sub heater 32 depends on the lighting frequency in a predetermined cycle.

ヒーター駆動回路23は、例えば、図4に示すように、設定されたデューティ比に基づいて所定の周波数(例えば、50Hz)の駆動電流を出力する。この駆動電流は、所定の周期(例えば、400msec)の間に所定のパルス幅(例えば、20msec)のパルスを所定の回数分(例えば、20回分)有し、デューティ比は、所定の周期に対してパルスをオンにする期間の比率である。例えば、400msecの周期の間に20回分のパルスを有する駆動電流に関して、デューティ比を5%にする場合には、1回のパルス(図4において斜線で示す)をオンに設定する。なお、図4では、1周期の最初の位置のパルスをオンに設定するが、パルスをオンにする位置は、最初の位置に限定されない。   For example, as shown in FIG. 4, the heater drive circuit 23 outputs a drive current having a predetermined frequency (for example, 50 Hz) based on the set duty ratio. This drive current has a pulse with a predetermined pulse width (for example, 20 msec) for a predetermined number of times (for example, 20 times) during a predetermined period (for example, 400 msec), and a duty ratio with respect to the predetermined period. The ratio of the period during which the pulse is turned on. For example, when the duty ratio is set to 5% for a drive current having 20 pulses during a 400 msec period, one pulse (indicated by hatching in FIG. 4) is set to ON. In FIG. 4, the pulse at the first position in one cycle is set to ON, but the position at which the pulse is turned on is not limited to the first position.

駆動電流のパルスがオンの間、メインヒーター31やサブヒーター32が電源33と通電して点灯し、駆動電流のパルスがオフの間、メインヒーター31やサブヒーター32は電源33と通電せずに消灯する。メインヒーター31及びサブヒーター32に対してそれぞれ異なる第1デューティ比及び第2デューティ比が設定され、ヒーター駆動回路23は、メインヒーター31及びサブヒーター32のそれぞれに異なる駆動電流を生成する。換言すれば、第1デューティ比及び第2デューティ比は、メインヒーター31及びサブヒーター32のそれぞれに供給される電力のデューティ比である。駆動電流に第1デューティ比及び第2デューティ比を対応させるとき、メインヒーター31及びサブヒーター32が同時に点灯せずにフリッカが起こらないように、パルスをオンにするタイミングを調整する。   While the drive current pulse is on, the main heater 31 and the sub heater 32 are turned on by energizing the power source 33, and while the drive current pulse is off, the main heater 31 and the sub heater 32 are not energized with the power source 33. Turns off. Different first duty ratio and second duty ratio are set for the main heater 31 and the sub heater 32, respectively, and the heater drive circuit 23 generates different drive currents for the main heater 31 and the sub heater 32, respectively. In other words, the first duty ratio and the second duty ratio are duty ratios of power supplied to the main heater 31 and the sub heater 32, respectively. When the first duty ratio and the second duty ratio are made to correspond to the drive current, the timing for turning on the pulse is adjusted so that the main heater 31 and the sub heater 32 do not turn on at the same time and flicker does not occur.

なお、メインヒーター31の点灯の第1デューティ比やサブヒーター32の点灯の第2デューティ比を制御装置15によってフィードバック制御することで、熱源22の加熱がフィードバック制御される。このフィードバック制御では、更に、第2デューティ比は、様々な定着条件(例えば、用紙の線速(搬送速度)、用紙の種類、定着ローラー20の表面温度、環境温度等)に応じて調整される。フィードバック制御については後述する。   Note that the heating of the heat source 22 is feedback-controlled by feedback control of the first duty ratio for lighting the main heater 31 and the second duty ratio for lighting the sub-heater 32 by the control device 15. In this feedback control, the second duty ratio is further adjusted according to various fixing conditions (for example, the linear speed (conveying speed) of the paper, the type of the paper, the surface temperature of the fixing roller 20, the environmental temperature, etc.). . The feedback control will be described later.

第1温度センサー24は、サーミスタ等の温度センサーで構成され、定着ローラー20の外側で定着ローラー20に対して非接触に設けられる。第1温度センサー24は、幅方向において中央で中央加熱領域に対応する位置(例えば、通紙領域に対応する位置)で、定着ローラー20の表面に対向して配置され、定着ローラー20の幅方向中央の表面温度を検知する。   The first temperature sensor 24 is configured by a temperature sensor such as a thermistor, and is provided in a non-contact manner with respect to the fixing roller 20 outside the fixing roller 20. The first temperature sensor 24 is disposed opposite to the surface of the fixing roller 20 at a position corresponding to the central heating area at the center in the width direction (for example, a position corresponding to the paper passing area). Detect the center surface temperature.

第2温度センサー25は、サーミスタ等の温度センサーで構成され、定着ローラー20の外側で定着ローラー20の表面に接触して設けられる。第2温度センサー25は、幅方向において少なくとも一端側で端部加熱領域に対応する位置(例えば、非通紙領域に対応する位置)で、定着ローラー20の表面に対向して配置され、定着ローラー20の幅方向一端側の表面温度を検知する。   The second temperature sensor 25 includes a temperature sensor such as a thermistor and is provided outside the fixing roller 20 and in contact with the surface of the fixing roller 20. The second temperature sensor 25 is disposed opposite to the surface of the fixing roller 20 at a position corresponding to the end heating area (for example, a position corresponding to the non-sheet passing area) at least on one end side in the width direction. The surface temperature at one end in the width direction of 20 is detected.

第1用紙センサー26は、搬送経路10を搬送される用紙の先端の、定着ローラー20への到達(加圧領域Nへの到達)を検出するセンサーであり、例えば、定着ローラー20の近傍や定着フレームの用紙入口付近に設けられる。第1用紙センサー26は、例えば、物理的に、あるいは、光学的に用紙を検出するように構成される。第1用紙センサー26の検出結果に基づいて、用紙の先端の定着ローラー20への到達時点、即ち定着開始時点が測定される。あるいは、第1用紙センサー26は、搬送方向において定着装置13よりも上流側の位置で搬送経路10に沿って設けられ、第1用紙センサー26による用紙検出位置(定着ローラー20までの距離)、用紙検出時点及び用紙の線速に基づいて、用紙の先端の定着ローラー20への到達時点が、到達前に予め測定されてもよい。   The first paper sensor 26 is a sensor that detects the arrival of the leading edge of the paper transported along the transport path 10 to the fixing roller 20 (arrival to the pressurizing region N). Provided near the paper entrance of the frame. The first paper sensor 26 is configured to detect a paper physically or optically, for example. Based on the detection result of the first sheet sensor 26, the time point when the leading edge of the sheet reaches the fixing roller 20, that is, the fixing start point is measured. Alternatively, the first paper sensor 26 is provided along the transport path 10 at a position upstream of the fixing device 13 in the transport direction, and a paper detection position (distance to the fixing roller 20) by the first paper sensor 26, the paper Based on the detection time and the linear velocity of the paper, the time when the leading edge of the paper reaches the fixing roller 20 may be measured in advance before the arrival.

第2用紙センサー27は、搬送経路10を搬送される用紙の後端の、定着ローラー20からの通過(加圧領域Nからの通過)を検出するセンサーであり、例えば、定着ローラー20の近傍や定着フレームの用紙出口付近に設けられる。第2用紙センサー27は、例えば、物理的に、あるいは、光学的に用紙を検出するように構成される。第2用紙センサー27の検出結果に基づいて、用紙の後端の定着ローラー20からの通過時点、即ち定着終了時点が測定される。あるいは、第2用紙センサー27を設けることなく、用紙の先端の定着ローラー20への到達時点、加圧領域Nの長さ及び用紙の線速に基づいて、用紙の後端の定着ローラー20からの通過時点が、通過前に予め測定されてもよい。   The second paper sensor 27 is a sensor that detects the passage of the trailing edge of the paper transported through the transport path 10 from the fixing roller 20 (passing from the pressure region N). Provided near the paper exit of the fixing frame. For example, the second paper sensor 27 is configured to detect a paper physically or optically. Based on the detection result of the second paper sensor 27, the passing time from the fixing roller 20 at the trailing edge of the paper, that is, the fixing end time is measured. Alternatively, the second paper sensor 27 is not provided, and based on the time when the leading edge of the paper reaches the fixing roller 20, the length of the pressure area N and the linear velocity of the paper, The passing time point may be measured in advance before passing.

環境温度センサー28は、定着フレームの外部に取り付けられ、定着装置13の環境温度として定着装置13の外部の温度を検知する。あるいは、プリンター1がプリンター本体2の内部で定着装置13の外部の温度を検知する内部温度センサーを備える場合、定着装置13は、環境温度センサー28を設けることなく、内部温度センサーの検知結果を環境温度として適用してもよい。   The environmental temperature sensor 28 is attached to the outside of the fixing frame, and detects the temperature outside the fixing device 13 as the environmental temperature of the fixing device 13. Alternatively, when the printer 1 includes an internal temperature sensor that detects the temperature outside the fixing device 13 inside the printer body 2, the fixing device 13 does not provide the environmental temperature sensor 28, and the detection result of the internal temperature sensor is the environment. It may be applied as a temperature.

次に、定着装置13を制御する制御装置15の電気的な構成について図5を参照しながら説明する。制御装置15は、CPU等で構成され、ROMやRAM等の記憶装置16に接続されている。なお、制御装置15及び記憶装置16として、プリンター1の各部を統括制御するメイン制御装置及びメイン記憶装置が適用されてもよい。   Next, the electrical configuration of the control device 15 that controls the fixing device 13 will be described with reference to FIG. The control device 15 is composed of a CPU or the like, and is connected to a storage device 16 such as a ROM or a RAM. In addition, as the control device 15 and the storage device 16, a main control device and a main storage device that collectively control each unit of the printer 1 may be applied.

制御装置15は、記憶装置16に格納された制御プログラムや制御用データに基づいて、制御装置15に接続された各部を制御する。例えば、制御装置15は、熱源22、ヒーター駆動回路23、第1温度センサー24、第2温度センサー25、第1用紙センサー26、駆動源29及び電源33等に接続されている。制御装置15は、定着装置13の定着処理を制御し、特に、熱源22の加熱を制御する。   The control device 15 controls each unit connected to the control device 15 based on a control program and control data stored in the storage device 16. For example, the control device 15 is connected to the heat source 22, the heater drive circuit 23, the first temperature sensor 24, the second temperature sensor 25, the first paper sensor 26, the drive source 29, the power source 33, and the like. The control device 15 controls the fixing process of the fixing device 13 and particularly controls the heating of the heat source 22.

記憶装置16には、サブヒーター32の第2デューティ比の調整に用いられる調整テーブルが記憶される。例えば、第2デューティ比の調整は、用紙の先端が定着ローラー20へ到達して所定の待機期間を経過してから開始され、調整テーブルには、様々な定着条件に対応する待機期間が記憶される。また、第2デューティ比は、フィードバック制御で設定される値より増加して調整され、調整テーブルには、様々な定着条件に対応する補正量が記憶される。   The storage device 16 stores an adjustment table used for adjusting the second duty ratio of the sub heater 32. For example, the adjustment of the second duty ratio is started after a predetermined standby period elapses after the leading edge of the sheet reaches the fixing roller 20, and standby periods corresponding to various fixing conditions are stored in the adjustment table. The Further, the second duty ratio is adjusted to increase from a value set by feedback control, and correction amounts corresponding to various fixing conditions are stored in the adjustment table.

例えば、調整テーブルに記憶される待機期間は、定着条件として、定着ローラー20の熱が奪われ易くなる程、例えば、用紙の線速が速い程、短く設定される。なお、待機期間は、定着ローラー20における用紙の通紙時間よりも短く設定される。また、調整テーブルに記憶される補正量は、定着条件として、定着ローラー20の熱が奪われ易くなる程、例えば、用紙の線速が速い程、また、定着ローラー20の表面温度が低い程、多く設定される。また、定着条件として環境温度が低い程、補正量は多く設定され、例えば、環境温度が所定の閾値よりも低い場合に、補正量に所定の定数を加算する。   For example, the standby period stored in the adjustment table is set to be shorter as the fixing condition is such that the heat of the fixing roller 20 is easily removed, for example, the linear speed of the paper is higher. Note that the standby period is set shorter than the sheet passing time in the fixing roller 20. Further, the correction amount stored in the adjustment table is, as the fixing condition, the heat of the fixing roller 20 is easily deprived, for example, the faster the linear speed of the paper is, and the lower the surface temperature of the fixing roller 20 is, Many are set. Further, the lower the environmental temperature as the fixing condition, the larger the correction amount is set. For example, when the environmental temperature is lower than a predetermined threshold, a predetermined constant is added to the correction amount.

次に、定着装置13の定着処理動作について図6を参照しながら説明する。先ず、プリンター1で画像形成動作が開始すると、定着装置13の制御装置15は、用紙が定着装置13に搬送される前に、駆動源29を稼働して加圧ローラー21及び定着ローラー20の回転を開始する(ステップS1)。このとき、制御装置15は、予め設定された線速(搬送速度)で用紙を搬送するように、駆動源29の回転駆動力を制御する。   Next, the fixing processing operation of the fixing device 13 will be described with reference to FIG. First, when an image forming operation is started in the printer 1, the control device 15 of the fixing device 13 operates the driving source 29 to rotate the pressure roller 21 and the fixing roller 20 before the sheet is conveyed to the fixing device 13. Is started (step S1). At this time, the control device 15 controls the rotational driving force of the drive source 29 so that the sheet is conveyed at a preset linear speed (conveyance speed).

また、制御装置15は、ヒーター駆動回路23を稼働して熱源22のメインヒーター31及びサブヒーター32の加熱を開始する(ステップS2)。このとき、制御装置15は、第1温度センサー24や第2温度センサー25によって定着ローラー20の表面温度を監視して、表面温度が所定の目標温度になるように、メインヒーター31の第1デューティ比及びサブヒーター32の第2デューティ比を設定してヒーター駆動回路23を制御する。   The control device 15 operates the heater drive circuit 23 to start heating the main heater 31 and the sub heater 32 of the heat source 22 (step S2). At this time, the control device 15 monitors the surface temperature of the fixing roller 20 with the first temperature sensor 24 and the second temperature sensor 25, and the first duty of the main heater 31 is set so that the surface temperature becomes a predetermined target temperature. The heater driving circuit 23 is controlled by setting the ratio and the second duty ratio of the sub heater 32.

第1デューティ比のフィードバック制御(ステップS3)について説明する。例えば、制御装置15は、第1温度センサー24の検知結果である第1検知温度を用いて、以下のようなPID制御によって第1デューティ比のフィードバック制御を行う。   The feedback control (step S3) of the first duty ratio will be described. For example, the control device 15 performs feedback control of the first duty ratio by the following PID control using the first detected temperature that is the detection result of the first temperature sensor 24.

先ず、制御装置15は、目標温度Tに対する今回の第1検知温度Tの偏差Eを、数式E=T−Tによって算出し、目標温度Tに対する前回の第1検知温度Tn−1の偏差En−1を、数式En−1=T−Tn−1によって算出する。 First, the control unit 15, a deviation E n of the first detection temperature T n of the current with respect to the target temperature T, is calculated by a formula E n = T-T n, the first detection temperature of the last with respect to the target temperature T T n- 1 of the deviation E n-1, is calculated by a formula E n-1 = T-T n-1.

また、制御装置15は、今回の偏差E、前回の偏差En−1、前々回の偏差En−2を用いて、今回の第1デューティ比の変更差分ΔMV[%]を、数式ΔMV=Kp×(E−En−1)+Ki×E+Kd×{(E−En−1)−(En−1−En−2)}によって算出する。ここで、例えば、係数Kpは、2.0であり、係数Kiは、0.05であり、係数Kdは0.1である。なお、変更差分ΔMVは、小数第一位まで算出し、その値を次回の計算時にも使用する。 Further, the control device 15 uses the current deviation E n , the previous deviation E n−1 , and the previous deviation E n−2 to change the current first duty ratio change difference ΔMV n [%] into the equation ΔMV. n = Kp × (E n −E n−1 ) + K i × E n + Kd × {(E n −E n−1 ) − (E n−1 −E n−2 )} Here, for example, the coefficient Kp is 2.0, the coefficient Ki is 0.05, and the coefficient Kd is 0.1. Note that the change difference ΔMV n is calculated to the first decimal place, and that value is also used in the next calculation.

そして、制御装置15は、今回の第1デューティ比I[%]を、今回の第1デューティ比の変更差分ΔMVと前回の第1デューティ比In−1[%]とを用いて、数式I=In−1+ΔMVによって算出する。ただし、制御装置15は、メインヒーター31の点灯パターンとして第1デューティ比をヒーター駆動回路23に設定する場合、算出結果から5%未満を切り捨てる(例えば、4.5%は0%として、26.8%は25%として、98.7%は95%として設定する)。 Then, the control device 15 uses the current first duty ratio I n [%] as the current first duty ratio change difference ΔMV n and the previous first duty ratio I n−1 [%]. Calculated by the formula I n = I n-1 + ΔMV n . However, when setting the first duty ratio to the heater drive circuit 23 as the lighting pattern of the main heater 31, the control device 15 rounds off less than 5% from the calculation result (for example, 4.5% is set to 0%, 26. 8% is set as 25%, and 98.7% is set as 95%).

第2デューティ比のフィードバック制御(ステップS4)について説明する。例えば、制御装置15は、第2温度センサー25の検知結果である第2検知温度を用いて、以下のように第2デューティ比のフィードバック制御を行う。   The second duty ratio feedback control (step S4) will be described. For example, the control device 15 performs feedback control of the second duty ratio using the second detected temperature that is the detection result of the second temperature sensor 25 as follows.

先ず、制御装置15は、目標温度及び第2検知温度の温度差分(目標温度−第2検知温度)とメインヒーター31の第1デューティ比との様々な組み合わせに対応する第2デューティ比の関係を示す第2デューティ比テーブルを記憶装置16に予め記憶する。なお、第2デューティ比テーブルにおいて、第2デューティ比は、第1デューティ比との合計が100%を超えないように設定される。これにより、パルスが同時にオンにならないようにメインヒーター31及びサブヒーター32の駆動電流を生成することができ、メインヒーター31及びサブヒーター32の同時点灯に起因するフリッカが抑制される。   First, the control device 15 determines the relationship between the second duty ratio corresponding to various combinations of the temperature difference between the target temperature and the second detected temperature (target temperature−second detected temperature) and the first duty ratio of the main heater 31. A second duty ratio table is stored in the storage device 16 in advance. In the second duty ratio table, the second duty ratio is set so that the sum of the second duty ratio and the first duty ratio does not exceed 100%. Thereby, the drive current of the main heater 31 and the sub heater 32 can be generated so that the pulses are not turned on at the same time, and flicker caused by simultaneous lighting of the main heater 31 and the sub heater 32 is suppressed.

そして、制御装置15は、目標温度と今回の第2検知温度との今回の温度差分を算出し、今回の温度差分と上記のように算出した今回の第1デューティ比との組み合わせに対応する今回の第2デューティ比を第2デューティ比テーブルから読み出す。   Then, the control device 15 calculates the current temperature difference between the target temperature and the current second detected temperature, and this time corresponding to the combination of the current temperature difference and the current first duty ratio calculated as described above. Are read from the second duty ratio table.

制御装置15は、上記のような定着ローラー20の加熱のフィードバック制御を、定着処理において用紙が定着ローラー20を通過している間も行う。   The control device 15 performs the feedback control of the heating of the fixing roller 20 as described above while the sheet passes through the fixing roller 20 in the fixing process.

制御装置15は、第1用紙センサー26を用いて用紙の先端が定着ローラー20へ到達したか否かを検出する(ステップS5)。例えば、制御装置15は、第1用紙センサー26を用いて用紙の先端の定着ローラー20への到達時点を測定して、現在時間が到達時点に達したか否かを監視する。そして、現在時間が到達時点に達すると、用紙の先端の定着ローラー20への到達を検出する(ステップS5:YES)。   The controller 15 uses the first paper sensor 26 to detect whether or not the leading edge of the paper has reached the fixing roller 20 (step S5). For example, the control device 15 uses the first paper sensor 26 to measure the time when the leading edge of the paper reaches the fixing roller 20 and monitors whether or not the current time has reached the arrival time. When the current time reaches the arrival point, the arrival of the leading edge of the sheet to the fixing roller 20 is detected (step S5: YES).

図7Aに示すように、用紙の先端が定着ローラー20へ到達すると(ステップS5:YES)、制御装置15は、サブヒーター32の第2デューティ比を調整するために、今回の定着装置13の定着条件を取得する(ステップS6)。例えば、制御装置15は、予め設定された線速を取得し、印刷設定に基づいて用紙の種類を取得し、第2温度センサー25の検知結果に基づいて定着ローラー20の表面温度を取得し、環境温度センサー28の検知結果に基づいて環境温度を取得する。そして、制御装置15は、記憶装置16の調整テーブルから、取得した定着条件に対応する待機期間及び補正量を読み出す。   As shown in FIG. 7A, when the leading edge of the paper reaches the fixing roller 20 (step S5: YES), the control device 15 fixes the current fixing device 13 in order to adjust the second duty ratio of the sub heater 32. A condition is acquired (step S6). For example, the control device 15 acquires a preset linear velocity, acquires a sheet type based on the print setting, acquires a surface temperature of the fixing roller 20 based on a detection result of the second temperature sensor 25, The environmental temperature is acquired based on the detection result of the environmental temperature sensor 28. Then, the control device 15 reads the standby period and the correction amount corresponding to the acquired fixing condition from the adjustment table of the storage device 16.

制御装置15は、用紙の先端の定着ローラー20への到達から待機期間を経過したか否かを判定する(ステップS7)。例えば、制御装置15は、用紙の先端の定着ローラー20への到達時点に待機期間を加算して、第2デューティ比の調整を開始する調整開始時点を算出して、現在時間が調整開始時点に達したか否かを監視する。そして、制御装置15は、現在時間が調整開始時点に達すると、待機期間の経過を検出して(ステップS7:YES)、フィードバック制御で算出されたサブヒーター32の第2デューティ比に補正量を加算して、調整デューティ比を算出し、ヒーター駆動回路23に設定する(ステップS8)。図7Bに示すように、第2デューティ比の調整は、待機期間の経過後に用紙が定着ローラー20を通過中の調整期間の間、継続される。   The control device 15 determines whether or not a standby period has elapsed since the leading edge of the sheet reached the fixing roller 20 (step S7). For example, the control device 15 adds a waiting period to the time when the leading edge of the paper reaches the fixing roller 20, calculates the adjustment start time for starting the adjustment of the second duty ratio, and sets the current time as the adjustment start time. Monitor whether it has been reached. Then, when the current time reaches the adjustment start time, the control device 15 detects the elapse of the standby period (step S7: YES), and sets the correction amount to the second duty ratio of the sub heater 32 calculated by the feedback control. The adjustment duty ratio is calculated by addition, and set in the heater drive circuit 23 (step S8). As shown in FIG. 7B, the adjustment of the second duty ratio is continued during the adjustment period in which the sheet is passing the fixing roller 20 after the standby period has elapsed.

制御装置15は、第2用紙センサー27を用いて用紙の後端の定着ローラー20から通過したか否かを検出する(ステップS9)。例えば、制御装置15は、第2用紙センサー27又は第1用紙センサー26を用いて用紙の後端の定着ローラー20からの通過時点を測定して、現在時間が通過時点に達したか否かを監視する。そして、制御装置15は、現在時間が通過時点に達すると、図7Cに示すように、用紙の後端の定着ローラー20からの通過を検出して(ステップS9:YES)、サブヒーター32の第2デューティ比の調整を終了する(ステップS10)。   The control device 15 uses the second paper sensor 27 to detect whether or not the paper passes from the fixing roller 20 at the rear end of the paper (step S9). For example, the control device 15 uses the second paper sensor 27 or the first paper sensor 26 to measure the passing time from the fixing roller 20 at the trailing edge of the paper, and determines whether or not the current time has reached the passing time. Monitor. Then, when the current time reaches the passage time point, the control device 15 detects the passage of the rear end of the sheet from the fixing roller 20 (step S9: YES), as shown in FIG. The adjustment of the 2 duty ratio is finished (step S10).

本実施形態によれば、上述のように、プリンター1(画像形成装置)の定着装置13は、用紙に形成されたトナー像を加熱する定着ローラー20(加熱部材)と、定着ローラー20に対して加圧され、定着ローラー20との間を通過する用紙を加圧する加圧ローラー21(加圧部材)と、定着ローラー20を加熱する熱源22と、を備える。熱源22は、用紙の搬送方向に直交する幅方向において中央に設けられるメインヒーター31(第1加熱体)と、用紙の幅方向において端部に設けられるサブヒーター32(第2加熱体)と、を備える。定着装置13の制御装置15は、定着ローラー20の表面温度の検知結果に基づいてメインヒーター31及びサブヒーター32を加熱するための電力をフィードバック制御しつつ、用紙の先端が定着ローラー20へ到達して所定の待機期間を経過してから、用紙の後端が定着ローラー20を通過するまでの間、サブヒーター32に供給される電力の第2デューティ比を所定の補正量、増加する。   According to the present embodiment, as described above, the fixing device 13 of the printer 1 (image forming apparatus) has a fixing roller 20 (heating member) that heats the toner image formed on the paper and the fixing roller 20. A pressure roller 21 (pressure member) that pressurizes the paper that is pressurized and passes between the fixing roller 20 and a heat source 22 that heats the fixing roller 20 are provided. The heat source 22 includes a main heater 31 (first heating body) provided in the center in the width direction orthogonal to the sheet conveyance direction, a sub-heater 32 (second heating body) provided at an end in the sheet width direction, Is provided. The control device 15 of the fixing device 13 feedback-controls the power for heating the main heater 31 and the sub heater 32 based on the detection result of the surface temperature of the fixing roller 20, while the leading edge of the paper reaches the fixing roller 20. After the predetermined waiting period elapses, the second duty ratio of the power supplied to the sub heater 32 is increased by a predetermined correction amount until the trailing edge of the sheet passes through the fixing roller 20.

ところで、定着装置13では、図8に示すように、定着ローラー20における用紙の通過(接触)に拘らず、第1温度センサー24や第2温度センサー25による定着ローラー20の表面温度の検知結果(検知温度)が目標温度付近で安定していることが理想的である。しかしながら、従来の定着装置13では、定着ローラー20に用紙が通過(接触)すると、定着ローラー20が用紙に奪われて、図9において一点鎖線で示すように、定着ローラー20の表面温度が低下することがある。このとき、表面温度が所定の下限温度以上であれば、定着不良を生じることなく定着処理できる(定着OKとなる)が、表面温度が下限温度を下回ると、定着不良が生じる(定着NGとなる)おそれがある。   Incidentally, in the fixing device 13, as shown in FIG. 8, the surface temperature detection result of the fixing roller 20 by the first temperature sensor 24 and the second temperature sensor 25 regardless of the passage (contact) of the paper in the fixing roller 20 ( Ideally, the detected temperature is stable near the target temperature. However, in the conventional fixing device 13, when the sheet passes (contacts) with the fixing roller 20, the fixing roller 20 is taken away by the sheet, and the surface temperature of the fixing roller 20 is lowered as indicated by a dashed line in FIG. 9. Sometimes. At this time, if the surface temperature is equal to or higher than a predetermined lower limit temperature, the fixing process can be performed without causing a fixing failure (fixing is OK). However, if the surface temperature is lower than the lower limit temperature, a fixing failure occurs (fixing is NG). )

なお、用紙の線速が遅い場合、用紙が熱を奪い難い種類の場合、表面温度が高く設定されている場合、環境温度が高い場合等のように、熱源22の加熱のフィードバック制御の寄与率が高い場合には、検知温度に基づくフィードバック制御によって、表面温度を目標温度付近に維持することができる。しかし、用紙の線速が速い場合、用紙が熱を奪い易い種類の場合、表面温度が低く設定されている場合、環境温度が低い場合等のように、熱源22の加熱のフィードバック制御の寄与率が低い場合には、検知温度に基づくフィードバック制御が遅延して間に合わずに、表面温度が下限温度を下回る可能性が高くなる。   Note that the rate of contribution of feedback control of heating of the heat source 22 is low, such as when the linear speed of the paper is slow, when the paper is of a type that is difficult to remove heat, when the surface temperature is set high, or when the environmental temperature is high. When is high, the surface temperature can be maintained near the target temperature by feedback control based on the detected temperature. However, the contribution rate of the feedback control of the heating of the heat source 22, such as when the linear speed of the paper is high, when the paper is a type that easily takes heat, when the surface temperature is set low, when the environmental temperature is low, etc. When the temperature is low, the feedback control based on the detected temperature is delayed and not in time, and the possibility that the surface temperature falls below the lower limit temperature increases.

これに対して、本実施形態の定着装置13では、定着ローラー20の表面温度が急激に低下して定着ローラー20の加熱のフィードバック制御に遅延が生じても、定着ローラー20を加熱するサブヒーター32の第2デューティ比を増加する。そのため、図9において実線で示すように、フィードバック制御の遅延に拘らず、定着ローラー20を十分に加熱して目標温度に近い表面温度を得ることができる。従って、定着ローラー20の表面温度を安定化しているので、表面温度が低下した状態で定着処理が行われることがなく、定着不良を抑制し、画像不良を抑制することができる。また、メインヒーター31の第1デューティ比については、調整を加えることなく、フィードバック制御を維持しているので、定着ローラー20の表面温度の挙動を安定化することができる。   On the other hand, in the fixing device 13 of the present embodiment, the sub-heater 32 that heats the fixing roller 20 even if the surface temperature of the fixing roller 20 rapidly decreases and the feedback control of the heating of the fixing roller 20 is delayed. The second duty ratio is increased. Therefore, as shown by a solid line in FIG. 9, the fixing roller 20 can be sufficiently heated to obtain a surface temperature close to the target temperature, regardless of the delay of the feedback control. Therefore, since the surface temperature of the fixing roller 20 is stabilized, the fixing process is not performed in a state where the surface temperature is lowered, and fixing failure can be suppressed and image failure can be suppressed. Further, since the feedback control is maintained without adjusting the first duty ratio of the main heater 31, the behavior of the surface temperature of the fixing roller 20 can be stabilized.

なお、用紙の先端の定着ローラー20への到達時を判定しているので、用紙が定着ローラー20に接触して定着ローラー20の表面温度が急激に低下する時点を把握して、表面温度の低下に即座に反応することができる。また、用紙の後端の定着ローラー20からの通過を判定しているので、定着ローラー20の表面温度が低下する期間を把握することができる。   Since the time when the leading edge of the paper reaches the fixing roller 20 is determined, the time when the surface of the fixing roller 20 suddenly decreases due to the contact of the paper with the fixing roller 20, and the surface temperature decreases. Can react immediately. Further, since the passage of the trailing edge of the sheet from the fixing roller 20 is determined, it is possible to grasp the period during which the surface temperature of the fixing roller 20 decreases.

更に、制御装置15は、用紙の線速及び種類の少なくとも一方に基づいて、待機期間及び補正量の少なくとも一方を設定する。これにより、用紙の線速や種類に拘らず、定着ローラー20の表面温度の低下する時点に適切に対応してサブヒーター32の第2デューティ比の増加を開始し、また、定着ローラー20の表面温度の低下傾向に適切に対応してサブヒーター32の第2デューティ比を増加することができる。   Further, the control device 15 sets at least one of the standby period and the correction amount based on at least one of the linear velocity and type of the paper. As a result, the second duty ratio of the sub-heater 32 starts to increase appropriately in response to the time when the surface temperature of the fixing roller 20 decreases, regardless of the linear speed and type of the paper, and the surface of the fixing roller 20 The second duty ratio of the sub-heater 32 can be increased appropriately corresponding to the temperature decreasing tendency.

また、制御装置15は、定着ローラー20の表面温度及び環境温度の少なくとも一方に基づいて、待機期間及び前記補正量の少なくとも一方を設定する。これにより、定着ローラー20の表面温度や環境温度に拘らず、定着ローラー20の表面温度の低下する時点に適切に対応してサブヒーター32の第2デューティ比の増加を開始し、また、定着ローラー20の表面温度の低下傾向に適切に対応してサブヒーター32の第2デューティ比を増加することができる。   Further, the control device 15 sets at least one of the standby period and the correction amount based on at least one of the surface temperature of the fixing roller 20 and the environmental temperature. As a result, regardless of the surface temperature of the fixing roller 20 or the environmental temperature, the second duty ratio of the sub-heater 32 starts to increase appropriately in response to the time when the surface temperature of the fixing roller 20 decreases. The second duty ratio of the sub-heater 32 can be increased appropriately corresponding to the tendency of the 20 surface temperature to decrease.

本実施形態では、モノクロのプリンター1に本発明の構成を適用する場合について説明したが、他の異なる実施形態では、カラープリンター、複写機、ファクシミリ、複合機等の他の画像形成装置に本発明の構成を適用することも可能である。   In the present embodiment, the case where the configuration of the present invention is applied to the monochrome printer 1 has been described. However, in another different embodiment, the present invention is applied to other image forming apparatuses such as a color printer, a copier, a facsimile machine, and a multifunction machine. It is also possible to apply this configuration.

1 プリンター(画像形成装置)
2 プリンター本体
6 画像形成部
10 搬送経路
13 定着装置
15 制御装置
16 記憶装置
20 定着ローラー(加熱部材)
21 加圧ローラー(加圧部材)
22 熱源
23 ヒーター駆動回路
24 第1温度センサー
25 第2温度センサー
26 第1用紙センサー
27 第2用紙センサー
28 環境温度センサー
29 駆動源
31 メインヒーター(第1加熱体)
32 サブヒーター(第2加熱体)
33 電源
1 Printer (image forming device)
2 Printer Main Body 6 Image Forming Unit 10 Conveyance Path 13 Fixing Device 15 Control Device 16 Storage Device 20 Fixing Roller (Heating Member)
21 Pressure roller (pressure member)
DESCRIPTION OF SYMBOLS 22 Heat source 23 Heater drive circuit 24 1st temperature sensor 25 2nd temperature sensor 26 1st paper sensor 27 2nd paper sensor 28 Environmental temperature sensor 29 Drive source 31 Main heater (1st heating body)
32 Sub-heater (second heating element)
33 Power supply

Claims (4)

用紙に形成されたトナー像を加熱する加熱部材と、
前記加熱部材に対して加圧され、前記加熱部材との間を通過する前記用紙を加圧する加圧部材と、
前記加熱部材を加熱する熱源と、を備え、
前記熱源は、前記用紙の搬送方向に直交する幅方向において中央に設けられる第1加熱体と、前記幅方向において端部に設けられる第2加熱体と、を備え、
前記加熱部材の表面温度の検知結果に基づいて前記第1加熱体及び前記第2加熱体を加熱するための電力をフィードバック制御しつつ、前記用紙の先端が前記加熱部材へ到達して所定の待機期間を経過してから、前記用紙の後端が前記加熱部材を通過するまでの間、前記第2加熱体に供給される電力のデューティ比を所定の補正量、増加することを特徴とする定着装置。
A heating member for heating the toner image formed on the paper;
A pressing member that pressurizes the paper that is pressurized against the heating member and passes between the heating member;
A heat source for heating the heating member,
The heat source includes a first heating body provided at the center in the width direction orthogonal to the conveyance direction of the paper, and a second heating body provided at an end portion in the width direction,
Based on the detection result of the surface temperature of the heating member, the leading edge of the paper reaches the heating member and performs a predetermined standby while feedback-controlling the power for heating the first heating body and the second heating body. The fixing is characterized in that the duty ratio of the power supplied to the second heating body is increased by a predetermined correction amount after the period elapses until the trailing edge of the sheet passes through the heating member. apparatus.
前記用紙の線速及び種類の少なくとも一方に基づいて、前記待機期間及び前記補正量の少なくとも一方を設定することを特徴とする請求項1に記載の定着装置。   The fixing device according to claim 1, wherein at least one of the standby period and the correction amount is set based on at least one of a linear velocity and a type of the paper. 前記加熱部材の表面温度及び環境温度の少なくとも一方に基づいて、前記待機期間及び前記補正量の少なくとも一方を設定することを特徴とする請求項1に記載の定着装置。   The fixing device according to claim 1, wherein at least one of the standby period and the correction amount is set based on at least one of a surface temperature and an environmental temperature of the heating member. 請求項1〜3の何れか1項に記載の定着装置を備えている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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