JP2020008880A - Fixing device and program for controlling fixing temperature of fixing device - Google Patents
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Abstract
Description
本実施形態は、定着装置および定着装置の定着温度制御プログラムに関する。 The present embodiment relates to a fixing device and a fixing temperature control program for the fixing device.
画像形成装置に搭載される定着装置の熱源として、ハロゲンランプを代表とする赤外線を発するランプ、あるいは、電磁誘導によりジュール熱で加熱する方式が実用化されている。 As a heat source of a fixing device mounted on an image forming apparatus, a lamp that emits infrared rays represented by a halogen lamp, or a method of heating with Joule heat by electromagnetic induction has been put to practical use.
一般に、定着装置は加熱ローラ(あるいは複数のローラに掛け渡された定着ベルト)とプレスローラの対により構成されるが、定着装置の熱効率を最大化するためには出来るだけ構成要素の熱容量を低減化し、かつ、加熱領域を集中させることが求められている。この観点から見ると、前述の加熱方式では、加熱幅が広いため、広範囲に分散された熱エネルギーをニップ部分だけに集中的に与えることは難しく、熱効率を最適化することが難しい。 Generally, a fixing device is composed of a pair of a heating roller (or a fixing belt stretched over a plurality of rollers) and a press roller. In order to maximize the thermal efficiency of the fixing device, the heat capacity of components is reduced as much as possible. In addition, it is required that the heating region be concentrated. From this viewpoint, in the above-described heating method, since the heating width is wide, it is difficult to apply heat energy dispersed over a wide area only to the nip portion, and it is difficult to optimize thermal efficiency.
また、電子写真用の定着装置では、用紙搬送方向と直角方向に発熱むらが生じると、定着品質に影響する。特に、カラー印刷の場合は、発色、光沢に差異が発生する可能性がある。 Further, in the fixing device for electrophotography, if heat generation unevenness occurs in a direction perpendicular to the sheet conveying direction, the fixing quality is affected. In particular, in the case of color printing, there is a possibility that a difference occurs in color development and gloss.
更に、熱容量を極端に削減した定着装置では、用紙が通過しない部分の温度が極端に上昇するため、ヒータの反り、ベルトの劣化、搬送ローラの膨張による速度ムラなどの問題が発生する場合があった。また、用紙が通過しない部分を加熱することは、省エネルギー化の観点からも好ましくない。用紙が通過する部分のみを集中的に加熱することは、環境対応の観点からも重要な技術課題となっている。 Further, in a fixing device in which the heat capacity is extremely reduced, since the temperature of a portion through which the sheet does not pass is extremely increased, problems such as warpage of the heater, deterioration of the belt, and speed unevenness due to expansion of the conveyance roller may occur. Was. Heating a portion through which the paper does not pass is not preferable from the viewpoint of energy saving. Intensive heating of only the portion where the paper passes is an important technical issue from the viewpoint of environmental measures.
本発明は、上記従来技術の問題に鑑み、通紙領域に対する集中的かつ安定した加熱を可能とし、定着品質の向上と省エネルギー化を達成できる定着装置および定着装置の定着温度制御プログラムを提供することを目的とする。 SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the above-described problems of the related art, and provides a fixing device and a fixing temperature control program for the fixing device, which enable intensive and stable heating of a paper passing area, and achieve improvement in fixing quality and energy saving. With the goal.
本実施形態の定着装置は、トナー像が形成された媒体の画像形成領域の大きさを判定する判定手段と、エンドレス形状の回転体と、前記媒体の搬送方向と直角方向に形成されるとともに所定の長さに分割され、前記回転体の内側に接触して配置された複数の発熱部材と、これらの発熱部材に対する通電を個別に切替える切替部とを有し、前記媒体を加熱する加熱手段と、前記加熱手段に前記複数の発熱部材の位置で圧接してニップを形成し、前記加熱手段とともに前記媒体を前記搬送方向に挟持搬送する加圧手段と、前記媒体の前記画像形成領域が通過する位置に対応する発熱部材を前記切替部により選択して通電し、前記加熱手段における加熱を制御する加熱制御手段と、を備えることを特徴とする。 The fixing device according to the present exemplary embodiment includes a determination unit that determines a size of an image forming area of a medium on which a toner image is formed, an endless rotating body, and a rotating body that is formed in a direction perpendicular to a transport direction of the medium and has a predetermined shape. A plurality of heating members arranged in contact with the inside of the rotating body, and a switching unit that individually switches energization to these heating members, and heating means for heating the medium. A pressurizing unit that presses the heating unit at the positions of the plurality of heat generating members to form a nip, and presses and conveys the medium in the conveying direction together with the heating unit; and the image forming area of the medium passes therethrough. And a heating control unit that controls the heating by the heating unit by selecting a heating member corresponding to a position by the switching unit and energizing the heating unit.
<実施形態1>
図1は、本実施形態に係る定着装置が搭載される画像形成装置の構成例を示す図である。図1において、画像形成装置10は、例えば複合機であるMFP(Multi-Function Peripherals)や、プリンタ、複写機等である。以下の説明ではMFPを例に説明する。
<First embodiment>
FIG. 1 is a diagram illustrating a configuration example of an image forming apparatus in which a fixing device according to the present embodiment is mounted. In FIG. 1, an
MFP10の本体11の上部には透明ガラスの原稿台12があり、原稿台12上には自動原稿搬送部(ADF)13が開閉自在に設けられている。また、本体11の上部には操作パネル14が設けられている。操作パネル14は、各種のキーとタッチパネル式の表示部を有している。
An upper portion of a
本体11内のADF13の下部には、読取装置であるスキャナ部15が設けられている。スキャナ部15は、ADF13によって送られる原稿または原稿台上に置かれた原稿を読み取って画像データを生成するもので、密着型イメージセンサ16(以下、単にイメージセンサと呼ぶ)を備えている。イメージセンサ16は、主走査方向(図1では奥行方向)に配置されている。
A
イメージセンサ16は、原稿台12に載置された原稿の画像を読み取る場合は原稿台12に沿って移動しながら、原稿画像を1ライン分ずつ読み取る。これを原稿サイズ全体にわたって実行し1ページ分の原稿の読み取りを行う。また、ADF13によって送られる原稿の画像を読み取る場合、イメージセンサ16は、固定位置(図示の位置)にある。
When reading an image of a document placed on the document table 12, the
更に、本体11内の中央部にはプリンタ部17を有し、本体11の下部には、各種サイズの用紙Pを収容する複数の給紙カセット18を備えている。プリンタ部17は、感光体ドラムと、露光装置としてLEDを含む走査ヘッド19を有し、走査ヘッド19からの光線によって感光体を走査して画像を生成する。
Further, a
プリンタ部17は、スキャナ部15で読み取った画像データや、パーソナルコンピュータなどで作成された画像データを処理して用紙に画像を形成する。プリンタ部17は、例えばタンデム方式によるカラーレーザプリンタであり、イエロー(Y)、マゼンタ(M)、シアン(C)、ブラック(K)の各色の画像形成部20Y,20M,20C,20Kを含む。画像形成部20Y,20M,20C,20Kは、中間転写ベルト21の下側に、上流から下流側に沿って並列に配置されている。また、走査ヘッド19も画像形成部20Y,20M,20C,20Kに対応した複数の走査ヘッド19Y、19M、19C、19Kを有している。
The
図2は、画像形成部20Y,20M,20C,20Kのうち、画像形成部20Kを拡大して示す構成図である。尚、以下の説明において各画像形成部20Y,20M,20C,20Kは同じ構成であるため、画像形成部20Kを例に説明する。
FIG. 2 is a configuration diagram showing, on an enlarged scale, the
画像形成部20Kは、像担持体である感光体ドラム22Kを有する。感光体ドラム22Kの周囲には、回転方向tに沿って帯電チャージャ23K、現像器24K、一次転写ローラ(転写器)25K、クリーナ26K、ブレード27K等を配置している。感光体ドラム22Kの露光位置には、走査ヘッド19Kから光を照射し、感光体ドラム22K上に静電潜像を形成する。
The
画像形成部20Kの帯電チャージャ23Kは、感光体ドラム22Kの表面を一様に帯電する。現像器24Kは、現像バイアスが印加される現像ローラ24aによりブラックのトナーおよびキャリアを含む二成分現像剤を感光体ドラム22Kに供給し、静電潜像の現像を行う。クリーナ26Kは、ブレード27Kを用いて感光体ドラム22K表面の残留トナーを除去する。
The
また、図1に示すように、画像形成部20Y〜20Kの上部には、現像器24Y〜24Kにトナーを供給するトナーカートリッジ28を設けている。トナーカートリッジ28は、イエロー(Y)、マゼンタ(M)、シアン(C)、ブラック(K)の各色のトナーカートリッジを含む。
Further, as shown in FIG. 1, a
中間転写ベルト21は、循環的に移動する。中間転写ベルト21は、駆動ローラ31および従動ローラ32に張架される。また中間転写ベルト21は感光体ドラム22Y〜22Kに対向して接触している。中間転写ベルト21の感光体ドラム22Kに対向する位置には、一次転写ローラ25Kにより一次転写電圧が印加され、感光体ドラム22K上のトナー像を中間転写ベルト21に一次転写する。
The
中間転写ベルト21を張架する駆動ローラ31には、二次転写ローラ33を対向して配置している。駆動ローラ31と二次転写ローラ33間を用紙Pが通過する際に、二次転写ローラ33により二次転写電圧が用紙Pに印加される。そして中間転写ベルト21上のトナー像を用紙Pに二次転写する。中間転写ベルト21の従動ローラ32付近には、ベルトクリーナ34を設けている。
A
また、図1で示すように、給紙カセット18から二次転写ローラ33に至る間には、給紙カセット18内から取り出した用紙Pを搬送する給紙ローラ35が設けられている。更に、二次転写ローラ33の下流には定着装置36が設けられている。また、定着装置36の下流には搬送ローラ37が設けられている。搬送ローラ37は用紙Pを排紙部38に排出する。更に、定着装置36の下流には、反転搬送路39が設けられている。反転搬送路39は、用紙Pを反転させて二次転写ローラ33の方向に導くもので、両面印刷を行う際に使用される。図1、図2は本発明の実施の一例を示すものであり、定着装置36以外の画像形成装置部分の構造を限定するものではなく、公知の電子写真方式画像形成装置の構造を用いることができる。
As shown in FIG. 1, a
図3は、実施形態1におけるMFP10の制御系50の構成例を示すブロック図である。制御系50は、例えば、MFP10全体を制御するCPU100、リードオンリーメモリ(ROM)120、ランダムアクセスメモリ(RAM)121、インターフェース(I/F)122、入出力制御回路123、給紙・搬送制御回路130、画像形成制御回路140、定着制御回路150を備えている。
FIG. 3 is a block diagram illustrating a configuration example of the control system 50 of the
CPU100は、ROM120あるいはRAM121に記憶されるプログラムを実行することにより画像形成のための処理機能を実現する。ROM120は、画像形成処理の基本的な動作を司る制御プログラムおよび制御データなどを記憶する。RAM121は、ワーキングメモリである。ROM120(あるいはRAM121)は、例えば、画像形成部20や定着装置36等の制御プログラムと制御プログラムが使用する各種の制御データを記憶する。本実施形態における制御データの具体例としては、用紙中の印字領域の大きさ(主走査方向での幅)と通電させる発熱部材との対応関係などが挙げられる。
The
定着装置36の定着温度制御プログラムは、トナー像が形成された用紙における画像形成領域の大きさを判定する判定ロジックと、用紙が定着装置36の内部に搬送される前に画像形成領域が通過する位置に対応する発熱部材のスイッチング素子を選択して通電し、加熱手段における加熱を制御する加熱制御ロジックとを含んでいる。
The fixing temperature control program of the fixing
I/F122は、ユーザ端末やファクシミリ等の各種装置との通信を行う。入出力制御回路123は、オペレーションパネル123a、表示器123bを制御する。給紙・搬送制御回路130は、給紙ローラ35あるいは搬送路の搬送ローラ37等を駆動するモータ群130a等を制御する。給紙・搬送制御回路130は、CPU100からの制御信号に基づいて給紙カセット18近傍あるいは搬送路上の各種センサ130bの検知結果を考慮してモータ群130a等を制御する。画像形成制御回路140は、CPU100からの制御信号に基づいて感光体ドラム22、帯電器23、走査ヘッド19、現像器24、転写器25をそれぞれ制御する。定着制御回路150は、CPU100からの制御信号に基づいて定着装置36の駆動モータ360、加熱部材361、サーミスタ等の温度検知部材362をそれぞれ制御する。尚、本実施形態では定着装置36の制御プログラムおよび制御データをMFP10の記憶装置内に記憶してCPU100で実行する構成としているが、定着装置36専用に演算処理装置と記憶装置を別途設ける構成にしてもよい。
The I /
図4は、定着装置36の構成例を示す図である。ここでは、定着装置36が、板状の加熱部材361、弾性層が形成され、複数のローラに懸架された無端ベルト363、無端ベルト363を駆動するベルト搬送ローラ364、無端ベルト363に張力を与えるテンションローラ365、弾性層が表面に形成されたプレスローラ366を備えている。加熱部材361は、発熱部側が無端ベルト363の内側に接触し、プレスローラ366方向に押圧されることで、プレスローラ366との間に所定幅の定着ニップを形成する。加熱部材361がニップ領域を形成しつつ加熱する構成のため、通電時における応答性はハロゲンランプによる加熱方式の場合よりも高い。
FIG. 4 is a diagram illustrating a configuration example of the fixing
無端ベルト363は、例えば厚さ50umのSUS基材あるいは70umの耐熱樹脂であるポリイミド上の外側に厚さ200umのシリコンゴム層が形成され、最外周はPFA等の表面保護層で被覆されている。プレスローラ366は、例えばφ10mmの鉄棒表面に厚さ5mmのシリコンスポンジ層が形成され、最外周はPFA等の表面保護層で被覆されている。
The
また、加熱部材361は、セラミック基板上にグレーズ層および発熱抵抗層が積層されている。反対側に余分な熱を逃がすとともに基板の反りを防ぐために、アルミ製のヒートシンクが接着されている。発熱抵抗層は、例えばTaSiO2などの既知の素材で形成され、主走査方向において所定の長さと個数に分割されている。
Further, the
発熱抵抗層の形成の方法は既知の方法(例えばサーマルヘッドの作成方法)と同様であり、発熱抵抗層の上にアルミでマスキング層を形成させる。隣接する発熱部材間が絶縁され、かつ、用紙搬送方向に発熱抵抗体(発熱部材)が露出するようなパターンでアルミ層を形成する。発熱部材361aへの通電は、両端のアルミ層(電極)から配線を繋ぎ、それぞれをスイッチングドライバICのスイッチング素子に繋ぐ。更に、発熱抵抗体、アルミ層、配線等の全てを覆うように、最上部に保護層を形成する。保護層は、例えばSi3N4などによって形成される。
The method of forming the heating resistor layer is the same as a known method (for example, a method of forming a thermal head), and a masking layer of aluminum is formed on the heating resistor layer. The aluminum layer is formed in a pattern such that the adjacent heating members are insulated and the heating resistors (heating members) are exposed in the paper transport direction. When power is supplied to the
図5は、本実施形態における発熱部材群の配置図であり、図6は、発熱部材群とその駆動回路の接続状態を示す図である。これらの図に示されるように、セラミック基板上には、主走査方向(図示左右方向)に所定の幅の発熱部材361aが複数本並べて配置されており、発熱部材361aの用紙搬送方向(図示上下方向)における両端部には電極361bが形成されている。そして、発熱部材361aの各々は、対応する駆動IC151a〜151dによって個別に通電が制御されることが示されている。発熱部材361aの切替部である駆動IC151a〜151dの具体例としては、スイッチング素子、FET、トライアックス、スイッチングICなどが挙げられる。
FIG. 5 is a layout diagram of the heat generating member group in the present embodiment, and FIG. 6 is a diagram illustrating a connection state between the heat generating member group and a driving circuit thereof. As shown in these figures, a plurality of
図7は、実施形態1における発熱部材群と用紙の印字領域との位置関係を説明する図である。ここでは、用紙Pが矢印Aで示される用紙搬送方向で搬送される場合に、用紙の印字領域(画像形成領域)が通過する位置に対応する発熱部材361aのみが選択的に通電され、加熱されることが示されている。すなわち、用紙Pの印字領域のみが集中的に加熱される。また、本実施形態では、定着装置36内に用紙Pが搬送される前に、用紙Pの印字領域の大きさが判定されているものとする。用紙Pの印字領域を判定する方法としては、画像データの解析結果を利用する方法、用紙Pに対する余白設定などの印刷フォーマット情報に基づく方法、光学センサの検出結果に基づいて判定する方法などが挙げられる。
FIG. 7 is a diagram illustrating a positional relationship between the heat generating member group and a print area of a sheet according to the first embodiment. Here, when the paper P is transported in the paper transport direction indicated by the arrow A, only the
以下、上記のように構成されたMFP10の印刷時の動作を図面に基づいて説明する。図8は、実施形態1におけるMFP10の制御の具体例を示すフローチャートである。
Hereinafter, the printing operation of the
先ず、スキャナ部15で画像データを読込む(Act101)と、画像形成部20における画像形成制御プログラムと定着装置36における定着温度制御プログラムが並列して実行される。
First, when image data is read by the scanner unit 15 (Act 101), the image forming control program in the image forming unit 20 and the fixing temperature control program in the fixing
画像形成処理が開始されると、読込まれた画像データを処理し(Act102)、感光体ドラム22の表面に静電潜像を書込み(Act103)、現像器24で静電潜像を現像した後(Act104)、Act114へ進む。
When the image forming process is started, the read image data is processed (Act 102), an electrostatic latent image is written on the surface of the photosensitive drum 22 (Act 103), and the developing
他方、定着温度制御処理が開始されると、例えばラインセンサ(図示省略された)の検出信号、操作パネル14による用紙選択情報、あるいは画像データの解析結果等に基づいて用紙サイズと画像データの印字範囲の大きさをそれぞれ判定し(Act105)、用紙Pの印字範囲が通過する位置に配置された発熱部材群を発熱対象として選択する(Act106)。例えば、図7に示した例では、印字領域の幅に対応して中央に配置されている14個の発熱部材361aが選択される。
On the other hand, when the fixing temperature control process is started, the paper size and image data are printed based on, for example, a detection signal of a line sensor (not shown), paper selection information from the
次に、選択された発熱部材群への温度制御開始信号をONにすると(Act107)、選択された発熱部材群への通電が行われ、温度が上昇する。 Next, when the temperature control start signal for the selected heat generating member group is turned ON (Act 107), power is supplied to the selected heat generating member group, and the temperature rises.
次に、無端ベルト363の内側あるいは外側に配置された温度検知部材(図示省略する)により、発熱部材群の表面温度を検知すると(Act108)、発熱部材群の表面温度が所定の温度範囲内か否かを判定する(Act109)。ここで、発熱部材群の表面温度が所定の温度範囲内であると判定された場合は(Act109:Yes)、Act110へ進む。これに対し、発熱部材群の表面温度が所定の温度範囲内でないと判定された場合は(Act109:No)、Act111へ進む。 Next, when the surface temperature of the heat generating member group is detected by a temperature detecting member (not shown) disposed inside or outside the endless belt 363 (Act 108), whether the surface temperature of the heat generating member group is within a predetermined temperature range is determined. It is determined whether or not it is not (Act 109). Here, when it is determined that the surface temperature of the heat generating member group is within the predetermined temperature range (Act 109: Yes), the process proceeds to Act 110. On the other hand, when it is determined that the surface temperature of the heat generating member group is not within the predetermined temperature range (Act 109: No), the process proceeds to Act 111.
Act111においては、発熱部材群の表面温度が所定の温度上限値を超えているか否かを判定する。ここで、発熱部材群の表面温度が所定の温度上限値を超えていると判定された場合(Act111:Yes)は、Act106において選択されていた発熱部材群への通電をOFFにし(Act112)、Act108へ戻る。これに対し、発熱部材群の表面温度が所定の温度上限値を超えていないと判定された場合(Act111:No)は、Act109の判定結果より表面温度が所定の温度下限値に満たない状態であるため、発熱部材群への通電をON状態に維持、あるいは、再度ONにし(Act113)、Act108へ戻る。 In Act 111, it is determined whether or not the surface temperature of the heat generating member group exceeds a predetermined temperature upper limit. Here, when it is determined that the surface temperature of the heating member group exceeds the predetermined temperature upper limit value (Act111: Yes), the power supply to the heating member group selected in Act106 is turned off (Act112), It returns to Act108. On the other hand, when it is determined that the surface temperature of the heat generating member group does not exceed the predetermined upper temperature limit (Act111: No), the determination result of Act109 indicates that the surface temperature is less than the predetermined lower temperature limit. Therefore, the power supply to the heat generating member group is maintained in the ON state, or turned on again (Act 113), and the process returns to Act 108.
次に、発熱部材群の表面温度が所定の温度範囲内の状態で、用紙Pを転写部に搬送すると(Act110)、用紙Pにトナー像を転写した後(Act114)に、用紙Pを定着装置36内に搬送する。 Next, when the sheet P is conveyed to the transfer unit in a state where the surface temperature of the heat generating member group is within the predetermined temperature range (Act 110), after the toner image is transferred onto the sheet P (Act 114), the sheet P is fixed to the fixing device. It is transported into 36.
次に、定着装置36内で用紙Pにトナー像を定着させると(Act115)、画像データの印字処理を終了するか否かを判定する(Act116)。ここで、印字処理を終了すると判定した場合(Act116:Yes)、全ての発熱部材群への通電をOFFにし(Act117)、処理を終了する。これに対し、画像データの印字処理を未だ終了しないと判定した場合(Act116:No)、すなわち、印刷対象の画像データが残っている場合には、Act101へ戻り、終了するまで同様の処理を繰り返す。 Next, when the toner image is fixed on the paper P in the fixing device 36 (Act 115), it is determined whether or not to end the image data printing process (Act 116). If it is determined that the printing process is to be ended (Act 116: Yes), the power supply to all the heat generating member groups is turned off (Act 117), and the process ends. On the other hand, when it is determined that the print processing of the image data has not been completed yet (Act 116: No), that is, when the image data to be printed remains, the process returns to Act 101 and repeats the same processing until the end. .
このように、本実施形態に係る定着装置36は、加熱部材361が用紙Pの搬送方向と直角方向に所定の長さの発熱部材群に分割され、無端ベルト363の内側に接触して配置されるとともに、画像データの印字範囲(画像形成領域)が通過する発熱部材群に対して選択的に通電される構成である。画像データの印字範囲の大きさに基づいて発熱領域を切替えることにより、非通紙部分の異常発熱を防止できるだけでなく、非通紙部分の無駄な加熱を抑制できるため、定着装置36が消費する熱エネルギーを大幅に削減することが可能である。また、印字部分への集中的かつ安定的な加熱が可能となるため、定着品質を高めることもできる。
As described above, in the fixing
<実施形態2>
以下、実施形態2に係る定着装置36について図面に基づいて説明する。尚、本実施形態におけるMFP10の構成は実施形態1と同様であり、実施形態1において付された符号と共通する符号も同一対象を表す。以下では実施形態1と異なる箇所を中心に説明する。
<Embodiment 2>
Hereinafter, the fixing
図9は、実施形態2における発熱部材群の配置図である。加熱部材361が、ハガキサイズ(100×148mm)、CDジャケットサイズ(121×121mm)、B5Rサイズ(182×257mm)、A4Rサイズ(210×297mm)に対応して複数種の長さの発熱部材(発熱素子)361aに分割されている点が実施形態1と異なっている。発熱部材群は、搬送される用紙の搬送精度やスキューや非加熱部分への熱の逃げを考慮して、加熱領域に5%程度の余裕を持つように通電される。
FIG. 9 is an arrangement diagram of a heat generating member group according to the second embodiment. The
例えば、最小サイズであるハガキサイズの幅100mmに対応するため、主走査方向(図示左右方向)における中央部に第1の発熱部材群を設け、その幅は105mmとする。次に大きいサイズ121mmと148mmに対応するため、第1の発熱部材群の外側(図示左右方向)に、幅50mmの第2の発熱部材群を設け、148mm+5%で155mmまでの幅をカバーする。更に大きいサイズ182mmと210mmに対応するため、第2の発熱部材群の更に外側には、各発熱部材の幅が65mmの第3の発熱部材群を設け、210mm+5%で220mmまでの幅をカバーする。尚、発熱部材群の分割数とそれぞれの幅は一例として挙げたもので、これに限定はされない。例えばMFP10が5つの媒体サイズに対応していた場合には、発熱部材群を各媒体サイズに合わせて5分割してもよい。
For example, in order to correspond to a postcard size width of 100 mm, which is the minimum size, a first heat generating member group is provided at the center in the main scanning direction (left and right directions in the drawing), and its width is 105 mm. In order to correspond to the next largest sizes 121 mm and 148 mm, a second heating member group having a width of 50 mm is provided outside the first heating member group (in the horizontal direction in the drawing) to cover a width of 148 mm + 5% up to 155 mm. To accommodate even larger sizes of 182 mm and 210 mm, a third heat generating member group having a width of each heat generating member of 65 mm is provided further outside the second heat generating member group, and covers a width up to 220 mm at 210 mm + 5%. . Note that the number of divisions and the width of each of the heat generating member groups are given as an example, and are not limited thereto. For example, when the
また、本実施形態では、通紙領域にラインセンサ(図示省略する)を配置し、通過する用紙のサイズと位置をリアルタイムで判定できるものとする。印刷動作の開始時に画像データあるいはMFP10内の用紙の貯蔵されている給紙カセット18の情報から用紙サイズを判定する構成にしてもよい。
In the present embodiment, it is assumed that a line sensor (not shown) is arranged in the paper passing area, and the size and position of the passing paper can be determined in real time. At the start of the printing operation, the paper size may be determined based on the image data or information on the
図10は、用紙サイズが最小サイズの場合における発熱部材群とその駆動回路の接続状態を示す図である。ここでは、用紙Pが最小サイズ(ハガキサイズ)の場合には、中央に配置されている第1の発熱部材のスイッチング素子のみがONとなり、加熱されることが示されている。用紙Pのサイズが大きくなるにつれて、第2の発熱部材群、第3の発熱部材群のスイッチング素子も順次ONとなるように制御される。 FIG. 10 is a diagram illustrating a connection state of the heat generating member group and its drive circuit when the paper size is the minimum size. Here, it is shown that, when the paper P is the minimum size (postcard size), only the switching element of the first heat generating member disposed at the center is turned ON and heated. As the size of the sheet P increases, the switching elements of the second heat generating member group and the third heat generating member group are controlled so as to be sequentially turned on.
以下、本実施形態におけるMFP10の印刷時の動作を図面に基づいて説明する。図11は、実施形態2におけるMFP10の制御の具体例を示すフローチャートである。
Hereinafter, the printing operation of the
先ず、スキャナ部15で画像データを読込む(Act201)と、画像形成部20における画像形成制御プログラムと定着装置36における定着温度制御プログラムが並列して実行される。
First, when image data is read by the scanner unit 15 (Act 201), the image forming control program in the image forming unit 20 and the fixing temperature control program in the fixing
画像形成処理が開始されると、読込まれた画像データを処理し(Act202)、感光体ドラム22の表面に静電潜像を書込み(Act203)、現像器24で静電潜像を現像した後(Act204)、Act214へ進む。
When the image forming process is started, the read image data is processed (Act 202), an electrostatic latent image is written on the surface of the photosensitive drum 22 (Act 203), and the electrostatic latent image is developed by the developing
定着温度制御処理が開始されると、例えばラインセンサ(図示省略された)の検出信号、操作パネル14による用紙選択情報に基づいて用紙サイズを判定し(Act205)、用紙Pが通過する位置に配置された発熱部材群を発熱対象として選択する(Act206)。 When the fixing temperature control process is started, the sheet size is determined based on, for example, a detection signal of a line sensor (not shown) and sheet selection information from the operation panel 14 (Act 205), and the sheet is placed at a position where the sheet P passes. The selected heating member group is selected as a heating target (Act 206).
次に、選択された発熱部材群への温度制御開始信号をONにすると(Act207)、選択された発熱部材群への通電が行われ、発熱部材群の表面温度が上昇する。 Next, when the temperature control start signal for the selected heat generating member group is turned ON (Act 207), power is supplied to the selected heat generating member group, and the surface temperature of the heat generating member group increases.
次に、無端ベルト363の内側あるいは外側に配置された温度検知部材(図示省略する)により、発熱部材群の表面温度を検知すると(Act208)、発熱部材群の表面温度が所定の温度範囲内か否かを判定する(Act209)。ここで、発熱部材群の表面温度が所定の温度範囲内であると判定された場合は(Act209:Yes)、Act210へ進む。これに対し、発熱部材群の表面温度が所定の温度範囲内でないと判定された場合は(Act209:No)、Act211へ進む。 Next, when the surface temperature of the heat generating member group is detected by a temperature detecting member (not shown) disposed inside or outside the endless belt 363 (Act 208), whether the surface temperature of the heat generating member group is within a predetermined temperature range is determined. It is determined whether or not it is not (Act 209). Here, when it is determined that the surface temperature of the heat generating member group is within the predetermined temperature range (Act 209: Yes), the process proceeds to Act 210. On the other hand, when it is determined that the surface temperature of the heat generating member group is not within the predetermined temperature range (Act 209: No), the process proceeds to Act 211.
Act211においては、発熱部材群の表面温度が所定の温度上限値を超えているか否かを判定する。ここで、発熱部材群の表面温度が所定の温度上限値を超えていると判定された場合(Act211:Yes)は、Act206において選択されていた発熱部材群への通電をOFFにし(Act212)、Act208へ戻る。これに対し、発熱部材群の表面温度が所定の温度上限値を超えていないと判定された場合(Act211:No)は、Act209の判定結果より表面温度が所定の温度下限値に満たない状態であるため、発熱部材群への通電をON状態に維持、あるいは、再度ONにし(Act213)、Act208へ戻る。 In Act 211, it is determined whether or not the surface temperature of the heat generating member group exceeds a predetermined temperature upper limit. Here, when it is determined that the surface temperature of the heat generating member group exceeds the predetermined temperature upper limit (Act 211: Yes), the power supply to the heat generating member group selected in Act 206 is turned off (Act 212). Return to Act 208. On the other hand, when it is determined that the surface temperature of the heat generating member group does not exceed the predetermined temperature upper limit value (Act 211: No), it is determined in Act 209 that the surface temperature is less than the predetermined lower temperature limit. Therefore, the power supply to the heat generating member group is maintained in the ON state or turned ON again (Act 213), and the process returns to Act 208.
次に、発熱部材群の表面温度が所定の温度範囲内の状態で、用紙Pを転写部に搬送すると(Act210)、用紙Pにトナー像を転写した後(Act214)に、用紙Pを定着装置36内に搬送する。 Next, when the sheet P is conveyed to the transfer unit in a state where the surface temperature of the heat generating member group is within the predetermined temperature range (Act 210), after the toner image is transferred onto the sheet P (Act 214), the sheet P is fixed to the fixing device. It is transported into 36.
次に、定着装置36内で用紙Pにトナー像を定着させると(Act215)、画像データの印字処理を終了するか否かを判定する(Act216)。ここで、印字処理を終了すると判定した場合(Act216:Yes)、全ての発熱部材群への通電をOFFにし(Act217)、処理を終了する。これに対し、画像データの印字処理を未だ終了しないと判定した場合(Act216:No)、すなわち、印刷対象の画像データが残っている場合には、Act201へ戻り、終了するまで同様の処理を繰り返す。 Next, when the toner image is fixed on the paper P in the fixing device 36 (Act 215), it is determined whether or not to end the image data printing process (Act 216). If it is determined that the printing process is to be ended (Act 216: Yes), the power supply to all the heat generating member groups is turned off (Act 217), and the process ends. On the other hand, if it is determined that the printing process of the image data has not been completed yet (Act 216: No), that is, if the image data to be printed remains, the process returns to Act 201, and the same process is repeated until it is completed. .
このように、本実施形態に係る定着装置36は、用紙Pの大きさを複数のグループに分類し、このグループに予め対応付けされた発熱部材群に属する発熱部材のスイッチング素子を選択して同時に通電する構成である。
As described above, the fixing
使用される用紙サイズが属するグループに基づいて発熱対象となる発熱部材群を切替えることにより、非通紙部分の異常発熱を防止できるだけでなく、非通紙部分の無駄な加熱を抑制できるため、実施形態1の場合と同様に、定着装置36が消費する熱エネルギーを大幅に削減することが可能である。また、発熱対象の切替が個別の発熱部材ではなく、発熱部材群単位になるため、制御プログラム内での判定ロジックが簡潔になり、画像データの印字範囲に基づいて判定を行う実施形態1の場合に比べて容易に実装できる利点もある。
By switching the heating member group to be heated based on the group to which the paper size to be used belongs, it is possible not only to prevent abnormal heating of the non-sheet passing portion but also to suppress unnecessary heating of the non-sheet passing portion. As in the case of Embodiment 1, the heat energy consumed by the fixing
以上、本発明の実施形態を説明したが、本実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。この新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。本実施形態およびその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。 The embodiments of the present invention have been described above. However, the present embodiments are presented as examples, and are not intended to limit the scope of the invention. The new embodiment can be implemented in other various forms, and various omissions, replacements, and changes can be made without departing from the spirit of the invention. The present embodiment and its modifications are included in the scope and gist of the invention, and are also included in the invention described in the claims and their equivalents.
例えば、実施形態1と実施形態2の構成を組み合わせてもよい。すなわち、実施形態2において用紙サイズの代わりに実施形態1の場合と同じく印刷サイズ(画像形成領域)の大小に基づいて発熱部材群を選択するように構成することもできる。 For example, the configurations of Embodiment 1 and Embodiment 2 may be combined. That is, in the second embodiment, the heat generating member group may be selected based on the size of the print size (image forming area) as in the first embodiment instead of the sheet size.
36…定着装置
150…定着装置制御回路
151,151a,151b,151c,151d…駆動IC
361…加熱部材
361a…発熱部材
362b…電極
363…無端ベルト
366…加圧ローラ
36
361
本実施形態の定着装置は、トナー像が形成された媒体のサイズを判定する判定手段と、エンドレス形状の回転体と、前記媒体の搬送方向と直角方向に複数種の長さに分割されるとともに、それぞれが前記搬送方向に沿った間隙により切り離され、前記回転体の内側に接触して配置された複数の発熱部材のうち、前記直角方向の長さが最小サイズの前記媒体の前記直角方向の長さよりも長い第1の発熱部材と、前記第1の発熱部材以外の前記発熱部材のうち、それぞれの前記直角方向の長さが最小サイズの前記媒体の前記直角方向の長さよりも短い複数の第2の発熱部材と、前記媒体のサイズの判定の結果にかかわらず前記第1の発熱部材に通電し、前記媒体のサイズの判定の結果が、前記媒体の前記直角方向の長さが前記最小サイズの前記媒体の直角方向の長さより長いことを示すときに、前記媒体が通過する位置に対応する複数の前記第2の発熱部材の1つ以上に通電して、前記媒体を加熱する加熱手段と、前記加熱手段に複数の前記発熱部材の位置で圧接してニップを形成し、前記加熱手段とともに前記媒体を前記搬送方向に挟持搬送する加圧手段と、を備える。 The fixing device of the present embodiment is divided determination means for determining the size of the medium on which the toner image has been formed, the rotating body of the endless shape, the length of the plurality of types in the conveying direction and perpendicular direction of the medium Rutotomoni , Each of which is separated by a gap along the transport direction, and among the plurality of heat generating members arranged in contact with the inside of the rotating body, the length in the perpendicular direction of the medium having the minimum size in the perpendicular direction is A first heat generating member longer than the first heat generating member, and a plurality of the heat generating members other than the first heat generating member, each of which has a length in the right angle direction shorter than the length in the right angle direction of the medium having the minimum size. The second heating member and the first heating member are energized regardless of the result of the determination of the size of the medium, and the result of the determination of the size of the medium indicates that the length of the medium in the perpendicular direction is the minimum. Size of the medium When indicating that longer than the length of the perpendicular direction, by energizing one or more of a plurality of said second heat generating member corresponding to the position where the medium passes through a heating means for heating the medium, the heating pressed against at a location of the plurality of the heating member to form a nip section, and a pressure means for holding and conveying the medium to the conveying direction together with the heating means, Ru comprising a.
Claims (5)
エンドレス形状の回転体と、前記媒体の搬送方向と直角方向に形成されるとともに所定の長さに分割され、前記回転体の内側に接触して配置された複数の発熱部材と、これらの発熱部材に対する通電を個別に切替える切替部とを有し、前記媒体を加熱する加熱手段と、
前記加熱手段に前記複数の発熱部材の位置で圧接してニップを形成し、前記加熱手段とともに前記媒体を前記搬送方向に挟持搬送する加圧手段と、
前記媒体の前記画像形成領域が通過する位置に対応する発熱部材を前記切替部により選択して通電し、前記加熱手段における加熱を制御する加熱制御手段と、
を備えることを特徴とする定着装置。 Determining means for determining the size of the image forming area of the medium on which the toner image is formed;
An endless rotating body, a plurality of heating members formed in a direction perpendicular to the direction of transport of the medium, divided into predetermined lengths, and arranged in contact with the inside of the rotating body; A switching unit for individually switching the energization to, heating means for heating the medium,
Pressurizing means for pressing the heating means at the positions of the plurality of heat generating members to form a nip, and nipping and conveying the medium in the conveying direction together with the heating means;
A heating control unit that selects a heating member corresponding to a position where the image forming area of the medium passes by the switching unit, energizes the heating unit, and controls heating in the heating unit.
A fixing device comprising:
エンドレス形状の回転体と、前記媒体の搬送方向と直角方向に形成されるとともに複数種の長さに分割され、前記回転体の内側に接触して配置された複数の発熱部材と、これらの発熱部材に対する通電を個別に切替える切替部とを有し、前記媒体を加熱する加熱手段と、
前記加熱手段に前記複数の発熱部材の位置で圧接してニップを形成し、前記加熱手段とともに前記媒体を前記搬送方向に挟持搬送する加圧手段と、
前記媒体が通過する位置に対応する発熱部材を前記切替部により選択して通電し、前記加熱手段における加熱を制御する加熱制御手段と、
を備えることを特徴とする定着装置。 Determining means for determining the size of the medium on which the toner image is formed;
An endless rotating body, a plurality of heating members formed in a direction perpendicular to the medium transport direction and divided into a plurality of lengths, and arranged in contact with the inside of the rotating body; A heating unit for heating the medium, comprising: a switching unit that individually switches energization to the member;
Pressurizing means for pressing the heating means at the positions of the plurality of heat generating members to form a nip, and nipping and conveying the medium in the conveying direction together with the heating means;
Heating control means for selecting a heating member corresponding to a position through which the medium passes by the switching unit and energizing the same, and controlling heating in the heating means,
A fixing device comprising:
前記媒体の画像形成領域の大きさを判定する判定ステップと、
前記媒体の前記画像形成領域が通過する位置に対応する発熱部材を前記切替部により選択して通電し、前記発熱部材による加熱を制御する加熱制御ステップと、
をコンピュータに実行させることを特徴とする定着装置の定着温度制御プログラム。 The medium includes a plurality of heating members formed in a direction perpendicular to the transport direction of the medium on which the toner image is formed and divided by a predetermined length, and a switching unit that individually switches energization to the heating members. A fixing temperature control program for a fixing device that pressurizes and heats the toner image to fix the toner image onto the medium,
A determining step of determining a size of an image forming area of the medium;
A heating control step of selecting a heating member corresponding to a position where the image forming area of the medium passes by the switching unit and energizing the heating member, and controlling heating by the heating member;
Temperature control program for a fixing device, wherein the program causes a computer to execute the program.
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