JP2022097934A - Image forming apparatus - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、画像形成装置における定着装置の温度制御方法に関する。 The present invention relates to a method for controlling the temperature of a fixing device in an image forming device.
従来、電源を入れた際、及び印刷が終了した際に、定着装置の定着温度を、印刷開始下限温度(印刷可能な温度の下限値)以下の状態にして待機する画像形成装置が提案されていた(例えば、特許文献1参照)。 Conventionally, an image forming apparatus has been proposed in which the fixing temperature of the fixing device is set to be equal to or lower than the print start lower limit temperature (the lower limit of the printable temperature) when the power is turned on and the printing is completed. (See, for example, Patent Document 1).
しかしながら、上記した従来の構成では、待機状態で発熱部の消耗が激しくなることがあり、定着装置の寿命が短くなる場合があった。 However, in the above-mentioned conventional configuration, the heat generating portion may be heavily consumed in the standby state, and the life of the fixing device may be shortened.
本発明による画像形成装置は、印刷を行う画像形成装置において、
記録媒体に現像剤像を転写する画像形成部と、通電されると発熱する発熱部を有し、前記現像剤像の定着を行う定着器と、前記定着器の定着器温度を制御する制御部とを有し、
前記制御部は、前記定着器温度が目標温度に近づくように前記発熱部を温度制御し、前記目標温度を、印刷動作モード時の設定温度、又は印刷待機のときに前記印刷動作モード時の設定温度より低い第1の温度、又は印刷待機のときに前記第1の温度よりも低い第2の温度に設定し、前記制御部は、前記第1温度状態における1回の前記発熱部に通電する最小オン時間を前記第2温度状態における1回の前記発熱部に通電する最小オン時間よりも短くすることを特徴とする。
The image forming apparatus according to the present invention is an image forming apparatus for printing.
An image forming unit that transfers a developer image to a recording medium, a fuser that generates heat when energized, and a fuser that fixes the developer image, and a control unit that controls the fuser temperature of the fuser. And have
The control unit controls the temperature of the heat generating unit so that the fuser temperature approaches the target temperature, and sets the target temperature at the set temperature in the print operation mode or in the print operation mode during the print standby. The first temperature is set to a temperature lower than the temperature, or the second temperature is set to a second temperature lower than the first temperature when waiting for printing, and the control unit energizes the heat generating unit once in the first temperature state. It is characterized in that the minimum on-time is shorter than the minimum on-time for energizing the heat generating portion once in the second temperature state.
本発明によれば、待機状態で発熱部の消耗が抑制され、定着装置の短寿命化を抑制できる。 According to the present invention, the consumption of the heat generating portion can be suppressed in the standby state, and the life of the fixing device can be shortened.
実施の形態1.
図1は、本発明に基づく画像形成装置の実施の形態1の要部構成を示す要部構成図である。
FIG. 1 is a main part configuration diagram showing a main part configuration of the first embodiment of the image forming apparatus based on the present invention.
同図に示すように、画像形成装置1は、例えばタンデム型カラー電子写真式プリンタとしての構成を備え、給紙カセット10は、内部に記録媒体としての記録用紙40が積層され、画像形成装置1に着脱自在に装着される。ピックアップローラ21は、接触した状態で対に配設された給紙ローラ22及び分離ローラ23と共に給紙部20を構成している。ピックアップローラ21及び給紙ローラ22は、給紙モータ202(図2参照)によって回転駆動され、分離ローラ23は、図示しないトルク発生手段によって、反回転方向にトルクを発生している。
As shown in the figure, the
従って、ピックアップローラ21は、給紙カセット10内から当接した最上部の記録用紙40を引き出し、給紙ローラ22及び分離ローラ23は、例えば、記録用紙40が複数同時に引き出されたような場合にも、一枚ずつこの記録用紙40を順次搬送経路に繰出す。
Therefore, the
記録用紙40の搬送方向における、給紙部20の下流側の搬送路には、順に、レジストローラ31、搬送ローラ32が配置されている。レジストローラ31は、このレジストローラ31を加圧して搬送力を生み出す連れ回りのプレッシャローラ33と対をなし、搬送ローラ32は、この搬送ローラ32を加圧して搬送力を生み出す連れ回りのプレッシャローラ34と対をなしている。レジストローラ31のローラ対は記録用紙40の斜行を強制し、搬送ローラ32のローラ対は、書き出しセンサ35を経て画像形成部に記録用紙40を送り込む。
A
画像形成部は、着脱自在に直列に並べられた4つの現像ユニット50K,50Y,50M,50C(特に区別する必要がない場合には50と付す)、4つのLEDヘッド57K,57Y,57M,57C(特に区別する必要がない場合には57と付す)、及び現像ユニット50により形成されたトナー現像を、記録用紙40の上面にクーロン力により転写する転写部60からなる。直列に並べられた4つの現像ユニット50は、構成的には全て同じであり、使用される現像剤としてのトナーの色、即ちブラック(K)、イエロー(Y)、マゼンタ(M)、シアン(C)と、その動作タイミングのみが異なる。ここでは用紙搬送方向の上流側から順に、ブラック(K)用の現像ユニット50K、イエロー(Y)用の現像ユニット50Y、マゼンタ(M)用の現像ユニット50M、及びシアン(C)用の現像ユニット50Cが配列されている。
The image forming unit consists of four developing
従って、ここでは代表してブラック(K)の現像ユニット50Kの内部構成について以下に説明する。
Therefore, here, the internal configuration of the black (K) developing
現像ユニット50Kは、着脱自在なトナーカートリッジ51Kを備え、更に、トナー現像を担持する感光体ドラム52K、感光体ドラム52Kの表面を帯電させる帯電ローラ53、LEDヘッド57Kによる露光によって感光体ドラム52Kの帯電した表面に形成された静電潜像に、摩擦帯電によりトナー現像を形成する現像ローラ54、現像ローラ54にトナーを供給するトナー供給ローラ55、転写後に感光体ドラム52Kの表面に残る残トナーを掻き落とすクリーニングブレード56などを備える。尚、各現像ユニット50に用いられているドラムやローラには、IDモータ204(図2参照)からギアなどを経由して動力が伝達される。
The developing
転写部60は、記録用紙40を静電吸着して矢印A方向に搬送する転写ベルト61、転写ベルト61を駆動するドライブローラ62、ドライブローラ62と対を成して転写ベルト61を張架するテンションローラ63、現像ユニット50の各感光体ドラム52K,52Y,52M,52C(特に区別する必要がない場合には52と付す)にそれぞれが対向して圧接するよう配置され、トナー現像を記録用紙40に転写するよう電圧を印加する転写ローラ67K,67Y,67M,67C(特に区別する必要がない場合には67と付す)等を備える。ドライブローラ62は、ベルトモータ203(図2参照)によって回転駆動される。
The
現像ユニット50と転写ベルト61は同期して駆動され、転写ベルト61に静電吸着された記録用紙40に各色のトナー現像を順次重ね合わせて転写する。このようにして画像形成部で各色のトナー現像を転写された記録用紙40は、トナー現像を熱と圧力で記録用紙に融着させる定着器70へ送り出される。
The
定着器70は、後述する発熱部としてのハロゲンヒータ111を備えて記録用紙40に上方から接し、定着モータ205(図2参照)によって駆動されて回転するヒートローラ71とヒートローラ71に圧接して配置されたバックアップローラ72を備え、回転する加熱したヒートローラ71とこれに従動するバックアップローラ72とで記録用紙40を矢印B方向(通紙方向)に搬送する間に加熱及び加圧を実行し、記録用紙40に付着したトナーを融着して記録用紙40にトナー画像を定着させる。尚、定着器70については、後で詳しく説明する。
The
記録用紙40の搬送方向における、定着器70の下流側の搬送路には、順に、排出センサ36、排出ローラ対37,38が配置され、定着器70から排出される定着済みの記録用紙40を経路に沿って搬送し、排出トレイ39へと排出する。
尚、書き出しセンサ35は記録用紙40の有無を検出するセンサであり、書き出しセンサ35の検出信号は、LEDヘッド57の露光タイミング及び転写ローラ67に高電圧を印加するタイミングの基準となる。また、排出センサ36も記録用紙40の有無を検出するセンサであり、排出センサ36の検出信号は記録用紙40に対する一連の画像形成プロセスが終了したか否かの基準となる。
The
図2は、画像形成装置1の駆動制御系の要部構成を示すブロック図である。
FIG. 2 is a block diagram showing a configuration of a main part of the drive control system of the
同図において、印刷制御部201は、画像形成装置1の印刷動作全般を駆動制御し、定着制御部101に対しては、記録用紙40の幅情報の通知や、厚み、幅等の印刷条件、更には後述する印刷動作モード、待機状態に応じた目標温度を指令し、記録用紙40の給紙、搬送を行うためのステッピングモータ又はDCモータである給紙モータ202、転写ベルト61を駆動するドライブローラ62を回転駆動するためのステッピングモータ又はDCモータであるベルトモータ203、各現像ユニット50の各回転部を駆動するブラシレスDCモータであるIDモータ204、定着器70、排出ローラ対37,38を駆動するブラシレスDCモータである定着モータ205を、それぞれの駆動タイミングに応じて回転駆動する。
In the figure, the
また、LEDヘッド57に対しては、各LEDヘッド57の露光タイミングを制御し、現像ユニット50で行う帯電及び現像、転写部60での転写のための高電圧を生成する高圧回路206に対して、各電圧の出力タイミングを指令する。定着器70の回転駆動は、定着モータ205の駆動力を図示せぬギア列を介して減速させた後、ヒートローラ71に伝えることで実現される。
Further, for the
図3は、定着器70の内部構成を概略的に示す要部構成図であり、同図(a)は、記録用紙40を受け入れる通紙方向入り口側から見た正面図であり、同図(b)はその左側面図である。尚、定着器70を、記録用紙40が搬入される側、即ち矢印B方向(通紙方向)からみて、前(手前側)後(奥側)左右を特定する場合がある。
FIG. 3 is a configuration diagram of a main part schematically showing the internal configuration of the
定着器70において、ヒートローラ71とバックアップローラ72が、転写ベルト61から搬送されてきた記録用紙40を挟むように対向して配設されてニップ部を形成し、記録用紙40上に転写されて弱い静電気力で付着しているトナー像を、熱によって溶解した上で、バックアップローラ72の加圧力により記録用紙40に定着させる。
In the
ヒートローラ71は、アルミやステンレス鋼等の基材からなる筒状のローラで、シリコーンゴムで構成される弾性層、及びPTFE(ポリテトラフルオロエチレン)やPFA(パーフルオロアルコキシアルカン)に代表されるフッ素樹脂コーティング又はそれらを加工したチューブから成る表層を重ね合わせた構造となっている。ヒートローラ71は、内部にハロゲンヒータ111を備える。ハロゲンヒータ111に電力を供給することにより発熱させることができる。
The
ヒートローラ71の外部には、ヒートローラ71の表面の温度を検出するための温度センサであるサーモパイル112が設置されている。サーモパイル112は、通紙方向入り口側の側面に対向するように設置され、ヒートローラ71の表面から発せられる赤外線を受光して温度に変換する非接触の温度センサである。サーモパイル112の、ヒートローラ71の長手方向の設置位置は、ヒートローラ71の中央部である。
A
図4は、ハロゲンヒータ111の説明図である。ハロゲンヒータ111は、ガラス管でできたバルブ111aの中にハロゲンを封入し、その長手方向に、リード線111cと繋がるフィラメント111bを通している。またハロゲンヒータ111は、バルブ111a内に封入されたハロゲンの漏らすことなく、リード線111cからフィラメント111bへ通電させることができる。リード線111cは、後述する商用電源104及びトライアック103(図5参照)に接続される。
FIG. 4 is an explanatory diagram of the
図5は、定着器70のハロゲンヒータ111の通電駆動制御部を示す回路図である。
FIG. 5 is a circuit diagram showing an energization drive control unit of the
同回路図に示すように、サーモパイル112で検出された温度情報は、定着制御部101に送信されている。ハロゲンヒータ111の、一方の電極は商用電源104の一方の端子に接続され、他方の電極はトライアック103の一方の電極に接続されている。トライアック103の他方の電極は商用電源104の他方の電極に接続され、トライアック103のゲート端子はトライアック駆動回路102の駆動端子102aに接続されている。定着制御部101は、ヒータオン信号106をトライアック駆動回路102の入力端子102bに送信する。
As shown in the circuit diagram, the temperature information detected by the
トライアック駆動回路102は、入力するヒータオン信号106が、オン(High状態)のときにトライアック103の両電極間を導通させ、オフ(Low状態)のときにトライアック103の両電極間を絶縁するように駆動制御する。尚、ここでは、ハロゲンヒータ111に商用電源を印加することを、通電と称す場合がある。尚、印刷制御部201、定着制御部101、及びトライアック駆動回路102が制御部に相当する。
The
以上の構成において、定着制御部101が行う、定着器70のハロゲンヒータ111の通電制御方法について説明するが、その前に、本実施の形態による定着装置が解決しようとする問題点について説明する。
In the above configuration, the energization control method of the
比較例として説明する通常の定着制御では、電源が投入された際、所定時間経過するか印刷要求を受けるまで、サーモパイル112で読み取るヒートローラ71の表面温度が、印刷開始下限温度以下の低温待機温度を維持するように制御される低温待機状態になり、同様に、印刷が完了した際にもこの低温待機状態となる。更に、低温待機状態のとき印刷要求を受けず所定時間が経過すると温度制御を行わないスリープ状態となる。
In the normal fixing control described as a comparative example, when the power is turned on, the surface temperature of the
この場合、印刷動作モードに移っても、低温待機状態から印刷を行うには、低温待機温度から印刷が可能な印刷開始下限温度までウォームアップを行う必要があり、ウォームアップを行う時間だけFPOTが長くなる、という問題があった。本実施の形態の定着器70は、これらの問題を回避するべく、温度制御されるものである。
In this case, even if the printing operation mode is entered, in order to print from the low temperature standby state, it is necessary to warm up from the low temperature standby temperature to the print start lower limit temperature at which printing is possible. There was a problem that it would be long. The
図6は、高温待機状態を有する、本発明による実施の形態1の定着温度制御の流れを示す状態遷移図である。この状態遷移図を参照しながら、高温待機状態を持つ定着制御の状態遷移について説明する。 FIG. 6 is a state transition diagram showing a flow of fixing temperature control according to the first embodiment according to the present invention, which has a high temperature standby state. The state transition of the fixing control having the high temperature standby state will be described with reference to this state transition diagram.
高温待機状態を持つ定着制御では、電源が投入された際、一定時間が経過するか印刷要求を受けるまで、サーモパイル112で読み取るヒートローラ71の表面温度Thが、印刷開始下限温度以上印刷設定温度以下の温度で制御される高温待機状態(ST101)を維持する。同様に、印刷動作モード(ST103)における印刷処理が完了した際も高温待機状態(ST101)となる。
In the fixing control having a high temperature standby state, when the power is turned on, the surface temperature Th of the
高温待機状態(ST101)のとき、印刷要求を受けないまま所定時間が経過すると、印刷開始下限温度以下の温度で制御される低温待機状態(ST102)になる。低温待機状態(ST102)のとき印刷要求を受けないまま所定時間が経過すると、温度制御を行わずにハロゲンヒータ111を加熱しないスリープ(ST104)になる。以下、本発明による実施の形態1の定着温度制御について更に説明する。
In the high temperature standby state (ST101), if a predetermined time elapses without receiving a print request, the low temperature standby state (ST102) controlled at a temperature equal to or lower than the print start lower limit temperature is reached. If a predetermined time elapses without receiving a print request in the low temperature standby state (ST102), the
図7は、印刷動作モード、高温待機状態、及び低温待機状態での、ヒータオン信号106とサーモパイル112で読み取るヒートローラ71の表面温度Thとの各波形のイメージ図である。ここで、表面温度Thを目標温度に近づけるための定着制御部101による温度制御方法について簡単に説明する。
FIG. 7 is an image diagram of each waveform of the heater on
定着制御部101は、サーモパイル112が読み取るヒートローラ71の表面温度Thと、印刷制御部201から指示される目標温度との差に基づいて、例えばPID(Proportional Integral Differential)制御法による計算を、温度の一制御周期である例えば100msec毎に行い、ヒータオン信号106のデューティ値(n)を求める。
The fixing
デューティ値(n)は、1%~100%の範囲で算出され、ここではデューティ値(n)が大きいほど、ヒータオン信号106において、オフ(Low状態)に対するオン(High状態)の比率が概ね高くなるように設定されている。
The duty value (n) is calculated in the range of 1% to 100%. Here, the larger the duty value (n), the higher the ratio of the on (High state) to the off (Low state) in the heater on
図7のイメージ図は、印刷制御部201で設定される、印刷動作モードでの目標温度である印刷設定温度(170℃)、高温待機状態での目標温度である第1の温度としての高温待機温度(155℃)、及び低温待機状態での目標温度である第2の温度としての低温待機温度(120℃)に対する、サーモパイル112が読み取るヒートローラ71の表面温度Thとヒータオン信号106の波形を模式的に示している。
The image diagram of FIG. 7 shows the print set temperature (170 ° C.), which is the target temperature in the print operation mode, and the high temperature standby temperature as the first temperature, which is the target temperature in the high temperature standby state, set by the
印刷制御部201及び定着制御部101によるハロゲンヒータ111のヒータ制御は、同図に示すように、結果的に、目標温度に対して表面温度Thが低い方に大きくずれている場合にはオン(High状態)となり、目標温度に対して表面温度Thが高い方に大きくずれている場合にはオフ(Low状態)となり、維持する温度が高くなるにつれて、オフ(Low状態)に対するオン(High状態)の比率が高くなるように制御される。但し、後述するように、最小オン時間は、高温待機状態時より低温待機状態時の方が長くなるように制御される。尚、同図の各波形はイメージ図であり、正確なものではない。
As shown in the figure, the heater control of the
図8は、印刷制御部201による定着器温度制御の流れを示すフローチャートである。
同フローチャートを参照しながら、本発明による、印刷制御部201による定着器温度制御の流れについて説明する。
FIG. 8 is a flowchart showing the flow of the fuser temperature control by the
The flow of the fuser temperature control by the
画像形成装置1の電源がオンされると(ステップS101)、印刷制御部201は、直ちに高温待機状態(ステップS102)に移行し、サーモパイル112が読み取るヒートローラ71の表面温度Th(以後、定着器温度と称す場合がある)の目標温度である高温待機温度Aを設定する。これに伴って定着制御部101は、PID制御法により定着器温度Thを、目標温度である高温待機温度Aに近づけるように温度制御する。
When the power of the
ここで、目標温度である高温待機温度Aは、
印刷設定温度(170℃)>高温待機温度A≧印刷開始下限温度(152℃)
の範囲で設定されるが、ここでは155℃に設定している。
尚、印刷設定温度は、印刷動作モードの目標温度として設定される温度であり、印刷開始下限温度は、印刷を実行する際に達していなければならない最低限必要な温度である。
Here, the high temperature standby temperature A, which is the target temperature, is
Printing set temperature (170 ° C)> High temperature standby temperature A ≥ Printing start lower limit temperature (152 ° C)
It is set in the range of, but here it is set to 155 ° C.
The print set temperature is a temperature set as a target temperature of the print operation mode, and the print start lower limit temperature is the minimum required temperature that must be reached when printing is executed.
高温待機状態に移行した後、第1の経過時間(ここでは60秒)内に印刷要求があった場合(ステップS103,Yes、ステップS105,No)、印刷動作モードに移行する。高温待機状態に移行した後、印刷要求がないまま第1の経過時間が経過した場合(ステップ103,No、ステップ105,Yes)、印刷制御部201は、低温待機状態(ステップS106)に移行する。
If there is a print request (step S103, Yes, step S105, No) within the first elapsed time (60 seconds in this case) after shifting to the high temperature standby state, the printing operation mode is shifted. When the first elapsed time elapses without a print request (
この低温待機状態では、サーモパイル112が読み取る定着器温度Thの目標温度として低温待機温度Bが設定される。これに伴って定着制御部101は、PID制御法により定着器温度Thを、目標温度である低温待機温度Bに近づけるように温度制御する。
In this low temperature standby state, the low temperature standby temperature B is set as the target temperature of the fuser temperature Th read by the
ここでの目標温度である低温待機温度Bは、
印刷開始下限温度(ここでは152℃)>低温待機温度B
即ち、印刷開始下限温度未満に設定されるが、ここでは120℃に設定している。
The low temperature standby temperature B, which is the target temperature here, is
Lower limit temperature for printing start (152 ° C here)> Low temperature standby temperature B
That is, it is set to be lower than the print start lower limit temperature, but here it is set to 120 ° C.
低温待機状態に移行した後、第2の経過時間(ここでは180秒)内に印刷要求があった場合(ステップS107,Yes、ステップS108,No)、印刷動作モードに移行し(ステップS104)、印刷要求がないまま第2の経過時間が経過した場合(ステップ107,No、ステップ108,Yes)、印刷制御部201は、スリープ状態(ステップS109)に移行する。
If there is a print request within the second elapsed time (180 seconds in this case) after shifting to the low temperature standby state (step S107, Yes, step S108, No), the printing operation mode is shifted (step S104). When the second elapsed time elapses without a print request (step 107, No, step 108, Yes), the
温度制御を行わずにハロゲンヒータ111を加熱しないスリープ状態に移行した後、印刷要求があった場合(ステップS110,Yes)には印刷動作モードに移行し(ステップS104)、印刷要求がない場合(ステップS110,No)にはスリープ状態を維持する。
If there is a print request (step S110, Yes) after shifting to the sleep state in which the
以上のように、高温待機状態、低温待機状態、及びスリープ状態において印刷要求があった場合、直ちに印刷動作モード(ステップS104)に移行し、印刷動作モードでの印刷が終了した段階で高温待機状態(ステップS102)に移行する。高温待機状態に移行した後は、上記した処理過程を繰り返す。 As described above, when a print request is made in the high temperature standby state, the low temperature standby state, and the sleep state, the print operation mode (step S104) is immediately entered, and the high temperature standby state is reached when printing in the print operation mode is completed. The process proceeds to (step S102). After shifting to the high temperature standby state, the above processing process is repeated.
尚、ステップS103での印刷動作モードでは、目標温度が印刷設定温度(ここでは170℃)に設定され、定着器温度Thが印刷設定温度に近づくように制御されるが、定着器温度Thが印刷開始下限温度(ここでは152℃)に達していないと印刷は実行されない。従って、例えば電源オン直後の高温待機状態において印刷要求があって印刷動作モードに移行しても、定着器温度Thが、室温から上昇して、図7に示すように印刷開始下限温度(152℃)に達するまで印刷は実行されない。 In the print operation mode in step S103, the target temperature is set to the print set temperature (here, 170 ° C.), and the fuser temperature Th is controlled to approach the print set temperature, but the fuser temperature Th is printed. Printing is not executed unless the lower start temperature (here, 152 ° C.) is reached. Therefore, for example, even if there is a printing request in the high temperature standby state immediately after the power is turned on and the printing operation mode is entered, the fuser temperature Th rises from room temperature, and as shown in FIG. 7, the printing start lower limit temperature (152 ° C.) ) Is not executed.
印刷が終了した後、或いは電源オン後に高温待機状態になって定着器温度Thが高温待機温度A(ここでは155℃)に達した後の高温待機状態では、定着器温度Thが印刷開始下限温度(ここでは152℃)を超えた状態を維持しているため、この高温待機状態で印刷要求があって印刷動作モードに移行した場合、直ちに印刷が実行されることになる。 In the high temperature standby state after printing is completed or after the fuser temperature Th reaches the high temperature standby temperature A (here, 155 ° C.) in the high temperature standby state after the power is turned on, the fuser temperature Th is the lower limit printing start temperature. Since the state exceeding (here, 152 ° C.) is maintained, when a print request is made in this high temperature standby state and the print operation mode is entered, printing is immediately executed.
次に、例えばPID制御法によって生成されるヒータオン信号106のヒータ最小オン時間の設定について説明する。
Next, for example, the setting of the heater minimum on time of the heater on
図9は、目標温度を高温待機温度A(155℃)に設定し、ヒータ最小オン時間を2秒に定めて、PID制御法により、定着器温度Thを目標温度に近づけるように温度制御した場合のヒータオン信号106とサーモパイル112が読み取る定着器温度Thとの波形図であり、図10は、同じく目標温度を高温待機温度A(155℃)に設定し、ヒータ最小オン時間を0.1秒に定めて、PID制御法により定着器温度Thを、目標温度に近づけるように温度制御した場合のヒータオン信号106と定着器温度Thとの波形図である。
FIG. 9 shows a case where the target temperature is set to the high temperature standby temperature A (155 ° C.), the minimum heater on time is set to 2 seconds, and the temperature is controlled so that the fuser temperature Th approaches the target temperature by the PID control method. It is a waveform diagram of the heater on
尚、ここでいうヒータ最小オン時間とは、ヒータオン信号106の最小オン(High状態)時間のことであり、ヒータ最小オン時間が2秒の場合、一旦オン(High状態)になると、少なくとも2秒間はオン(High状態)を維持するように制御するものである。言い換えると、オン・オフを繰り返して温度制御する場合において、オフからオンに変わって、その後オンからオフに切り替わるまでの一回の通電時間における最小時間をヒータ最小オン時間という。
The minimum heater on time referred to here is the minimum on (High state) time of the heater on
図9に示すように、ヒータ最小オン時間を2秒とした場合、2秒間の間に温度が必要以上に上がってしまい、平均して、目標温度である高温待機温度A(155℃)より高い状態で推移してしまう。一方、図10に示すように、ヒータ最小オン時間を0.1秒とした場合、より応答の速い精密な温度制御が可能となり、目標温度に漸近した状態を維持することが出来る。 As shown in FIG. 9, when the minimum heater on time is set to 2 seconds, the temperature rises more than necessary within 2 seconds, and on average, it is higher than the high temperature standby temperature A (155 ° C.), which is the target temperature. It will change in the state. On the other hand, as shown in FIG. 10, when the minimum heater on time is set to 0.1 second, it is possible to perform precise temperature control with a faster response, and it is possible to maintain a state asymptotic to the target temperature.
図11は、ヒータ最小オン時間を2秒、0.1秒にそれぞれ設定して定着器70を温度制御した場合の、画像形成装置全体の消費電力量を示したグラフである。同図に示すように、ヒータ最小オン時間を2秒とした場合の消費電力量(106.8[Wh])に対する、ヒータ最小オン時間を0.1秒とした場合の消費電力量(86.4[Wh])の比率は、80%程度であった。このように消費電力が抑制されるのは、制御時のヒータ最小オン時間を短くするほどヒータの温度制御が緻密となり、目標温度以上に加熱するためのエネルギーが抑制されるためである。これらの結果より、ヒータ最小オン時間を短くすることにより、画像形成装置全体の消費電力が抑えられることがわかる。
FIG. 11 is a graph showing the power consumption of the entire image forming apparatus when the temperature of the
ところで、低温待機状態では、高温待機状態と同様にヒータ最小オン時間を短くすることはできない。これは低温待機状態の温度でヒータ最小オン時間を短くした場合、適正バルブ温度以下で維持される恐れがあり、ハロゲンヒータの寿命を短くしてしまうためである(参照:特開2004-342417)。 By the way, in the low temperature standby state, the minimum heater on time cannot be shortened as in the high temperature standby state. This is because if the minimum heater on time is shortened at the temperature of the low temperature standby state, the temperature may be maintained below the appropriate valve temperature, which shortens the life of the halogen heater (see: JP-A-2004-342417). ..
図12は、低温待機状態時での、ヒータ最小オン時間の異なるヒータオン信号と、これ等のヒータオン信号によって駆動されるハロゲンヒータ111のバルブ111aの温度の時間的な変化を示すイメージ図であり、同図(b)でのヒータ最小オン時間は、同図(a)でのヒータ最小オン時間より長く設定されている。Tbは、適正バルブ温度の下限値である。
FIG. 12 is an image diagram showing a temporal change in the temperature of the valve 111a of the
図12から明らかなように、ヒータ最小オン時間がより短いヒータオン信号で駆動される場合、ハロゲンヒータ111のバルブ111aの温度が、適正バルブ温度の下限値Tb未満で維持される恐れが生じる。従って、ヒータ最小オン時間が2秒の場合には、バルブ111aの平均温度が、同図(b)に示すように適正バルブ温度(下限値Tb以上)に維持できても、ヒータ最小オン時間が0.1秒の場合には、バルブ111aの平均温度が、同図(a)に示すように適正バルブ温度の下限値Tb未満に維持されてしまう恐れを生じる。
As is clear from FIG. 12, when the heater is driven by a heater on signal having a shorter minimum heater on time, the temperature of the valve 111a of the
図13は、バルブ111aの温度とハロゲンヒータ111の寿命との関係を示すイメージ図であり、適正バルブ温度で使用したときの寿命をLbとする。同図に示すように、バルブ温度をTb未満で使用した場合、ハロゲンヒータ111の寿命はLbより短くなる。
FIG. 13 is an image diagram showing the relationship between the temperature of the valve 111a and the life of the
以上のことから、ハロゲンヒータ111の寿命を長くし、且つ高温待機状態での応答の速い緻密な温度制御を実現させるためには、高温待機状態でのヒータオン信号のヒータ最小オン時間を、低温待機状態の時よりも短く設定する必要があり、本実施の形態では、高温待機状態及び印刷動作モードでのヒータオン信号のヒータ最小オン時間を0.1秒とし、低温待機状態でのヒータオン信号のヒータ最小オン時間を2.0秒としている。
From the above, in order to prolong the life of the
以上のように、本実施の形態1の画像形成装置によれば、高温待機状態において印刷指示があった場合、ウォームアップを経ずに直ちに印刷が実行されるため、印刷を効率的に行うことが可能となり、更にハロゲンヒータ111の長寿命と、高温待機状態での適切な温度制御による必要以上の電力消費の抑制とを両立させることが可能となる。
As described above, according to the image forming apparatus of the first embodiment, when a printing instruction is given in a high temperature standby state, printing is immediately executed without warming up, so that printing can be performed efficiently. Further, it is possible to achieve both the long life of the
上記した実施の形態では、本発明を、カラープリンタとしての画像形成装置に採用した例を示したが、本発明はこれに限定されるものではなく、定着器を備える、複写機、ファクシミリ、MFP等の画像処理装置にも利用可能である。またカラープリンタについて説明したが、モノクロプリンタであってもよい。 In the above-described embodiment, an example in which the present invention is adopted as an image forming apparatus as a color printer is shown, but the present invention is not limited to this, and the copier, the facsimile, and the MFP provided with a fuser. It can also be used for image processing devices such as. Further, although the color printer has been described, it may be a monochrome printer.
1 画像形成装置、 10 給紙カセット、 20 給紙部、 21 ピックアップローラ、 22 給紙ローラ、 23 分離ローラ、 31 レジストローラ、 32 搬送ローラ、 33 プレッシャローラ、 34 プレッシャローラ、 35 書き出しセンサ、 36 排出センサ、 37 排出ローラ対、 38 排出ローラ対、 39 排出トレイ、 40 記録用紙、 50 現像ユニット、 51 トナーカートリッジ、 52 感光体ドラム、 53 帯電ローラ、 54 現像ローラ、 55 トナー供給ローラ、 56 クリーニングブレード、 57 LEDヘッド、 60 転写部、 61 転写ベルト、 62 ドライブローラ、 63 テンションローラ、 67 転写ローラ、 70 定着器、 71 ヒートローラ、 72 バックアップローラ、 101 定着制御部、 102 トライアック駆動回路、 102a 駆動端子、 102b 入力端子、 103 トライアック、 104 商用電源、 106 ヒータオン信号、 111 ハロゲンヒータ、 111a バルブ、 111b フィラメント、 111c リード線、 112 サーモパイル、 201 印刷制御部、 202 給紙モータ、 203 ベルトモータ、 204 IDモータ、 205 定着モータ、 206 高圧回路。
1 Image forming device, 10 Paper cassette, 20 Paper feed unit, 21 Pickup roller, 22 Paper feed roller, 23 Separation roller, 31 Resist roller, 32 Conveyor roller, 33 Pressure roller, 34 Pressure roller, 35 Write sensor, 36 Discharge Sensor, 37 discharge roller pair, 38 discharge roller pair, 39 discharge tray, 40 recording paper, 50 development unit, 51 toner cartridge, 52 photoconductor drum, 53 charging roller, 54 development roller, 55 toner supply roller, 56 cleaning blade, 57 LED head, 60 transfer unit, 61 transfer belt, 62 drive roller, 63 tension roller, 67 transfer roller, 70 fuser, 71 heat roller, 72 backup roller, 101 anchoring control unit, 102 triac drive circuit, 102a drive terminal, 102b input terminal, 103 triac, 104 commercial power supply, 106 heater on signal, 111 halogen heater, 111a valve, 111b filament, 111c lead wire, 112 thermopile, 201 print control unit, 202 paper feed motor, 203 belt motor, 204 ID motor, 205 anchoring motor, 206 high pressure circuit.
Claims (4)
記録媒体に現像剤像を転写する画像形成部と、
通電されると発熱する発熱部を有し、前記現像剤像の定着を行う定着器と、
前記定着器の定着器温度を制御する制御部と
を有し、
前記制御部は、前記定着器温度が目標温度に近づくように前記発熱部を温度制御し、前記目標温度を、印刷動作モード時の設定温度、又は印刷待機のときに前記印刷動作モード時の設定温度より低い第1の温度、又は印刷待機のときに前記第1の温度よりも低い第2の温度に設定し、
前記制御部は、前記第1温度状態における1回の前記発熱部に通電する最小オン時間を前記第2温度状態における1回の前記発熱部に通電する最小オン時間よりも短くすることを特徴とする画像形成装置。 In an image forming apparatus that prints
An image forming unit that transfers a developer image to a recording medium,
A fuser having a heat generating portion that generates heat when energized and fixing the developer image, and a fuser.
It has a control unit that controls the fuser temperature of the fuser.
The control unit controls the temperature of the heat generating unit so that the fuser temperature approaches the target temperature, and sets the target temperature at the set temperature in the print operation mode or in the print operation mode during the print standby. Set to a first temperature lower than the temperature, or a second temperature lower than the first temperature when waiting for printing.
The control unit is characterized in that the minimum on-time for energizing the heat-generating unit once in the first temperature state is shorter than the minimum on-time for energizing the heat-generating unit once in the second temperature state. Image forming device.
The image forming apparatus according to any one of claims 1 to 3, wherein the heat generating portion is a halogen heater.
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JP2020211193A JP2022097934A (en) | 2020-12-21 | 2020-12-21 | Image forming apparatus |
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