JP2024037562A - Fixing device and image forming device - Google Patents

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和宏 秋葉
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Abstract

【課題】 ベルトの移動速度の異常に起因してヒータが制限された場合でも、定着ベルト駆動に異常がない場合はヒータの制限を実施しない画像形成装置を提供する。【解決手段】 画像形成装置は、ベルト回転体(201)と、その駆動手段(311)及び加熱手段(210)と、ベルト部材との間でニップ部を形成する加圧ローラ(203と)、ベルト回転体の回転速度測定手段(220,221)と、測定したベルト回転速度が所定範囲以上外れているときに異常を判定する手段(300)と、ベルト速度が異常と判断された時に、加熱手段の1本以上のヒータへの通電を停止させる制限手段(300)と、ヒータ制限を解除可能か判断する手段(300)とを有し、ヒータ制限解除が実施され(302)、制限解除済みフラグが立っているときは、ベルト速度異常判断にかかわらず、ヒータの通電停止を実施しない。【選択図】 図7The present invention provides an image forming apparatus that does not limit the heater when there is no abnormality in driving the fixing belt even when the heater is restricted due to an abnormality in the moving speed of the belt. SOLUTION: The image forming apparatus includes a belt rotating body (201), its driving means (311) and heating means (210), and a pressure roller (203) that forms a nip portion between the belt member. means (220, 221) for measuring the rotational speed of the belt rotating body; means (300) for determining an abnormality when the measured belt rotational speed is out of a predetermined range; The means includes a limiting means (300) for stopping energization to one or more heaters, and a means (300) for determining whether the heater limitation can be canceled, and the heater limitation has been canceled (302) and the restriction has been canceled. When the flag is set, power supply to the heater is not stopped regardless of whether the belt speed is abnormal. [Selection diagram] Figure 7

Description

本発明は、記録材上のトナー像を加熱する定着装置およびそれを搭載した画像形成装置に関する。 The present invention relates to a fixing device that heats a toner image on a recording material and an image forming apparatus equipped with the fixing device.

電子写真装置・静電記録装置などの画像形成装置においては、シート状の記録材の上にトナー画像を形成し、そのトナー画像を定着装置により加熱・加圧して記録材上に定着させている。 In image forming devices such as electrophotographic devices and electrostatic recording devices, a toner image is formed on a sheet of recording material, and the toner image is heated and pressurized by a fixing device to fix it on the recording material. .

従来の定着装置のうちの1つとして、加圧ローラと、加圧ローラに対向配置されるパッド部材と、加熱ローラと、パッド部材と加熱ローラとの間に張架される無端状の定着ベルトとを備え、加圧ローラと定着ベルトとの圧接によって形成されたニップ部にて、定着ベルトを介して加熱ローラの熱を記録材に与えることでトナー像を記録材に定着させるベルト方式定着装置が知られている。この方式は、記録材と定着ベルトの接触面積を大きく取ることができるため短時間で記録材にトナーを定着させることができることから、時間当たりの出力量が多い画像形成装置で特に採用される定着方式である。 One of the conventional fixing devices includes a pressure roller, a pad member disposed opposite to the pressure roller, a heating roller, and an endless fixing belt stretched between the pad member and the heating roller. A belt-type fixing device that fixes a toner image onto a recording material by applying heat from a heating roller to the recording material via the fixing belt at a nip formed by pressure contact between a pressure roller and a fixing belt. It has been known. This fixing method is especially adopted in image forming apparatuses that output a large amount of output per hour because it is possible to fix toner on the recording material in a short time because the contact area between the recording material and the fixing belt is large. It is a method.

特許文献1では、ベルト式定着装置における記録材の安定搬送のために、ベルト部材の移動速度を検出するベルト移動速度検出手段を有し、検出されたベルト移動速度に基づき定着ローラ駆動速度を制御する定着装置の提案がされている。また、この構成を用いてベルト移動速度検出手段にてベルト部材の移動速度が狙いより遅いと検出した場合は、画像形成装置内で異常が発生していると判断することが併せて提案されている。 In Patent Document 1, in order to stably convey a recording material in a belt-type fixing device, a belt moving speed detecting means for detecting the moving speed of a belt member is provided, and the fixing roller driving speed is controlled based on the detected belt moving speed. A fixing device has been proposed. It is also proposed that using this configuration, if the belt moving speed detecting means detects that the moving speed of the belt member is slower than the target, it is determined that an abnormality has occurred within the image forming apparatus. There is.

定着装置において、被加熱部である定着ベルトが狙いの速度で動作しない場合、熱が局所的に集中して装置が破損することが想定される。こういったケースに対する安全手段として、特許文献2にて加圧ローラが回転していないことを回転検出手段によって検出した場合、発熱体に供給される電力の一部を制限することによって発熱による装置ダメージを最小限にする、といった提案が知られている。 In a fixing device, if the fixing belt, which is a heated portion, does not operate at a target speed, it is assumed that heat will be locally concentrated and the device will be damaged. As a safety measure for such a case, in Patent Document 2, when the rotation detection means detects that the pressure roller is not rotating, the device is prevented from generating heat by limiting part of the electric power supplied to the heating element. Proposals to minimize damage are known.

以上の文献によれば、定着装置の被加熱部材の速度を検知する手段を有していれば、被加熱部材の速度異常時にも装置を破損することなく動作させることが可能とされる。 According to the above literature, if the fixing device has a means for detecting the speed of the heated member, it is possible to operate the device without damage even when the speed of the heated member is abnormal.

ところで、この被加熱部材の速度検知手段が異常を検出する原因について分類すると、被加熱部材の故障による負荷重や用紙の詰まり等によって本当に狙い速度での駆動が達成できないケースと、速度検知手段そのものの異常により速度が正しく検出できていないケースが想定される。 By the way, if we classify the reasons why the speed detection means of the heated member detects an abnormality, there are cases where driving at the target speed cannot be achieved due to heavy load due to a malfunction of the heated member, jammed paper, etc., and cases where the speed detection means itself cannot be achieved. It is assumed that the speed cannot be detected correctly due to an abnormality.

速度異常の原因が前者であれば、特許文献2で提案された電力制限を実施することは有効であるが、後者であった場合は制限を実施する必要はない。 If the cause of the speed abnormality is the former, it is effective to implement the power restriction proposed in Patent Document 2, but if it is the latter, there is no need to implement the restriction.

電力制限が実施された場合、定着装置が本来の発熱能力を発揮できないことからジョブ開始時の立ち上げ時間の増大や、用紙の給紙間隔を空けて定着温度を回復させる制御が入るなどするため、ユーザにとっては待ち時間が発生することになるから、不要な場合に制限を実施することは、ユーザに対してデメリットとなる。 When power restrictions are implemented, the fuser device cannot utilize its original heat generation capacity, resulting in an increase in start-up time at the start of a job, and control to restore the fusing temperature by increasing the paper feeding interval. , since this results in waiting time for the user, implementing restrictions when unnecessary is a disadvantage for the user.

特開2013-44868号公報Japanese Patent Application Publication No. 2013-44868 特開2012-155340号公報Japanese Patent Application Publication No. 2012-155340

そこで、本発明はベルト移動速度検出手段が異常を検出しヒータの制限が発動した際、定着ベルト駆動に異常がないことを判断し、定着ベルトに異常がないと判断した場合はヒータの制限を実施しないようにすることを目的とする。 Therefore, in the present invention, when the belt movement speed detecting means detects an abnormality and the heater restriction is activated, it is determined that there is no abnormality in the fuser belt drive, and if it is determined that there is no abnormality in the fuser belt, the heater restriction is activated. The purpose is to prevent this from happening.

上記課題を解決するために、本発明の画像形成装置は、無端状のベルト回転体(201)と、前記ベルト回転体を回転駆動する駆動手段(311)と、前記ベルト回転体を加熱する、複数本のヒータからなる加熱手段(210)と、前記ベルト回転体に外接し、前記ベルト部材との間でニップ部を形成する加圧ローラと(203)、前記ベルト回転体の回転速前度を測定するベルト回転速度測定手段(220,221)と、前記ベルト回転速度測定手段により測定したベルト回転速度が、目標とする速度から所定の範囲以上外れているときに異常と判定するベルト速度異常判定手段(300)と、前記ベルト速度異常判定手段が異常と判断したときに、前記加熱手段における複数本のヒータのうち少なくとも1本以上のヒータへの通電を停止させるヒータ制限手段(300)と、前記ヒータ制限手段によるヒータ制限を解除可能か判断するヒータ制限解除判断手段(300)とを有し、前記ヒータ制限解除が実施されたときに制限解除済みフラグが立ち(302)、前記制限解除済みフラグが立っているときは、前記ベルト速度異常判定手段の判断結果にかかわらず、前記ヒータ制限手段によるヒータの通電停止は実施しないことを特徴とする。 In order to solve the above problems, the image forming apparatus of the present invention includes an endless belt rotating body (201), a driving means (311) for rotationally driving the belt rotating body, and heating the belt rotating body. heating means (210) consisting of a plurality of heaters; a pressure roller (203) circumscribing the belt rotating body and forming a nip portion with the belt member; belt rotational speed measuring means (220, 221) for measuring the belt rotational speed, and a belt speed abnormality that is determined to be abnormal when the belt rotational speed measured by the belt rotational speed measuring means deviates from the target speed by more than a predetermined range. determination means (300); and heater restriction means (300) for stopping energization of at least one heater among the plurality of heaters in the heating means when the belt speed abnormality determination means determines that the belt speed is abnormal. , a heater restriction release determining means (300) for determining whether or not the heater restriction by the heater restriction means can be released, and when the heater restriction is removed, a restriction release flag is set (302), and the restriction is released. When the completed flag is set, the heater limiting means does not stop energizing the heater, regardless of the determination result of the belt speed abnormality determining means.

本発明によれば、ベルト移動速度検知機構が異常検知をした場合であっても、不必要なヒータ制限の実施を抑制することができ、ユーザに対する待ち時間の発生を軽減することができる。 According to the present invention, even if the belt movement speed detection mechanism detects an abnormality, unnecessary heater restriction can be suppressed, and the waiting time for the user can be reduced.

画像形成装置の概略図である。1 is a schematic diagram of an image forming apparatus. 本実施例の定着装置を説明するための図である。FIG. 3 is a diagram for explaining the fixing device of the present embodiment. 本実施例の定着装置を説明するための図である。FIG. 3 is a diagram for explaining the fixing device of the present embodiment. 本実施例の定着装置を説明するための図である。FIG. 3 is a diagram for explaining the fixing device of the present embodiment. 画像形成装置の制御ブロック図である。FIG. 2 is a control block diagram of the image forming apparatus. 定着装置の温調制御を示す図である。FIG. 3 is a diagram showing temperature control of the fixing device. 定着装置の速度制御を説明するための図である。FIG. 3 is a diagram for explaining speed control of a fixing device. 定着装置の速度制御を説明するための図である。FIG. 3 is a diagram for explaining speed control of a fixing device. 定着装置のヒータ制限による保護制御を説明するための図である。FIG. 7 is a diagram for explaining protection control based on heater restriction of the fixing device. 定着装置のヒータ制限による保護制御を説明するための図である。FIG. 6 is a diagram for explaining protection control based on heater restriction of the fixing device. 定着装置のヒータ制限による保護制御を説明するための図である。FIG. 7 is a diagram for explaining protection control based on heater restriction of the fixing device. 定着装置のヒータ制限による保護制御を説明するための図である。FIG. 7 is a diagram for explaining protection control based on heater restriction of the fixing device. 定着装置のヒータ制限による保護制御を説明するための図である。FIG. 7 is a diagram for explaining protection control based on heater restriction of the fixing device. 定着装置のヒータ制限及び解除制御を説明するための図である。FIG. 3 is a diagram for explaining heater restriction and release control of the fixing device.

以下、本発明に係る画像形成装置の実施の形態について図面に基づいて説明をする。なお、以下では、本発明を複数の感光ドラムを有する電子写真方式のフルカラーの画像形成装置に適用する例を説明するが、本発明はこれに限らず、各種方式の画像形成装置、単色の画像形成装置などにも適用できる。 Embodiments of an image forming apparatus according to the present invention will be described below based on the drawings. In the following, an example in which the present invention is applied to an electrophotographic full-color image forming apparatus having a plurality of photosensitive drums will be described. It can also be applied to forming devices, etc.

<画像形成装置>
本実施形態の画像形成装置の概略構成について、図1を用いて説明する。
<Image forming device>
A schematic configuration of the image forming apparatus of this embodiment will be described using FIG. 1.

図1は本実施形態に係るフルカラーの画像形成装置を示す図である。画像形成装置1は、画像読取部2と画像形成装置本体3とを備える。画像読取部2は、原稿台ガラス21上に置かれた原稿を読み取るもので、光源22から照射された光が原稿で反射し、レンズなどの光学系部材23を介してCCDセンサ24に結像される。このような光学系ユニットは矢印の方向に走査することにより、原稿をライン毎の電気信号データ列に変換する。CCDセンサ24により得られた画像信号は、画像形成装置本体3に送られ、制御部30で後述する各画像形成部に合わせた画像処理がなされる。また、制御部30は画像信号としてプリントサーバ等外部ホスト装置からの外部入力も受ける。 FIG. 1 is a diagram showing a full-color image forming apparatus according to this embodiment. The image forming apparatus 1 includes an image reading section 2 and an image forming apparatus main body 3. The image reading unit 2 reads a document placed on a document table glass 21. Light emitted from a light source 22 is reflected by the document, and an image is formed on a CCD sensor 24 via an optical system member 23 such as a lens. be done. By scanning in the direction of the arrow, such an optical system unit converts the original into an electric signal data string for each line. The image signal obtained by the CCD sensor 24 is sent to the image forming apparatus main body 3, and a control section 30 performs image processing in accordance with each image forming section, which will be described later. The control unit 30 also receives external input from an external host device such as a print server as an image signal.

画像形成装置本体3は、複数の画像形成部Pa、Pb、Pc、Pdを備え、各画像形成部では、上述の画像信号に基づいて画像形成が行われる。即ち、画像信号は制御部30によりPWM(パルス幅変調制御)されたレーザービームに変換される。図1において、31は露光装置としてのポリゴンスキャナで、画像信号に応じたレーザービームを走査する。そして、各画像形成部Pa~Pdの像担持体としての感光ドラム200a~200dにレーザービームが照射される。なお、Paはイエロー色(Y)画像形成部、Pbはマゼンタ色(M)画像形成部、Pcはシアン色(C)画像形成部、Pdはブラック色(Bk)画像形成部で、それぞれ対応する色の画像を形成する。画像形成部Pa~Pdは略同一なので、以下にY画像形成部Paの詳細を説明して、他の画像形成部の説明は省略する。Y画像形成部Paにおいて、200aは感光ドラムで、次述するように、画像信号に基づいて表面にトナー画像が形成される。 The image forming apparatus main body 3 includes a plurality of image forming sections Pa, Pb, Pc, and Pd, and each image forming section forms an image based on the above-mentioned image signal. That is, the image signal is converted by the control section 30 into a laser beam subjected to PWM (pulse width modulation control). In FIG. 1, 31 is a polygon scanner serving as an exposure device, which scans with a laser beam according to an image signal. Then, a laser beam is irradiated onto the photosensitive drums 200a to 200d, which serve as image carriers of each of the image forming units Pa to Pd. Note that Pa is a yellow (Y) image forming section, Pb is a magenta (M) image forming section, Pc is a cyan (C) image forming section, and Pd is a black (Bk) image forming section, which correspond to each other. Form a color image. Since the image forming sections Pa to Pd are substantially the same, details of the Y image forming section Pa will be explained below, and explanations of the other image forming sections will be omitted. In the Y image forming section Pa, a photosensitive drum 200a forms a toner image on its surface based on an image signal, as described below.

201aは1次帯電器で、感光ドラム200aの表面を所定の電位に帯電させて静電潜像形成の準備を施す。ポリゴンスキャナ31からのレーザービームによって、所定の電位に帯電された感光ドラム200aの表面に静電潜像が形成される。202aは現像器で、感光ドラム200a上の静電潜像を現像してトナー画像を形成する。203aは転写ローラで、中間転写ベルト204の背面から放電を行いトナーと逆極性の一次転写バイアスを印加し、感光ドラム200a上のトナー画像を中間転写ベルト204上へ転写する。転写後の感光ドラム200aは、クリーナー207aでその表面を清掃される。 A primary charger 201a charges the surface of the photosensitive drum 200a to a predetermined potential in preparation for forming an electrostatic latent image. A laser beam from the polygon scanner 31 forms an electrostatic latent image on the surface of the photosensitive drum 200a, which is charged to a predetermined potential. A developing device 202a develops the electrostatic latent image on the photosensitive drum 200a to form a toner image. Reference numeral 203a denotes a transfer roller, which generates discharge from the back surface of the intermediate transfer belt 204, applies a primary transfer bias having a polarity opposite to that of the toner, and transfers the toner image on the photosensitive drum 200a onto the intermediate transfer belt 204. After the transfer, the surface of the photosensitive drum 200a is cleaned by a cleaner 207a.

また、中間転写ベルト204上のトナー画像は次の画像形成部に搬送され、Y、M、C、Bkの順に、順次それぞれの画像形成部にて形成された各色のトナー像が転写され、4色の画像がその表面に形成される。Bk画像形成部を通過したトナー画像は、2次転写ローラ対205、206で構成される2次転写部において、中間転写ベルト204上のトナー画像と逆極性の2次転写電界が印加されることにより、用紙Pに2次転写される。給紙された用紙はレジ部208で待機した後、中間転写ベルト上のトナー画像と用紙の位置を合わせるためにタイミングを制御し、レジ部から用紙が搬送される。その後、用紙上のトナー画像は、像加熱装置としての定着装置200で、用紙に定着される。定着装置を通過後、機外に排紙される。両面JOBの場合は、画像形成第一面(1面目)のトナーの転写および定着が終了すると、用紙は定着後の画像形成装置内部に設けられた反転部を経て用紙の表裏が逆転され、画像形成第二面(2面目)のトナーの転写および定着、機外へ排出され排紙トレイ7上に積載される。 Further, the toner image on the intermediate transfer belt 204 is conveyed to the next image forming section, and the toner images of each color formed at each image forming section are sequentially transferred in the order of Y, M, C, and Bk. A colored image is formed on the surface. The toner image that has passed through the Bk image forming section is subjected to a secondary transfer electric field having a polarity opposite to that of the toner image on the intermediate transfer belt 204 in a secondary transfer section composed of a pair of secondary transfer rollers 205 and 206. As a result, the image is secondarily transferred onto the paper P. After the fed paper waits at the register section 208, the timing is controlled to align the toner image on the intermediate transfer belt with the paper, and the paper is conveyed from the register section. Thereafter, the toner image on the paper is fixed onto the paper by a fixing device 200 serving as an image heating device. After passing through the fixing device, the paper is ejected outside the machine. In the case of a double-sided job, when the transfer and fixing of the toner on the first side (first side) of image formation is completed, the paper passes through a reversing section provided inside the image forming apparatus after fixing, and the front and back of the paper are reversed, and the image is The toner on the second side (second side) is transferred and fixed, then discharged outside the machine and stacked on the paper discharge tray 7.

画像形成装置本体3には、その筐体の一部を成す開閉可能な不図示の定着ドア251が設けられており、その開閉状態は不図示の定着ドアセンサ250により検出可能となっている。 The image forming apparatus main body 3 is provided with a fixing door 251 (not shown) that can be opened and closed and forms a part of its casing, and its open/closed state can be detected by a fixing door sensor 250 (not shown).

定着ドア251を開けることにより、ユーザは定着装置200にアクセスできるようになり、定着装置200の交換やメンテナンス及び搬送中に詰まった記録紙Pのジャム処理などを行なうことが可能となる。 By opening the fixing door 251, the user can access the fixing device 200, and can perform replacement and maintenance of the fixing device 200, and clear jamming of recording paper P that has become jammed during transportation.

定着ドアセンサ250がドア開を検出しているとき、定着装置200は動作を禁止し、ドア閉を検出しているときのみ動作を許可することで、ユーザが安全に定着装置にアクセスできるよう構成される。 When the fixing door sensor 250 detects that the door is open, the fixing device 200 is prohibited from operating, and is allowed to operate only when the fixing door sensor 250 detects that the door is closed, so that the user can safely access the fixing device. Ru.

<画像形成装置の制御ブロック>
<定着装置>
本発明の実施形態に係るベルト加熱方式の定着装置200の全体構成の概略図を図2aに示す。図2aにおいて、記録材Pは右から左方向に搬送される。定着装置200は、無端状で回転可能な加熱回転体としての定着ベルト(以下、ベルト)201と、定着部材としての加圧パッド(以下、パッド)202、補助駆動ローラ204、張架ローラ205を含む加熱ヒータ210と、ベルト201に対向しベルト201と共にニップ部262を形成する加圧回転体としての加圧ローラ203を有する。
<Control block of image forming apparatus>
<Fixing device>
FIG. 2a shows a schematic diagram of the overall configuration of a belt heating type fixing device 200 according to an embodiment of the present invention. In FIG. 2a, the recording material P is conveyed from right to left. The fixing device 200 includes a fixing belt (hereinafter referred to as a belt) 201 as an endless rotatable heating rotating body, a pressure pad (hereinafter referred to as a pad) 202 as a fixing member, an auxiliary drive roller 204, and a tension roller 205. and a pressure roller 203 as a pressure rotating body that faces the belt 201 and forms a nip portion 262 together with the belt 201.

ベルト201は、パッド202、補助駆動ローラ204、張架ローラ205によって張架される。パッド202はベルト201を挟んで、加圧ローラ203に押圧される。 The belt 201 is stretched by a pad 202, an auxiliary drive roller 204, and a tension roller 205. Pad 202 is pressed by pressure roller 203 with belt 201 in between.

補助駆動ローラ204はその内部にハロゲンヒータ210(以下、ヒータ)が配設されており、所定の温度まで発熱可能である。ベルト201は、補助駆動ローラ204に対して接触点260から離間点261の区間で接しながら加熱される。ヒータ温度は、ヒータサーミスタ231の温度検知結果が紙種に応じた所定の目標温度になるよう、ヒータ210に対する投入電力を変化させて制御する。また、補助駆動ローラ204は、軸の片端部にギアが固定されており、ギアを介して、不図示の駆動源に接続されて回転駆動される。補助駆動ローラ204の回転によりベルト201は補助駆動力を付与される。 A halogen heater 210 (hereinafter referred to as a heater) is disposed inside the auxiliary drive roller 204, and is capable of generating heat up to a predetermined temperature. The belt 201 is heated while being in contact with the auxiliary drive roller 204 in a section from a contact point 260 to a separation point 261 . The heater temperature is controlled by changing the power input to the heater 210 so that the temperature detection result of the heater thermistor 231 becomes a predetermined target temperature depending on the paper type. Further, the auxiliary drive roller 204 has a gear fixed to one end of the shaft, and is connected to a drive source (not shown) via the gear to be rotationally driven. The rotation of the auxiliary drive roller 204 provides the belt 201 with auxiliary driving force.

張架ローラ205は、加熱ヒータ210のフレームによって支持されたばねによって付勢されており、ベルト201に所定の張力を与えるテンションローラで、ベルト201に対して従動回動する。ばねによるテンションは50Nで、ベルト201にテンションを与えることで、ベルト201をパッド202に追従させている。 The tension roller 205 is biased by a spring supported by the frame of the heater 210, is a tension roller that applies a predetermined tension to the belt 201, and rotates as a result of the belt 201. The tension by the spring is 50N, and by applying tension to the belt 201, the belt 201 is made to follow the pad 202.

加圧ローラ203は、ギアを介して不図示の加圧ローラ駆動源に接続されて回転駆動される。また、加圧ローラ203は不図示の駆動源とカムにより加圧フレームが移動することでベルト201を介してパッド202に対して加圧される。 The pressure roller 203 is connected to a pressure roller drive source (not shown) via a gear and is rotationally driven. Further, the pressure roller 203 is pressed against the pad 202 via the belt 201 by the movement of the pressure frame by a drive source and a cam (not shown).

ベルト201と加圧ローラ203との間に形成されるニップ部262において、トナー画像を担持した記録材Pを挟持し、搬送しながらトナー画像を加熱する。このように、定着装置200は、記録材Pを挟持搬送しながら、記録材Pにトナー画像を定着させる。 In the nip portion 262 formed between the belt 201 and the pressure roller 203, the recording material P carrying the toner image is held between them and the toner image is heated while being conveyed. In this way, the fixing device 200 fixes the toner image on the recording material P while nipping and conveying the recording material P.

ニップ部262の付近にはベルト201のニップ部262における温度を測定するベルトサーミスタ230が存在する。 There is a belt thermistor 230 near the nip portion 262 that measures the temperature at the nip portion 262 of the belt 201.

当接コロ220は、補助駆動ローラ204と当接する形で配置され、補助駆動ローラ204の回転に従動して回転する。当接コロ220には非図示のスリットが形成されており、回転検知センサ221はこれを読み取る。当接コロが回転することで、回転検知センサ221の出力はパルス信号ととなり、このパルス数を所定カウント数までカウントするのにかかった時間を計測することで、ベルト201の回転速度を検知することができる。 The contact roller 220 is disposed in contact with the auxiliary drive roller 204 and rotates as the auxiliary drive roller 204 rotates. A slit (not shown) is formed in the contact roller 220, and the rotation detection sensor 221 reads this. As the contact roller rotates, the output of the rotation detection sensor 221 becomes a pulse signal, and the rotation speed of the belt 201 is detected by measuring the time it takes to count the number of pulses to a predetermined count number. be able to.

図2bは、補助駆動ローラ204の回転軸に平行な面で、補助駆動ローラ204の回転軸を切断した断面を模式的に表した図である。ハロゲンヒータ211~216は補助駆動ローラ204の内部に不図示のホルダに支持されて配置されている。サーミスタ231a、231bは補助駆動ローラ204に接触しており、それぞれ補助駆動ローラ204の中央と端部の表面温度を検出している。 FIG. 2b is a diagram schematically showing a cross section taken along the rotation axis of the auxiliary drive roller 204 along a plane parallel to the rotation axis of the auxiliary drive roller 204. FIG. The halogen heaters 211 to 216 are disposed inside the auxiliary drive roller 204 and supported by a holder (not shown). Thermistors 231a and 231b are in contact with the auxiliary drive roller 204, and detect the surface temperature of the center and end portions of the auxiliary drive roller 204, respectively.

本実施例における6本のハロゲンヒータ211~216の配光分布を図2cに示す。横軸は前後方向の位置、縦軸はその位置での発熱性能を表している。図2cから分かるように、6本のハロゲンヒータそれぞれが異なる配光分布を有しており、D1、D2を境にして中央領域を主に加熱するハロゲンヒータ(ハロゲンヒータ211、ハロゲンヒータ216)と、D1、D2を境にして端部領域を主に加熱するハロゲンヒータ(ハロゲンヒータ212、ハロゲンヒータ214、ハロゲンヒータ215)、中央と端部領域全体を加熱するハロゲンヒータ213が存在する。ハロゲンヒータ211~216は、それぞれ独立して投入電流値を設定可能な構成となっており、またハロゲンヒータの電力はハロゲンヒータ211、212、213、216が1000W、ハロゲンヒータ214、215が500Wとなっている。これにより、前後方向の幅寸法が小さい記録材Pを連続的に通紙した場合でも、端部領域を主に加熱するハロゲンヒータ(ハロゲンヒータ212、ハロゲンヒータ214、ハロゲンヒータ215)の点灯比率を下げることで、補助駆動ローラ204両端部の蓄熱を抑制することが可能になっている。サーミスタ231a、231bはそれぞれ中央と端部の温度を検出している、サーミスタ231aは中央に配置されており、サーミスタ231bはD1の外側に配置される。サーミスタ231a、231bがD1、D2に重ならないように配置することで中央領域と端部領域の温度を確実に検出することができる。 FIG. 2c shows the light distribution of the six halogen heaters 211 to 216 in this example. The horizontal axis represents the position in the front-rear direction, and the vertical axis represents the heat generation performance at that position. As can be seen from FIG. 2c, each of the six halogen heaters has a different light distribution, and the halogen heaters (halogen heater 211, halogen heater 216) mainly heat the central area with D1 and D2 as boundaries. There are halogen heaters (halogen heater 212, halogen heater 214, halogen heater 215) that mainly heat the end regions bordering on D1 and D2, and a halogen heater 213 that heats the entire center and end regions. The halogen heaters 211 to 216 have a configuration in which the input current value can be set independently, and the power of the halogen heaters is 1000W for the halogen heaters 211, 212, 213, and 216, and 500W for the halogen heaters 214 and 215. It has become. This allows the lighting ratio of the halogen heaters (halogen heater 212, halogen heater 214, and halogen heater 215) that mainly heats the edge region to be reduced even when recording material P having a small width in the front and back direction is continuously passed through. By lowering the height, it is possible to suppress heat accumulation at both ends of the auxiliary drive roller 204. Thermistors 231a and 231b detect temperatures at the center and at the ends, respectively.Thermistor 231a is placed at the center, and thermistor 231b is placed outside D1. By arranging the thermistors 231a and 231b so as not to overlap D1 and D2, it is possible to reliably detect the temperatures in the central region and the end regions.

ハロゲンヒータ211~216の配熱部分が500mm、D1、D2がそれぞれ125mm、375mmとした場合にハロゲンヒータ211のD1の外側は100W、D1、D2の内側は800W、D2の外側は100Wとなる。 When the heat distribution portions of the halogen heaters 211 to 216 are 500 mm, and D1 and D2 are 125 mm and 375 mm, respectively, the outside of D1 of the halogen heater 211 is 100 W, the inside of D1 and D2 is 800 W, and the outside of D2 is 100 W.

<画像形成装置の制御ブロック>
本発明の実施形態に係る画像形成装置1の制御ブロック図を図3に示す。制御部30は、画像形成装置1の基本制御を行うCPU300、制御プログラムやアプリケーションプログラムが格納されるROM301、制御プログラムの処理を実行するためのワークエリアとして機能するRAM302、電源がOFFされてもデータが保持されるEEPROM303、制御のための周期的な時間間隔の生成や2点間の経過時間測定が可能なタイマ304、ユーザに対する画面表示やユーザによるタッチ入力を受け付けるUI305から成る。
<Control block of image forming apparatus>
FIG. 3 shows a control block diagram of the image forming apparatus 1 according to the embodiment of the present invention. The control unit 30 includes a CPU 300 that performs basic control of the image forming apparatus 1, a ROM 301 that stores control programs and application programs, a RAM 302 that functions as a work area for executing processing of the control program, and a RAM 302 that stores data even when the power is turned off. , a timer 304 capable of generating periodic time intervals for control and measuring elapsed time between two points, and a UI 305 that displays a screen for the user and receives touch input from the user.

制御部30には、駆動源として加圧ローラ203を駆動する加圧駆動モータ310、定着ベルト201を駆動するベルト駆動モータ311、定着装置200の温度調整に用いられる複数の熱源を持つ定着ヒータ210が接続され、それぞれ制御部30からの制御信号に基づき制御される。 The control unit 30 includes a pressure drive motor 310 that drives the pressure roller 203 as a drive source, a belt drive motor 311 that drives the fixing belt 201, and a fixing heater 210 that has a plurality of heat sources used to adjust the temperature of the fixing device 200. are connected and controlled based on control signals from the control section 30, respectively.

また、制御部30には、センサとしてベルト表面の温度を検出するベルトサーミスタ230、定着熱源の温度を検出する定着サーミスタ231、ベルト201の駆動速度を検出する為にベルトと当接するよう設置される当接コロ220の回転を検知する速度検知センサ221、定着装置200の上流に設置され、用紙が搬送されるタイミングを検知する定着前センサ240、定着後の用紙が搬送されたタイミングを検知する定着後センサ241、定着ドア251が開いたことを検知する定着ドアセンサ250が接続される。それぞれ制御部30からの制御信号に基づき制御される。 The control unit 30 also includes sensors such as a belt thermistor 230 for detecting the temperature of the belt surface, a fixing thermistor 231 for detecting the temperature of the fixing heat source, and a fixing thermistor 231 for detecting the driving speed of the belt 201 so as to be in contact with the belt. A speed detection sensor 221 that detects the rotation of the contact roller 220, a pre-fixing sensor 240 that is installed upstream of the fixing device 200 and detects the timing at which the paper is transported, and a fixing sensor that detects the timing at which the paper is transported after fixing. A rear sensor 241 and a fixing door sensor 250 that detects that the fixing door 251 is opened are connected. Each is controlled based on a control signal from the control section 30.

CPU300は、定着ドアセンサ250が開いたことを検知すると、直ちにJOBを停止し、定着ヒータ210を止め、加圧駆動モータ310、及びベルト駆動モータ311の駆動を停止させる。 When CPU 300 detects that fixing door sensor 250 is open, it immediately stops the JOB, stops fixing heater 210, and stops driving pressurization drive motor 310 and belt drive motor 311.

<定着の温調制御について>
図4に、電源ON起動時から所定の温度まで定着装置200を温め、プリント準備する為のウォームアップ時制御、JOB開始まで所定温度を維持するスタンバイ制御時、JOB内容に応じた温度に設定するプリント制御時の一連の温度制御をフローに示す。
<About fixing temperature control>
FIG. 4 shows warm-up control to warm up the fixing device 200 to a predetermined temperature from the time the power is turned on to prepare for printing, standby control to maintain the predetermined temperature until the job starts, and temperature setting according to the job content. The flowchart shows a series of temperature controls during print control.

ステップ400において、CPU300はウォームアップ時制御の速度設定でベルト駆動を開始する。本実施例の定着装置200は、ウォームアップ時は348mm/sで駆動する。 In step 400, the CPU 300 starts driving the belt at the speed setting for warm-up control. The fixing device 200 of this embodiment is driven at 348 mm/s during warm-up.

ステップ401において、CPU300はウォームアップ目標温度設定し、ヒータ加熱を開始する。 In step 401, the CPU 300 sets a warm-up target temperature and starts heating the heater.

ステップ402において、CPU300は定着サーミスタ231から検出される温度が目標温度に達するまで待ち、目標温度に達したらステップ403に進む。 In step 402, the CPU 300 waits until the temperature detected from the fixing thermistor 231 reaches the target temperature, and when the temperature reaches the target temperature, the process proceeds to step 403.

ステップ403において、CPU300はベルト速度をスタンバイ用の速度に設定する。本実施例の定着装置200は、静音性の観点から最低速度で駆動させ、スタンバイ時は50mm/sまで速度を落とす。 In step 403, CPU 300 sets the belt speed to a standby speed. The fixing device 200 of this embodiment is driven at the lowest speed from the viewpoint of quietness, and the speed is reduced to 50 mm/s during standby.

ステップ404において、CPU300はヒータをスタンバイ目標温度に設定する。 In step 404, CPU 300 sets the heater to the standby target temperature.

ステップ405において、CPU300はJOB開始まで待ち、JOBが開始したら、ステップ406に進む。 In step 405, the CPU 300 waits until the JOB starts, and when the JOB starts, the process proceeds to step 406.

ステップ406において、CPU300は定着させる用紙サイズ、坪量などの情報を含むJOB内容を取得する。 In step 406, the CPU 300 obtains the job contents including information such as the paper size to be fixed and the basis weight.

ステップ407において、CPU300はステップ406で取得したJOB内容に応じた、ベルト201の目標速度に変速する。本実施例の定着装置200では、用紙の坪量に応じて、348mm/s、248mm/s,174mm/sと目標速度を切り替える。 In step 407, the CPU 300 changes the speed of the belt 201 to the target speed according to the job details obtained in step 406. In the fixing device 200 of this embodiment, the target speed is switched between 348 mm/s, 248 mm/s, and 174 mm/s depending on the basis weight of the paper.

ステップ408において、CPU300はステップ406で取得したJOB内容応じた目標定着温度を設定する。 In step 408, CPU 300 sets a target fixing temperature according to the JOB details obtained in step 406.

ステップ409において、CPU300はJOB終了したかを判断し、JOBが終了するまでステップ409を繰り返し、JOBが終了したならステップ403に戻り、次のJOBまでスタンバイする。 In step 409, the CPU 300 determines whether the JOB is completed, and repeats step 409 until the JOB is completed. When the JOB is completed, the CPU 300 returns to step 403 and stands by until the next JOB.

このように、定着装置200の温調制御には、電源ON起動直後に実施するウォームアップ制御、次のJOB開始までベルト低速のまま定着温度を維持するスタンバイ制御、JOB中に実施し、JOBに応じたベルト速度や温度に設定するプリント制御がある。 In this way, the temperature control of the fixing device 200 includes warm-up control that is performed immediately after the power is turned on, standby control that maintains the fixing temperature with the belt at a low speed until the start of the next job, and control that is performed during a job and when the job starts. There is a print control that sets the belt speed and temperature accordingly.

<定着ベルト速度検知>
図5aに、回転検知センサ221を用いた定着ベルト201のフィードバック速度補正制御のフローを示す。
<Fuser belt speed detection>
FIG. 5A shows a flow of feedback speed correction control of the fixing belt 201 using the rotation detection sensor 221.

本実施例における回転検知センサ221の回転検知閾値は100mm/sである。その為、回転検知閾値を下回る図4のステップ403におけるスタンバイ駆動を除き、図4のステップ400のウォームアップ駆動時、及びステップ407のプリント駆動時に、フィードバック速度制御を実施する。 The rotation detection threshold of the rotation detection sensor 221 in this embodiment is 100 mm/s. Therefore, except for the standby drive in step 403 in FIG. 4 where the rotation detection threshold is exceeded, feedback speed control is performed during warm-up drive in step 400 in FIG. 4 and print drive in step 407.

ステップ500において、CPU300はベルト駆動モータ311が駆動中であるかを判断し、駆動していればステップ501に進み、そうでなければ、フローを終了する。 In step 500, the CPU 300 determines whether the belt drive motor 311 is being driven. If it is being driven, the process proceeds to step 501; otherwise, the flow is ended.

ステップ501において、CPU300はステップ500で駆動したベルト目標ベルト速度がスタンバイベルト速度よりも速いかを比較し、スタンバイベルト速度よりも速ければステップ502、そうでなければ、処理を終了する。 In step 501, the CPU 300 compares whether the target belt speed of the belt driven in step 500 is faster than the standby belt speed, and if it is faster than the standby belt speed, step 502; otherwise, ends the process.

ステップ502において、CPU300はタイマ304を用いて、ステップ500で駆動開始してからの経過時間の測定を開始する。 In step 502, the CPU 300 uses the timer 304 to start measuring the elapsed time since the drive was started in step 500.

ステップ503において、CPU300はステップ501で測定しているタイマ304の経過時間を取得し、安定駆動に必要な時間が経過するまで待ち、安定駆動に必要な時間経過しているなら、ステップ504に進む。 In step 503, the CPU 300 obtains the elapsed time of the timer 304 measured in step 501, waits until the time required for stable driving has elapsed, and if the time required for stable driving has elapsed, proceeds to step 504. .

ステップ504において、CPU300は、回転検知センサ221からパルス信号が入力されているかを確認し、取得できるならステップ505へ進み、そうでなければ、正常に速度検知ができないと判断し、フローを終了する。 In step 504, the CPU 300 checks whether a pulse signal is input from the rotation detection sensor 221, and if it can be obtained, proceeds to step 505. If not, it determines that the speed cannot be detected normally and ends the flow. .

ステップ505において、CPU300は、回転検知センサ221から入力されるパルス信号のパルス数をカウントし、RAM302に格納する。また、CPU300は、タイマ304を用い、所定パルス数カウントされるまでにかかる時間を測定する。本実施例では、当接コロ220を3周分に相当するパルス数を測定する。 In step 505, the CPU 300 counts the number of pulses of the pulse signal input from the rotation detection sensor 221 and stores it in the RAM 302. Further, the CPU 300 uses the timer 304 to measure the time required to count a predetermined number of pulses. In this embodiment, the number of pulses corresponding to three revolutions of the contact roller 220 is measured.

ステップ506において、CPU300は、所定パルス数カウントまでできるまで待ち、カウントが完了したらステップ506へ進む。 In step 506, the CPU 300 waits until a predetermined number of pulses can be counted, and when the count is completed, the process proceeds to step 506.

ステップ507において、CPU300はステップ504からの経過時間と理論時間を比較する。パルス測定時間の方が長ければ、ステップ508へ進み、そうでなければステップ509に進む。 In step 507, the CPU 300 compares the elapsed time since step 504 with the theoretical time. If the pulse measurement time is longer, the process proceeds to step 508; otherwise, the process proceeds to step 509.

ステップ508において、CPU300はベルト200の速度を速度差に応じて減速設定する。 In step 508, CPU 300 sets the speed of belt 200 to be reduced according to the speed difference.

ステップ509において、CPU300はベルト200の速度を速度差に応じて加速設定する。 In step 509, CPU 300 accelerates the speed of belt 200 according to the speed difference.

ステップ510において、CPU300はベルトが停止するまでステップ505に戻り繰り返す。ベルトが停止した場合は、フローを終了する。 In step 510, CPU 300 returns to step 505 and repeats until the belt stops. If the belt stops, end the flow.

図5bに、図5aのフィードバック速度制御を実施した際のタイミングチャートを示す。 FIG. 5b shows a timing chart when the feedback speed control of FIG. 5a is implemented.

ベルト速度は、ベルト201が、実際に回っている速度を波形にしたものである。 The belt speed is a waveform of the speed at which the belt 201 is actually rotating.

入力波形は、回転検知センサ221が当接コロに搭載されるスリッドを読み出したパルス信号である。 The input waveform is a pulse signal from which the rotation detection sensor 221 reads out the slid mounted on the contact roller.

モータ速度設定は、CPU300がベルト駆動モータ311に設定している速度値である。 The motor speed setting is a speed value set for the belt drive motor 311 by the CPU 300.

T550は、図5aのステップS500にあたり、ベルト駆動を開始するタイミングである。 T550 corresponds to step S500 in FIG. 5a, and is the timing to start driving the belt.

T551は、図5aのステップS503において、ベルト安定駆動時間が経過したタイミングである。 T551 is the timing at which the belt stable drive time has elapsed in step S503 of FIG. 5a.

T552、T553、T554は、図5aのステップS505~S506のパルス取得をし、図5aのステップ508、ステップ509のベルト速度にフィードバックがかかるタイミングであり、モータ速度設定は、理想モータ速度560との差に応じて、微調整される。 T552, T553, and T554 are the timings at which pulses are acquired in steps S505 to S506 in FIG. 5a and feedback is applied to the belt speed in steps 508 and 509 in FIG. 5a, and the motor speed setting is the same as the ideal motor speed 560. Fine adjustments will be made depending on the difference.

このように、ベルト201と当接し、ベルト201と連動して回転する当接コロ220の回転速度を回転検知センサ221から出力されるパルス信号を用いて、ベルトの回転速度を算出できる。算出した回転速度と、理想とする回転速度を比較することで、ベルト速度を微調整し、より精度の高いベルト駆動制御が可能になる。 In this way, the rotation speed of the contact roller 220 that contacts the belt 201 and rotates in conjunction with the belt 201 can be calculated using the pulse signal output from the rotation detection sensor 221. By comparing the calculated rotation speed with the ideal rotation speed, the belt speed can be finely adjusted and belt drive control can be performed with higher precision.

<ヒータ制限による保護制御>
ベルト式定着方式において、ベルト201はその経路を一周する過程でヒータ204から与えられた熱を定着ニップ262で記憶材Pに与えたり、移動の過程で放熱したりすることで温度が低下する。CPU300は、このベルト201の温度低下量を予測し、ニップ部261でのベルト温度が常に保たれるよう、ヒータ204の投入電力を決定している。しかし、ベルト201が停止していたり狙いの速度で動作していなかったりした場合はこの予測と実態が乖離するため、ベルト201に対して過度に熱を与えてしまうことがあり、装置の故障につながる可能性がある。
<Protection control by heater restriction>
In the belt-type fixing method, the temperature of the belt 201 decreases by applying heat from the heater 204 to the memory material P at the fixing nip 262 as it goes around its path, and by dissipating heat during the movement. The CPU 300 predicts the amount of temperature drop in the belt 201 and determines the power input to the heater 204 so that the belt temperature at the nip portion 261 is always maintained. However, if the belt 201 is stopped or not operating at the target speed, this prediction will deviate from the actual situation, which may cause excessive heat to be applied to the belt 201, leading to equipment failure. There is a possibility of connection.

したがって、ベルト201の回転が狙い通りでないことが想定される場合、ヒータ204の出力を絞って装置故障を回避する、ヒータ制限動作を実施する。 Therefore, when it is assumed that the rotation of the belt 201 is not as intended, a heater limiting operation is performed in which the output of the heater 204 is reduced to avoid device failure.

以下、図6群を用いてヒータ制限動作について述べる。 The heater limiting operation will be described below using the group of FIG.

図6aは、回転検知センサ221を用いたヒータ制限実施判断のフローを示す。なお、前述の定着ベルト速度検知と同様の理由から、このフローは回転検知閾値を下回る図4のステップ403におけるスタンバイ駆動を除き、図4のステップ400のウォームアップ駆動時、及びステップ407のプリント駆動時に実施する。 FIG. 6a shows a flowchart for determining whether to implement heater restriction using the rotation detection sensor 221. Note that for the same reason as the above-mentioned fixing belt speed detection, this flow is performed during warm-up drive in step 400 in FIG. 4 and print drive in step 407, except for the standby drive in step 403 in FIG. 4 when the rotation detection threshold is below. Implemented from time to time.

ステップ600において、CPU300はベルト駆動モータ311の制御状況を取得し、駆動中であればステップ601へ進み、停止中であれば再度ステップ600を実行する。 In step 600, the CPU 300 obtains the control status of the belt drive motor 311, and if the belt drive motor 311 is being driven, the process proceeds to step 601, and if the belt drive motor 311 is not being driven, the CPU 300 executes step 600 again.

ステップ601において、CPU300は回転検知センサ221からパルス信号が入力されているかを確認し、取得できるならステップ602へ進み、そうでなければベルトが停止している可能性があると判断し、ステップ606へ進む。 In step 601, the CPU 300 checks whether a pulse signal is input from the rotation detection sensor 221, and if it can be obtained, the process proceeds to step 602; otherwise, it determines that the belt may have stopped, and in step 606 Proceed to.

ステップ602において、CPU300はベルト駆動モータ311の制御状況を取得し、変速制御中であればパルス検知結果が常に変化するので1サイクル終了としてステップ600へ進み、変速中でなければステップ603へ進む。 In step 602, the CPU 300 obtains the control status of the belt drive motor 311, and if the speed change control is in progress, the pulse detection result will constantly change, so one cycle is considered completed and the process proceeds to step 600, and if the speed change is not in progress, the process proceeds to step 603.

ステップ603において、CPU300は回転検知センサ221から入力されるパルス信号のパルス数をカウントし、RAM302に格納する。また、CPU300は、タイマ304を用い所定パルス数カウントされるまでにかかる時間を測定する。本実施例では、当接コロ220を3周分に相当するパルス数を測定する。 In step 603, the CPU 300 counts the number of pulses of the pulse signal input from the rotation detection sensor 221 and stores it in the RAM 302. Further, the CPU 300 uses the timer 304 to measure the time required to count a predetermined number of pulses. In this embodiment, the number of pulses corresponding to three revolutions of the contact roller 220 is measured.

ステップ604において、CPU300は所定パルス数カウントできるまで待ち、カウントが完了したらステップ605へ進む。 In step 604, the CPU 300 waits until a predetermined number of pulses can be counted, and when the counting is completed, the process proceeds to step 605.

ステップ605において、CPU300はステップ504からの経過時間と理論時間を比較する。論理時間に正負それぞれマージンを持ち、パルス測定時間がこの範囲に入っていればステップ600へ進み、そうでなければ回転速度異常としてステップ606に進む。 In step 605, CPU 300 compares the elapsed time since step 504 with the theoretical time. The logical time has a positive and negative margin, and if the pulse measurement time is within this range, the process proceeds to step 600; otherwise, the process proceeds to step 606 as a rotation speed abnormality.

ステップ606において、CPU300はヒータ制限を実行する。具体的には、CPU300はハロゲンヒータ213と216の出力電流値を0に固定する。ヒータ制限を実行すると、以降は制限状態を継続するため、検知制御を終了する。 In step 606, CPU 300 executes heater restriction. Specifically, CPU 300 fixes the output current values of halogen heaters 213 and 216 to zero. Once heater restriction is executed, detection control is terminated since the restriction state continues.

図6bは、定着ベルト(201)のある一点に注目して、この点が印刷中にベルト経路を一周する際のヒータ制限をしていないときの温度推移を示したグラフである。 FIG. 6b is a graph that focuses on a certain point on the fixing belt (201) and shows the temperature transition when this point goes around the belt path during printing without heater restriction.

縦軸は温度tであり、横軸はベルト走行距離dである。また、図中のLはベルトの周長を示す長さである。 The vertical axis is the temperature t, and the horizontal axis is the belt travel distance d. Further, L in the figure is a length indicating the circumferential length of the belt.

まず、T601は定着ベルト(201)が加熱ローラ(210)を離れる点(261)における温度を示している。ベルト温度は加熱ローラ(210)を離れると、放熱により徐々に降下するため、目標温度であるtTargetより高い温度tHeatで加熱ローラ(210)を離脱する。 First, T601 indicates the temperature at the point (261) where the fixing belt (201) leaves the heating roller (210). After leaving the heating roller (210), the belt temperature gradually decreases due to heat radiation, so the belt leaves the heating roller (210) at a temperature tHeat higher than the target temperature tTarget.

次に、T602は温度検知センサ(230)に到達したタイミングにおける温度を示す。このポイントでベルト温度は目標温度tTarget付近であるように制御される。 Next, T602 indicates the temperature at the timing when it reaches the temperature detection sensor (230). At this point, the belt temperature is controlled to be around the target temperature tTarget.

続いて、T603はニップ部(262)におけるベルト温度を示している。ニップ部では、定着ベルト(201)は用紙に熱を与えるため、dTd(℃)だけ温度が降下する。この温度の降下量は通紙中の用紙のサイズや坪量、加熱ローラの蓄熱状況などにより変動する。 Subsequently, T603 indicates the belt temperature at the nip portion (262). In the nip portion, the fixing belt (201) applies heat to the paper, so the temperature drops by dTd (° C.). The amount of decrease in temperature varies depending on the size and basis weight of the paper being passed, the state of heat storage in the heating roller, etc.

続くT604は、定着ベルト(201)が加熱ローラ(210)に接触する点(260)における温度を示す。定着ベルト(201)はここから再度、加熱ローラ(210)によりdTu(b)だけ熱を与えられ、加熱ローラ離脱点(261)に到達するタイミング(T605)までに温度をtHeatまで取り戻す。 Subsequent T604 indicates the temperature at the point (260) where the fixing belt (201) contacts the heating roller (210). From here, the fixing belt (201) is again given heat by dTu(b) by the heating roller (210), and the temperature returns to tHeat by the timing (T605) of reaching the heating roller detachment point (261).

この1周のサイクルを繰り返すことで、通紙中の定着ベルト(201)の温度を維持している。T606は2周目の温度検知センサ(230)到達タイミングの温度であるが、1周目のtTarget(℃)付近よりdTlだけ低下していることが分かる。 By repeating this cycle, the temperature of the fixing belt (201) is maintained while paper is being passed. T606 is the temperature at the timing when the temperature detection sensor (230) reaches the temperature in the second round, and it can be seen that it is lower by dTl than near tTarget (°C) in the first round.

次に図6cを用いてヒータ制限下での通紙におけるベルト一周したときの温度推移を説明する。 Next, using FIG. 6c, the temperature transition when the belt goes around the belt during sheet passing under heater restriction will be explained.

図中T611、T612、T613、T614、T615、T616それぞれのタイミングは、図6bにおけるT601、T602、T603、T604、T605、T606の位置とそれぞれ対応する。 The timings of T611, T612, T613, T614, T615, and T616 in the figure correspond to the positions of T601, T602, T603, T604, T605, and T606 in FIG. 6b, respectively.

非ヒータ制限時とヒータ制限時の差は、加熱ローラ(210)の発熱量が低下したことにより、T614~T615にかけての温度上昇幅dTu(c)が低減していることである。これによって、ベルト2周目の温度検知センサ(230)到達タイミングの温度が、tTarget(℃)に到達できていないことが分かる。 The difference between the non-heater limiting time and the heater limiting time is that the temperature increase width dTu(c) from T614 to T615 is reduced due to a reduction in the amount of heat generated by the heating roller (210). This shows that the temperature at the timing when the temperature detection sensor (230) reaches the second rotation of the belt has not reached tTarget (° C.).

図6dでは、ヒータ制限した状態で通紙を続けた場合の、温度検知センサ(230)で観測できるベルト温度推移を示している。図中に示したタイミングT620~T625は、走行距離L進んだ毎のタイミングを示している。 FIG. 6d shows the belt temperature change that can be observed by the temperature detection sensor (230) when paper continues to be passed with the heater restricted. Timings T620 to T625 shown in the figure indicate timings each time the traveling distance L has progressed.

図6cで説明した通り、ヒータ制限中は定着ベルト(201)が一周ごとに温度がdTl低下していた。紙間を維持したまま通紙を継続すると、ベルト温度は一周するたびdTl低下していき、目標温度であるdTargetから乖離してゆく様子がわかる。このまま印刷を継続すると、ニップ部(262)でのベルト温度が、トナーを用紙に定着可能とする温度を下回ってしまい、未定着となってしまうため望ましくない。 As explained in FIG. 6c, during the heater restriction, the temperature of the fixing belt (201) decreased by dTl every revolution. If paper continues to pass while maintaining the paper spacing, the belt temperature decreases by dTl each time it goes around, and it can be seen that the belt temperature deviates from the target temperature, dTarget. If printing continues in this state, the belt temperature at the nip portion (262) will drop below the temperature that allows the toner to be fixed on the paper, which is undesirable because the toner will not be fixed.

図6eは、ヒータ制限中に給紙間隔をベルト長Lの2倍開けて通紙した際のベルト温度推移を示している。シートがニップを通過後の温度検出タイミングT621では、ベルト温度は目標温度tTargetからdT1だけ低下した値を示している。この後、ベルトは再度ニップ部(262)へ向かうが、給紙間隔を空けたことで用紙に熱が奪われることによるdTdの降温が発生しない。これによって、定着ベルトは2周目T622までにtTargetまで温度を取り戻している様子が分かる。このように、給紙間隔を広げることで、ヒータ制限による発熱量の低下を補うことが可能となる。なお、今回は紙間をベルト長の2倍とする例を示したがこれは一例であり、用紙によって発生するベルト降温dTdの大きさやヒータ制限によって起きるベルト一周当たりの温度降下dTlが変化した場合は、給紙間隔を増減させて対応することとなる。 FIG. 6e shows the belt temperature transition when paper is fed with the paper feeding interval twice the belt length L while the heater is restricted. At temperature detection timing T621 after the sheet passes through the nip, the belt temperature shows a value lower than the target temperature tTarget by dT1. After this, the belt moves toward the nip portion (262) again, but because the paper feeding interval is spaced, a temperature drop in dTd due to heat being taken away by the paper does not occur. From this, it can be seen that the temperature of the fixing belt has returned to tTarget by the second rotation T622. In this way, by widening the paper feeding interval, it is possible to compensate for the decrease in heat generation due to heater restriction. Note that this time we have shown an example in which the paper gap is twice the belt length, but this is just an example, and if the temperature drop dTl per belt revolution caused by the size of the belt temperature drop dTd caused by the paper or the heater restriction changes. In this case, the paper feed interval must be increased or decreased.

<ヒータ制限、及び解除について>
本実施例における定着装置200は、回転検知センサ221からパルス信号が出力できない場合、回転検知センサ221、当接コロ220の故障か、ベルト201が回転できているか判断が付かない。その為、図6のようにヒータ出力を制限することで、ベルトを正しく回せていなくても過昇温を防ぐことができる。
<About heater restriction and cancellation>
In the fixing device 200 of this embodiment, when the rotation detection sensor 221 cannot output a pulse signal, it is difficult to determine whether the rotation detection sensor 221 or the contact roller 220 is malfunctioning or whether the belt 201 is rotating. Therefore, by limiting the heater output as shown in FIG. 6, excessive temperature rise can be prevented even if the belt is not rotating correctly.

一方で、ヒータ出力を制限することで、加熱効率が低下し、目標温度まで温度を上げる為には紙間を空け、生産性を落とさなければならない。 On the other hand, by limiting the heater output, heating efficiency decreases, and in order to raise the temperature to the target temperature, paper must be spaced apart and productivity must be reduced.

ベルト駆動が正常で、回転検知センサ221や当接コロ220の故障のみの場合、不必要にヒータ出力を制限してしまった為に、落とす必要のない生産性を低下させてしまうことになる。 If the belt drive is normal and there is only a failure in the rotation detection sensor 221 or the contact roller 220, the heater output is unnecessarily restricted, resulting in an unnecessary drop in productivity.

その為、ベルトが回転できていると判断できたなら、ヒータ制限を解除し、生産性の低下を最小限に抑える必要がある。 Therefore, once it is determined that the belt is rotating, it is necessary to cancel the heater restriction and minimize the drop in productivity.

図7に、ベルト201の回転検知可否に応じたヒータ制限、及び解除のフローを示す。 FIG. 7 shows a flow of heater restriction and cancellation depending on whether rotation of the belt 201 can be detected.

ステップ700において、CPU300は確認スキップフラグをFALSEと設定する。確認スキップフラグは、ヒータ制限実施有無を判断する為のフラグ情報であり、ベルト201が回転できていることを事前に確認できれば、TRUEならばヒータ制限をせずにJOBを実行できるようにする。 In step 700, CPU 300 sets the confirmation skip flag to FALSE. The confirmation skip flag is flag information for determining whether or not to implement heater restriction. If it is confirmed in advance that the belt 201 can rotate, if it is TRUE, the JOB can be executed without heater restriction.

ステップ701において、CPU300は定着ドアセンサ250がドアオープンを検知しているかを判断し、ドアオープンしているならステップ702に進み、そうでないなら、ステップ703に進む。 In step 701, the CPU 300 determines whether the fixing door sensor 250 detects that the door is open. If the door is open, the process proceeds to step 702; otherwise, the process proceeds to step 703.

ステップ702において、CPU300は確認スキップフラグをFALSEと設定する。定着ドア251がオープンとなった場合、定着装置200及び回転検知センサ221が部品交換などにより、状態が変わる可能性がある為、次のJOBで再びヒータ制限の判断が実行されるようにする。 In step 702, CPU 300 sets the confirmation skip flag to FALSE. When the fixing door 251 is opened, the state of the fixing device 200 and rotation detection sensor 221 may change due to parts replacement, etc., so the heater restriction determination is executed again in the next job.

ステップ703において、CPU300はJOBが開始を受けたかを判断し、JOB開始したならステップ704に進み、そうでないならステップ701に戻り、JOBが始まるまで繰り返す。 In step 703, the CPU 300 determines whether the JOB has been started, and if the JOB has started, the process advances to step 704; if not, the process returns to step 701, and repeats until the JOB starts.

ステップ704において、CPU300は回転検知センサ221を読み出し、図5bの入力波形のようなパルス信号を出力できているかを見て、パルス信号が出力できておらず、速度検知ができないならステップ706に進み、速度検知ができるならステップ705に進む。 In step 704, the CPU 300 reads the rotation detection sensor 221 and checks whether a pulse signal like the input waveform shown in FIG. If the speed can be detected, the process advances to step 705.

ステップ705において、CPU300は確認スキップフラグをTRUEに設定する。 In step 705, CPU 300 sets the confirmation skip flag to TRUE.

ステップ706において、CPU300は確認スキップフラグがFALSEであるかを判断し、FALSEならステップ707に進み、そうでないならステップ708に進む。 In step 706, the CPU 300 determines whether the confirmation skip flag is FALSE. If it is FALSE, the process proceeds to step 707; otherwise, the process proceeds to step 708.

ステップ707において、CPU300は、電源ON前、もしくはドアオープン中に交換作業などが入り、前回JOBを実行した状態から、定着装置200の状態が変化した可能性がある為、ヒータの制限を実施する。 In step 707, the CPU 300 restricts the heater because the state of the fixing device 200 may have changed since the last JOB was executed due to replacement work being performed before the power was turned on or while the door was open. .

ステップ708において、CPU300は、ステップ704で速度検知ができていなくても、ベルト回転が確認できた前回のJOBから、一度も電源OFF、ドアオープンされておらず、定着装置200の状態は変化していないとして、ヒータの制限を実施しない。 In step 708, the CPU 300 determines that even if the speed was not detected in step 704, the power has never been turned off or the door has been opened since the last job in which belt rotation was confirmed, and the state of the fixing device 200 has changed. If not, do not enforce heater limits.

ステップ709において、CPU300はRAM302にJOB開始から通紙できた枚数を格納する為、通紙カウンタを0として初期化する。 In step 709, the CPU 300 initializes a paper passing counter to 0 in order to store in the RAM 302 the number of sheets that have been passed since the start of the JOB.

ステップ710において、CPU300は一枚通紙する。 In step 710, CPU 300 passes one sheet.

ステップ711において、CPU300はRAM302に格納している通紙カウントに1を加算する。 In step 711, the CPU 300 adds 1 to the paper passing count stored in the RAM 302.

ステップ712において、CPU300はステップ707でヒータ制限中であるかを判断し、かつステップ710で加算している通紙カウントが所定枚数を上回ったかを判断し、条件を満たしたならステップ713に進み、そうでないならステップ715に進む。 In step 712, the CPU 300 determines whether the heater is being restricted in step 707, and determines whether the passed paper count added in step 710 exceeds a predetermined number of sheets. If the conditions are met, the CPU 300 proceeds to step 713, If not, proceed to step 715.

ステップ713において、CPU300は確認スキップフラグをTRUEに設定する。 In step 713, CPU 300 sets the confirmation skip flag to TRUE.

ステップ714において、CPU300はヒータ制限を解除する。 In step 714, CPU 300 cancels the heater restriction.

ステップ715において、CPU300はJOBが終了したかを判断し、JOB終了ならステップ701に戻り、JOBが継続中ならステップ710に戻る。 In step 715, the CPU 300 determines whether the JOB has ended. If the JOB has ended, the process returns to step 701; if the JOB is continuing, the process returns to step 710.

このように、回転検知ができずステップ707でヒータ制限になっても、ステップ713で確認スキップフラグを一度TRUEにしておけば、次のJOBでは、ステップ706で確認スキップフラグを参照し、ヒータ制限を解除することができる。 In this way, even if the rotation cannot be detected and the heater is restricted in step 707, if the check skip flag is set to TRUE in step 713, the next job will refer to the check skip flag in step 706 and set the heater limit. can be canceled.

これにより、不要なヒータ制限をかけることによる、生産性低下を防ぐことができる。 This can prevent a decrease in productivity due to unnecessary heater restrictions.

200 定着装置
201 定着ベルト(ベルト)
202 加圧パッド(パッド)
203 加圧ローラ
204 補助駆動ローラ
205 張架ローラ
210 加熱ヒータ(ヒータ)
220 当接コロ
221 回転検知センサ
230 ベルトサーミスタ
231 定着サーミスタ
240 定着前センサ
241 定着後センサ
250 定着ドアセンサ
251 定着ドア
260 ベルト接触始点
261 ベルト接触終点
262 定着ニップ部
300 CPU
301 ROM
302 RAM
303 EEPROM
304 タイマ
305 UI
200 Fixing device 201 Fixing belt (belt)
202 Pressure pad (pad)
203 Pressure roller 204 Auxiliary drive roller 205 Stretching roller 210 Heater (heater)
220 Contact roller 221 Rotation detection sensor 230 Belt thermistor 231 Fixing thermistor 240 Pre-fixing sensor 241 Post-fixing sensor 250 Fixing door sensor 251 Fixing door 260 Belt contact start point 261 Belt contact end point 262 Fixing nip section 300 CPU
301 ROM
302 RAM
303 EEPROM
304 Timer 305 UI

Claims (4)

無端状のベルト回転体と、
前記ベルト回転体を回転駆動する駆動手段と、
前記ベルト回転体を加熱する、複数本のヒータからなる加熱手段と、
前記ベルト回転体に外接し、前記ベルト部材との間でニップ部を形成する加圧ローラと、
前記ベルト回転体の回転速前度を測定するベルト回転速度測定手段と、
前記ベルト回転速度測定手段により測定したベルト回転速度が、目標とする速度から所定の範囲以上外れているときに異常と判定するベルト速度異常判定手段と、
前記ベルト速度異常判定手段が異常と判断したときに、前記加熱手段における複数本のヒータのうち少なくとも1本以上のヒータへの通電を停止させるヒータ制限手段と、
前記ヒータ制限手段によるヒータ制限を解除可能か判断するヒータ制限解除判断手段と、を有し、
前記ヒータ制限解除が実施されたときに制限解除済みフラグが立ち、前記制限解除済みフラグが立っているときは、前記ベルト速度異常判定手段の判断結果にかかわらず、前記ヒータ制限手段によるヒータの通電停止は実施しないことを特徴とする画像形成装置。
An endless belt rotating body,
a driving means for rotationally driving the belt rotating body;
a heating means consisting of a plurality of heaters that heats the belt rotating body;
a pressure roller circumscribing the belt rotating body and forming a nip portion with the belt member;
Belt rotation speed measuring means for measuring the rotation speed of the belt rotating body;
Belt speed abnormality determining means for determining an abnormality when the belt rotational speed measured by the belt rotational speed measuring means deviates from a target speed by more than a predetermined range;
Heater limiting means for stopping energization to at least one heater among the plurality of heaters in the heating means when the belt speed abnormality determining means determines that the belt speed is abnormal;
Heater restriction release determination means for determining whether the heater restriction by the heater restriction means can be canceled;
When the heater restriction is canceled, the restriction canceled flag is set, and when the restriction canceled flag is set, the heater limiting unit energizes the heater regardless of the determination result of the belt speed abnormality determining unit. An image forming apparatus characterized in that it does not stop.
前記制限解除済みフラグは、ユーザが前記ベルト回転体もしくは前記ベルト回転速度検出手段に触れることが想定される状況になったときにクリアされることを特徴とする請求項1に記載の画像形成装置。 The image forming apparatus according to claim 1, wherein the restriction-released flag is cleared when the user is expected to touch the belt rotation body or the belt rotation speed detection means. . 画像形成装置はさらに装置の動作中にユーザが前記ベルト回転体もしくは前記ベルト回転速度検出手段に触れることがないよう開閉可能となっている1つ以上のドアと、また、前記ドアの開閉状況が判断できるドア開閉検出手段とを有しており、前記制限解除済みフラグがクリアされる条件とは、前記ドア開閉手段が前記ドアのいずれかが開いたことを検出した場合であることを特徴とする請求項2に記載の画像形成装置。 The image forming apparatus further includes one or more doors that can be opened and closed so that a user does not touch the belt rotating body or the belt rotation speed detection means during operation of the apparatus, and the opening and closing status of the door is controlled. door opening/closing detection means capable of determining whether or not the door is open/closed, and the condition for clearing the restriction-released flag is a case where the door opening/closing means detects that one of the doors is opened. The image forming apparatus according to claim 2. 前記制限解除済みフラグがクリアされる条件とは、画像形成装置の電源の遮断もしくは起動時であることを特徴とする請求項2又は3に記載の画像形成装置。

4. The image forming apparatus according to claim 2, wherein the condition for clearing the restriction-released flag is when the image forming apparatus is powered off or started.

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