JP4632834B2 - Fixing apparatus and image forming apparatus - Google Patents
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Description
この発明は、複写機、プリンタ等の画像形成装置用の定着装置及び該定着装置を搭載した画像形成装置に関する。 The present invention relates to a fixing device for an image forming apparatus such as a copying machine or a printer, and an image forming apparatus equipped with the fixing device.
一般に、複写機等に用いられる電子写真方式の画像形成装置では、光反射により感光体の表面に原稿画像の静電潜像を生成し、この静電潜像を現像プロセスによりトナー像として可視化し、そして記録媒体としての用紙状の記録材に転写している。このトナー像が転写された記録材は、定着装置に搬送されて、未定着トナー像が記録材に定着され、記録材が画像形成装置外の排紙トレイに排出される。 In general, in an electrophotographic image forming apparatus used in a copying machine or the like, an electrostatic latent image of an original image is generated on the surface of a photosensitive member by light reflection, and the electrostatic latent image is visualized as a toner image by a development process. Then, the image is transferred to a sheet-like recording material as a recording medium. The recording material onto which the toner image has been transferred is conveyed to a fixing device, the unfixed toner image is fixed on the recording material, and the recording material is discharged to a paper discharge tray outside the image forming apparatus.
この定着装置としては、加熱ローラと、この加熱ローラと加圧ローラとが当接することによりニップ部を形成した熱ローラ式定着装置や、加熱ローラと加熱ローラと平行に離間して配設された位置に配設された定着ローラとに懸架された無端状の定着ベルト、又はヒータを内蔵しそれ自体が発熱する定着ベルト、この定着ベルトと加圧ローラとが当接することによりニップ部が形成される熱ベルト式定着装置がある。いずれの方式定着装置においても、その形成したニップ部を、トナー像が転写された記録材を通過させ、この通過する過程で、所定に加圧・加熱して、定着している。 As the fixing device, a heating roller, a heating roller type fixing device in which a nip portion is formed by contact between the heating roller and the pressure roller, and a heating roller and the heating roller are disposed in parallel with each other. An endless fixing belt suspended from a fixing roller disposed at a position, or a fixing belt that has a built-in heater and generates heat, and a nip portion is formed by contact between the fixing belt and the pressure roller. There is a heat belt type fixing device. In any type of fixing device, the recording material onto which the toner image is transferred is passed through the formed nip portion, and fixing is performed by pressurizing and heating in a predetermined manner in the passing process.
そして、所定に設けた加熱源を制御して、所定の定着温度を得るように構成した各種の画像形成装置が提案されている。 Various image forming apparatuses configured to obtain a predetermined fixing temperature by controlling a predetermined heating source have been proposed.
加圧ローラの温度から加熱ローラの目標温度を算出し、実測した加熱ローラの温度が目標温度より低いとき、発熱体がオンするように構成されたものが知られている(例えば、特許文献1参照)。 It is known that the heating roller target temperature is calculated from the pressure roller temperature, and the heating element is turned on when the actually measured heating roller temperature is lower than the target temperature (for example, Patent Document 1). reference).
また、加熱ローラと無端状加圧ベルトとで定着を行う場合、無端状加圧ベルト上に発熱抵抗体層を設け、無端状加圧ベルトの温度検出結果により、発熱抵抗体層の発熱を制御するものが知られている(例えば、特許文献2参照)。 When fixing with a heating roller and an endless pressure belt, a heating resistor layer is provided on the endless pressure belt, and the heat generation of the heating resistor layer is controlled based on the temperature detection result of the endless pressure belt. Is known (see, for example, Patent Document 2).
また、定着ローラに定着ヒータと温度検出用のサーミスタ、加圧口ーラに加圧ヒータとサーミスタを備え、両方の温度検出出力に基づいて温度制御し、定着ヒータおよび加圧ヒータの温度誤検出を防止したものが知られている(例えば、特許文献3参照)。 The fixing roller is equipped with a fixing heater and a thermistor for temperature detection, and the pressure porter is equipped with a pressure heater and the thermistor. Is known (for example, see Patent Document 3).
また、非接触式温度検出部を備える加熱ローラと、接触式温度検出部を備える加圧ローラとを具え、電源投入直後の立ち上がりを早めるべく、加圧ローラの温度に基づき加熱ローラのヒータを制御し、この制御の後に、加熱ローラの温度又は加圧ローラの温度に基づき加熱ローラのヒータを制御した定着装置が知られている(例えば、特許文献4参照)。 It also has a heating roller with a non-contact temperature detector and a pressure roller with a contact temperature detector, and controls the heater of the heating roller based on the temperature of the pressure roller in order to speed up the start-up immediately after the power is turned on. A fixing device is known in which the heater of the heating roller is controlled based on the temperature of the heating roller or the pressure roller after this control (see, for example, Patent Document 4).
また、ヒータを有する加熱ローラと、これと平行に離間して配設された支持ローラと、定着ローラと支持ローラに懸架された定着ベルトと、定着ベルトに圧接してニップ部を形成する加圧ローラ、定着ヒータと定着ローラの温度を検出するサーミスタ、加圧ヒータと加圧ローラの温度を検出するサーミスタを備え、目標加熱ローラ温度は、加圧ローラ温度検出に基づき算定されとともに、算定された目標加熱ローラ温度および加熱ローラ検出温度に基づき加熱ローラのハロゲンヒータランプが制御されたものが知られている(例えば、特許文献5参照)。この構成によれば、加圧ローラの実際の温度が変化しても、その温度変化に応じて目標加熱ローラ温度が適正な温度に再設定されるので、ニップ部の温度が常に最適な温度状態に維持され、所望の光沢度を有する定着画像を安定に形成できるとされている。 In addition, a heating roller having a heater, a support roller disposed in parallel with the heater, a fixing roller, a fixing belt suspended from the supporting roller, and a pressure that presses against the fixing belt to form a nip portion. A roller, a thermistor that detects the temperature of the fixing heater and the fixing roller, and a thermistor that detects the temperature of the pressure heater and the pressure roller, and the target heating roller temperature is calculated based on the pressure roller temperature detection and is calculated There is known one in which a halogen heater lamp of a heating roller is controlled based on a target heating roller temperature and a heating roller detection temperature (see, for example, Patent Document 5). According to this configuration, even if the actual temperature of the pressure roller changes, the target heating roller temperature is reset to an appropriate temperature according to the temperature change, so that the temperature of the nip portion is always the optimum temperature state. Therefore, a fixed image having a desired glossiness can be stably formed.
しかしながら、上記した従来の各構成では、いずれにしても、未定着トナー像に接する定着部材の温度を緻密に制御することに関しては不充分であるという問題がある。 However, in each of the conventional configurations described above, there is a problem in that it is insufficient to precisely control the temperature of the fixing member in contact with the unfixed toner image.
そこでこの発明は、前記従来のものの問題点を解決し、簡単な構成で、未定着トナー像に接する定着部材の温度が緻密に制御できる定着装置及び該定着装置を搭載した画像形成装置を提供することを目的とする。 Accordingly, the present invention provides a fixing device that solves the above-described problems of the prior art and can precisely control the temperature of a fixing member that contacts an unfixed toner image with a simple configuration, and an image forming apparatus equipped with the fixing device. For the purpose.
前記課題を解決するために、請求項1に記載の発明は、第1の加熱源を有する第1の回転体と、第1の回転体と接してニップ部を形成する第2の回転体と、第1の回転体の温度を制御周期毎に検出する第1の温度検出部と、第2の回転体の温度を制御周期毎に検出する第2の温度検出部と、を具え、前記ニップ部に未定着なトナー画像を有した記録媒体を通過させて、該トナー画像を記録媒体に定着する定着装置において、前記第1の加熱源をオンオフ制御する制御部を設け、この制御部は、第1、第2の温度検出部により前回検出した検出温度と目標値との差と、第1、第2の温度検出部により今回検出した検出温度と目標値との差から予め設定された評価テーブルから評価を選択し、選択された評価に基づいて予め作成された決定テーブルより前記第1の加熱源の制御周期毎のデューティ比を選択することでPWM制御により前記第1の加熱源を制御することを特徴とする。 In order to solve the above problems, a first aspect of the present invention, a second rotating member that forms a first rotary member having a first heat source, the nip portion in contact with the first rotating body a first temperature detection unit, a second temperature detector for detecting the temperature of the second rotary member in each control cycle, the comprising detecting the temperature of the first rotating member in each control cycle, the nip In a fixing device that passes a recording medium having an unfixed toner image in the section and fixes the toner image on the recording medium, a control section that controls on / off of the first heating source is provided , The evaluation set in advance from the difference between the detected temperature and the target value detected last time by the first and second temperature detectors, and the difference between the detected temperature and the target value detected this time by the first and second temperature detectors Select an evaluation from the table, and a decision table created in advance based on the selected evaluation And controlling said first heating source by a PWM control by selecting a more duty ratio in each control cycle of the first heat source.
請求項2に記載の発明は、請求項1において、第2の回転体を加熱する第2の加熱源をさらに設け、前記制御部は、第1、第2の温度検出部により前回検出した検出温度と目標値との差と、第1、第2の温度検出部により今回検出した検出温度と目標値との差から予め設定された評価テーブルから評価を選択し、選択された評価に基づいて予め作成された決定テーブルより前記第1の加熱源及び第2の加熱源のデューティ比を選択することでPWM制御により前記第1の加熱源及び前記第2の加熱源を制御することを特徴とする。
The invention according to
請求項3に記載の発明は、請求項1又は2に記載の定着装置を搭載した画像形成装置である。 A third aspect of the present invention is an image forming apparatus equipped with the fixing device according to the first or second aspect .
この発明は、前記のような構成であるから、制御部は、第1、第2の温度検出部により前回検出した検出温度と目標値との差と、第1、第2の温度検出部により今回検出した検出温度と目標値との差から予め設定された評価テーブルから評価を選択し、選択された評価に基づいて予め作成された決定テーブルより前記第1の加熱源の制御周期毎のデューティ比を選択することでPWM制御により前記第1の加熱源を制御するので、第1の回転体と第2の回転体との間における伝熱を考慮して、第1の回転体の温度を、より一層緻密に制御することができる。すなわち、前回検出した温度状態と、今回検出した温度状態との間に生じた変化の傾向を加味して第1の加熱源の制御周期毎のデューティ比を決定してPWM制御により制御するので、この結果として得られる定着温度の制御精度を向上することができる。 Since the present invention is configured as described above, the control unit uses the first and second temperature detection units to detect the difference between the detected temperature and the target value detected last time by the first and second temperature detection units. The evaluation is selected from a preset evaluation table based on the difference between the detected temperature detected this time and the target value, and the duty for each control cycle of the first heating source is determined from a determination table created in advance based on the selected evaluation. Since the first heating source is controlled by PWM control by selecting the ratio, the temperature of the first rotating body is set in consideration of heat transfer between the first rotating body and the second rotating body. , It can be controlled more precisely. That is, since the duty ratio for each control cycle of the first heating source is determined in consideration of the tendency of the change that occurred between the temperature state detected last time and the temperature state detected this time, and controlled by PWM control . As a result, the control accuracy of the fixing temperature obtained can be improved.
この発明を実施するための最良の形態を、添付図面に示す実施の形態を参照して説明する。まず、この発明の画像形成装置が解決する課題は、上述したとおりであるが、さらに補足すると以下のとおりである。
上記の従来の各構成においては、少なくとも、それぞれが検出した温度と、それぞれの加熱源から生じさせる加熱量との間には、明確な関連性は認められない。すなわち、これらの各構成では、その連続的な時間の流れのなかで、各温度検出時点での測定温度と制御目標の定着温度との温度差に基づいて、加熱源の加熱動作を制御しているに過ぎない。謂わば、各温度検出時点で、部材の測定温度と制御温度との関係を定性的に把握しているだけに留まっている。このため、この加熱制御の結果として得られる温度は、定着温度付近で変動し続けるだけではなく、該加熱制御による温度精度を追及することは、複雑な処理や構成が必要になったりして、コスト面で不利であり困難である。
The best mode for carrying out the present invention will be described with reference to the embodiments shown in the accompanying drawings. First, the problems to be solved by the image forming apparatus according to the present invention are as described above, but further supplemented are as follows.
In each of the above conventional configurations, there is no clear relationship between at least the temperature detected by each and the amount of heat generated from each heating source. That is, in each of these configurations, the heating operation of the heating source is controlled based on the temperature difference between the measured temperature at the time of each temperature detection and the fixing temperature of the control target in the continuous flow of time. There are only. In other words, at the time of detecting each temperature, the relationship between the measured temperature of the member and the control temperature is only qualitatively known. For this reason, the temperature obtained as a result of this heating control not only continues to fluctuate near the fixing temperature, but pursuing the temperature accuracy by the heating control may require complicated processing and configuration, It is disadvantageous and difficult in terms of cost.
そこで、この発明では、制御周期というある時間の長さで区切って、該制御周期の開始時点で、検出した部材温度から該部材の熱的な状態を定量的に把握し、これに対応するための加熱量を、該制御周期で提供する定量的な熱量としている。すなわち、該部材に不足した定量的な熱量を、算定して求め、この熱量不足を解消するために、該制御周期で規定された定量的な熱量としての加熱量の分量を、同様に算定して求めている。したがって、このように不足した熱量および供給熱量との相互の量的な関係を把握して、まず加熱源を加熱動作させるか否かを判断し、次に、該制御周期での加熱動作による供給加熱量を正確に算定するようにしているので、このように判断し算定した供給加熱量から得られる定着部材の温度は緻密に制御されて、この結果としての部材温度は、定着温度としての制御目標温度に対して、その安定性や正確性を向上できることになる。 Therefore, in the present invention, in order to deal with this by quantitatively grasping the thermal state of the member from the detected member temperature at the start of the control cycle, divided by a certain length of time called the control cycle. The amount of heating is a quantitative amount of heat provided in the control cycle. That is, the quantity of heat that is insufficient for the member is calculated and found, and in order to resolve this quantity of heat, the amount of heating as the quantitative quantity of heat specified in the control cycle is calculated in the same way. Looking for. Therefore, grasping the mutual quantitative relationship between the shortage of heat and the supply heat in this way, it is first determined whether or not to heat the heating source, and then the supply by the heating operation in the control cycle. Since the heating amount is accurately calculated, the temperature of the fixing member obtained from the supply heating amount determined and calculated in this way is precisely controlled, and the resulting member temperature is controlled as the fixing temperature. The stability and accuracy of the target temperature can be improved.
次に、まずこの発明の前提としての画像形成装置を説明する。図1は、この発明の定着装置を具えた画像形成装置(フルカラー複写機)の概略全体構成を示す正面図である。 Next, an image forming apparatus as a premise of the present invention will be described first. FIG. 1 is a front view showing a schematic overall configuration of an image forming apparatus (full-color copying machine) provided with a fixing device of the present invention.
フルカラー複写機1(画像形成装置)は、図1に示すように、所定に帯電された感光体3外周面に露光装置2が光書き込みして静電潜像を形成し、トナーにより静電潜像を顕像化して転写する画像形成部4、各サイズ各向きの記録媒体としての用紙Pがそれぞれ積載して格納した複数の箱状給紙カセット5を、垂直方向に多段に具える給紙部6、給紙部6から搬送された用紙Pに画像形成部4で転写されたトナー像を定着させる定着装置7、図示しないコンタクトガラスを有してこのコンタクトガラスに載置された原稿に光を反射させて前記の静電潜像用に該ガラスに接したその原稿面の原稿画像を読み取る原稿読取部11、この原稿読取部11に原稿を搬送する原稿搬送部12を具えている。
As shown in FIG. 1, the full-color copying machine 1 (image forming apparatus) forms an electrostatic latent image by the
画像形成部4は、カラートナー像を形成する画像形成ユニット13を具える。画像形成ユニット13は、イエロー(Y)、マゼンタ(M)、シアン(C)、ブラック(K)の各色に対応して感光体3Y、3M、3C、3Kが具えられる。画像形成ユニット13の各々は、トナーの色のみが相違し他の部分は同一の構成である。したがって、イエロー(Y)の感光体3Yの構成を説明する。感光体3Yの周囲に、感光体3Yの周面に形成された静電潜像をトナーにより顕像化する現像装置14、レーザ照射器15及びミラー16等を具える露光装置2、感光体3との間でコロナ放電を発生させ感光体3の表面を一ように帯電する帯電ローラ17、所定の電圧をかけて感光体3Yの周面を初期状態に戻す図示しない除電装置、用紙Pに転写した後の感光体3Yの周面上に残留したトナーを除去するクリーニング装置21、感光体3Yとで中間転写ベルト22を挟時し、中間転写ベルト22の上にトナー像を転写する1次転写ローラ23等が配設されている。
The
次に、このフルカラー複写機1による画像形成動作としてコピー動作を簡単に説明する。すなわち、ユーザが、原稿を、原稿搬送部12に載置して、または原稿読取部11のコンタクトガラス上に載置して、図示しないコピースイッチを押下すると、フルカラー複写機1のコピー動作が開始される。
Next, a copy operation as an image forming operation by the full-
原稿面を下にして所定に載置された原稿は、原稿搬送部12に載置された場合に同原稿搬送部12から原稿読取部11に搬送され、この原稿読取部11で、その原稿サイズなどとともに、その原稿画像が読み取られ、この原稿画像に基づいた電子写真プロセスによって、つまり上記の各部が連係して動作した一連の画像形成処理によって画像形成部4の感光体3上にトナー像が形成される。これと同時的に、給紙カセット5に積載された用紙Pが画像形成部4に搬送される。そして、用紙Pは、感光体3とタイミングをあわされて搬送され、この搬送された用紙Pに、画像形成部4で感光体3上に形成したトナー像が転写される。トナー像が転写された用紙Pは、定着装置7に搬送され、この定着装置7よって、その未定着なトナー像が用紙Pに定着され、排紙トレイ24の上に排紙されて、画像形成動作としてコピー動作が完了する。コピー終了とともに、原稿は原稿読取部11から原稿搬送部12に戻される。
A document placed on a document surface with the document surface down is conveyed from the
次に、このフルカラー複写機1の画像形成動作を制御する電気的な構成を説明する。図2は、フルカラー複写機1の画像形成および画像形成に関連したその他などの全体動作を制御する制御装置のブロック図を示す。
Next, an electrical configuration for controlling the image forming operation of the full-
システム制御板51は、画像形成システム全体を制御する、つまりフルカラー複写機1の各部の動作を制御する制御部としての制御装置であり、システム制御板51は、CPU、ROM、RAM、不揮発RAM、各種の計時機能を含んだカレンダー機能チップ等が具えられ、各部に設けたスイッチ類やセンサ類、および読取制御板52が配線接続されている。すなわち、このシステム制御板51は、定着用の諸センサ類からセンサ情報を取得して、定着装置7の加熱動作も所定に制御している。読取制御板52は、図示しないCCD等により原稿画像を読み取り、その画像情報をデジタル信号に変換して、システム制御板51に転送するように構成されている。
The
したがって、システム制御板51により、システム全体のタイミング制御、操作/表示部53の入出力制御、定着装置7、FAX、プリンタ、及びスキャナ等の動作の制御、アプリケーション部とのインターフェース、画像形成処理用の諸設定として画像情報データの変倍、フィルタ、γ等の画像処理用パラメータ・データ、画像メモリを用いた画像情報データの記憶及び蓄積の制御が行われるように構成されている。
Therefore, the
また、システム制御板51は、キー入力により各種モードが設定可能で、LED、LCD、タッチパネル等に表示可能な操作/表示部53が接続され、露光のためのLDとその駆動部からなる書込制御板54が接続されている。画像情報データは、システム制御板51から出力されて、書込制御板54に書き込まれるように構成されている。
The
また、システム制御板51は、I/O制御板57に接続され、このI/O制御板57は、モータ等の各種のアクチュエータや、各種のセンサ類やスイッチ類に対する入出力信号が集約部分とされている。すなわち、I/O制御板57には、例えば、現像装置14内のトナー濃度を検出して現像装置14に装置本体からトナーを補給するためのトナーセンサ55などのように、システム全体(スキャナ部、プリンタ部)に設けた各種センサや、アクチュエータ等からの出力信号が入力されて集約され、モータ、ソレノイド、クラッチ、高圧電源56等への出力信号が集約され、さらに各種画像形成用I/O61に接続されて、画像形成用データの入出力信号が集約されている。システム制御板51のシステム制御部分は、I/O制御板57のI/Oデータにより、各種制御するように構成されている。この制御には、給紙カセット5、手差しトレイ8における用紙Pの有無情報や、用紙Pのサイズ情報、感光体3の駆動とタイミングをあわされる用紙搬送用のレジストローラの駆動タイミング等も含まれる。
In addition, the
次に、上記のフルカラー複写機1に用いた第1の実施形態の定着装置7におけるその物理的な装置構成を説明する。すなわち、この定着装置7は、図3に示すように、定着ローラ28と、この定着ローラ28に所定間隔、離間させて対向配置された加熱ローラ26と、これらの定着ローラ28および加熱ローラ26に張架された無端状の定着ベルト27と、この定着ベルト27を介して定着ローラ26に対向しかつ該定着ローラ26側に向かうように付勢された加圧ローラ31とを主体に構成され、定着ローラ28に巻き掛けられた部分の定着ベルト27外周面とこれに接した加圧ローラ31との間に所定圧を確保したニップ部を形成するとともに、このニップ部に対して、加熱ローラ26に設けたハロゲンヒータ25bが発生した熱を、定着ベルト27を介して供給し、同ニップ部に所定の定着温度を確保するようにしている。
Next, the physical configuration of the fixing
より詳細には、ケーシング42の略中央には、定着ローラ28が同ケーシング42に軸支されて配置され、この定着ローラ28に対して同図中の略右斜め上方に所定に離間し、かつ軸同士を平行にして加熱ローラ26が、軸支されている。加熱ローラ26と定着ローラ28とには、第1の回転体として無端の定着ベルト27が懸架されている。
More specifically, a fixing
この定着ベルト27は、そのベルトとしての可撓性や引っ張り強度に加えて、加熱加圧定着用に必要な所定の耐熱性、熱伝導性、その厚さ方向の圧縮強度などを確保した構成とされている。すなわち、たとえば、定着ベルト27は、耐熱性樹脂からなる基体を有し、この基材の厚さは、熱伝導と強度とのバランスから30〜100μmに設定され、その表面は、用紙Pおよび用紙上のトナーに加圧接触されるので、離型性、耐熱性に優れた表面層が必要なことから、フッ素系樹脂などの表面離型層で被覆した構成となっており、またこの表面離型層の下には、画像の均一性を得るために、シリコーンゴムやフッ素ゴムなどの耐熱ゴムからなる弾性層が設けられている。
The fixing
定着ローラ28の下方に、かつこの定着ローラ28に巻きかけられた部分に接するようにして加圧ローラ31が、軸支されており、そのローラ軸は、定着ローラ28のローラ軸に近づく方向に所定距離、変位可能に構成されるとともに、同方向にバネ等の図示しない弾性部材によって、所定の付勢力を確保して付勢されている。したがって、加圧ローラ31は、定着ローラ28に巻きかけられた部分の定着ベルト27に当接して、両者間に所定圧を確保したニップ部を形成する。
A
なお、33は、定着ベルト27の弛みを防止するためのテンションローラである。すなわち、このテンションローラ33は、加熱ローラ26と定着ローラ28との間で、定着ベルト27の外周面に接するように軸支され、このローラ軸は、前記外周面側に所定距離、変位可能に構成されるとともに、同変位方向にバネ等の図示しない弾性部材によって付勢されている。したがって、このテンションローラ33は、前記の位置を占めた定着ベルト27の外周面に常時接して従動回転しながら、同外周面に常時押圧力を付与し、この定着ベルト27を常時、緊張状態に保持して、該定着ベルト27の弛みを防止している。
加熱ローラ26は、所定の熱伝導性を有した中空ローラ状に形成され、その内部には、加熱源としてハロゲンヒータ25bが設置されている。このハロゲンヒータ25bは、不活性ガスとともにタングステンのフィラメント線を密閉管体状のガラス管に封入した構成とされ、このフィラメント線に通電されて発熱する。すなわち、このハロゲンヒータ25bは、その通電量に応じた分の熱量を発生する電熱ヒータとされている。
The
また、定着ローラ28よりも上方、かつ定着ローラ28に巻きかけられた定着ベルト27に接するように、クリーニングローラ34が回転可能に軸支されて設けられ、このクリーニングローラ34は、その接した定着ベルト27面の移動に連行されて従動回転し該定着ベルト27上の残トナーを除去するようにしている。さらに、このクリ−ニングローラ34に接して従動回転し、その表面を転動することにより、含侵されたオイルを塗布するオイル塗布ローラ35が設けられている。定着ローラ28と加圧ローラ31が形成したニップ部に対して水平な搬送方向の前後には、略同方向に延在された搬送ガイド36が設けられている。
In addition, a cleaning
加熱ローラ26の近傍には、第1の温度検出部としての温度センサであるサーミスタ37bが配置され、このサーミスタ37bのセンサ端子が、加熱ローラ26の外周に接した部分の定着ベルト27の表面に摺接されており、サーミスタ37bは、該部分の定着ベルト27の温度を検出して出力するように構成されている。加圧ローラ31の下側表面に、そのセンサ端子を摺接するようにして、第2の温度検出部としての温度センサであるサーミスタ37aが配置され、このサーミスタ37aは、加圧ローラ31の温度を検出して出力するように構成されている。すなわち、これらのサーミスタ37a,37bは、システム制御板51に配線接続され、各サーミスタ37a,37bがそれぞれ検出した各温度が、システム制御板51に入力されている。
In the vicinity of the
このように構成された定着装置7では、その基本的な定着動作として、画像形成部4でトナー像をその上面に転写された用紙Pが、ニップ部に搬送され、その搬送方向の先端が、定着ベルト27および加圧ローラ31に挟み込まれると、矢印方向に回転する定着ベルト27および加圧ローラ31によって規定された進行速度で、ニップ部を通過し、この通過の過程で所定に加圧および加熱されて、用紙P表面上のトナー像が同用紙Pに定着される。そして、このニップ部に、定着ベルト27が定着用の熱を供給するようにしている。すなわち、定着ベルト27のベルト面が、用紙Pの上面に転写された未定着トナー像に接して、少なくとも、該定着ベルト27の温度で未定着トナー像が溶融できるようにしている。そして、この定着ベルト27は、該定着ベルト27に接した加熱ローラ26により加熱されており、この加熱ローラ26は、その内部に配置された電気的な加熱源としてのハロゲンヒータ25bによって加熱されている。
In the
次に、この定着に必要な熱つまり定着温度の制御に関連した第1の実施形態の定着装置7におけるその電気的な構成を説明する。
Next, the electrical configuration of the fixing
このハロゲンヒータ25bの動作制御に直接的に関連した電気的な構成としては、図4に示すように、システム制御板51に配線接続され、各部からの各出力信号が入力されて該信号をシステム制御板51に転送するとともに、システム制御板51からの指令信号に基づき各部への各出力信号を出力する入出力信号の集約部としてのI/O制御板57と、各部へそれぞれの動作に必要な電力を供給するPSU58とが設けられている。このI/O制御板57には、サーミスタ37aおよびサーミスタ37bそれぞれの検出温度用の出力線が接続される一方、PSU58には、ハロゲンヒータ25bのヒータ駆動用の電力供給線が接続されている。
As shown in FIG. 4, the electrical configuration directly related to the operation control of the
PSU58は、その入力端子が、図示しない商用AC電源に接続され、少なくとも、この端子から入力された交流電流を所定の電圧や電流に変換して調整し各部に供給する電力供給部としてのPSU(Power Supply Unit)であり、AC電源から所定にDC電源を生成して出力する電源生成のための回路群や、ハロゲンヒータ25bを所定にヒータ駆動するための回路群などが搭載されている。つまり、このPSU58は、デジタル複写機1の内部で、主に制御系に必要な電源や、主に駆動系、中高圧電源に必要な電源などを生成して各部に供給するとともに、ハロゲンヒータ25bにその発熱用の電力を所定に供給できるようにしている。
The input terminal of the
PSU58に搭載されたハロゲンヒータ25bに関連した回路群としては、少なくとも、図示しないAC電源遮断用のリレーや、トライアック、スナバ回路等が設けられている。
As a circuit group related to the
リレーは、画像形成装置の異常時には、異常検知用の構成からシステム制御板51を介さずに別系統の経路でその作動信号を受け取って、システム制御板51からの指令信号に基づいた出力信号を遮断するように作動して、ハロゲンヒータ25bへの電力供給を遮断するように構成されている。
When an abnormality occurs in the image forming apparatus, the relay receives an operation signal through a path of another system from the abnormality detection configuration without passing through the
トライアック、スナバ回路は、PWM(Pulse Width Modulation)制御用の構成部材、つまりパルス幅変調方式で供給電力を可変に制御するための回路や素子であり、PSU58からの電力を、電熱ヒータとしてのハロゲンヒータ25bに対してその発熱動作用電力として所定に調整や変換して供給しており、点灯率であるPWM制御信号のデューティ比に基づいて、スイッチング動作し、その電力供給量を増減できるように構成されている。なお、このデューティ比は、システム制御板51からの指令信号によって、任意に設定できるが、この第1の実施形態では、たとえば50%などのように、あらかじめ定めた固定値とされている。
The triac and snubber circuit is a component for PWM (Pulse Width Modulation) control, that is, a circuit or element for variably controlling the power supplied by the pulse width modulation method. The power from the
したがって、加熱ローラ26を介して定着ベルト27を加熱するハロゲンヒータ25bの加熱動作は、所定の周期で供給電流を通電・遮断するトライアック、スナバ回路等により具体的に制御されており、ハロゲンヒータ25bに供給する動作用電力を、少なくとも、量的に制御するとともに、該ハロゲンヒータ25bの発熱動作自体を動作させるか、動作させないか、のいずれかにオンオフ制御している。これらのトライアック、リレー回路の動作を制御するための処理は、システム制御板51が具えたCPUにより行われ、このCPUの処理判断により所定の指令信号が発せられて、この指令信号に基づき具体的な動作を規定した信号がI/O制御板57のポートを介して、トライアック、リレー回路に送信され、所定にこれらで実行されるようになっている。
Accordingly, the heating operation of the
システム制御板51は、I/O制御板57を介して、サーミスタ37bにより検出された定着ベルト27の温度検出信号と、サーミスタ37aにより検出された加圧ローラ31の温度検出信号とが入力され、所定の各制御周期ごとに、ハロゲンヒータ25b用の制御判断プログラムを実行し、前記の両検出温度を取得して、その制御周期で、必要な加熱量を算出し、この算出した加熱量に基づき、少なくとも、ハロゲンヒータ25bをオンオフするかを決定し、ハロゲンヒータ25bを所定に点灯制御している。すなわち、システム制御板51は、各制御周期の開始時点で、定着ベルト検出温度および加圧ローラ検出温度を各部材の現状データとして取得し、その制御周期でオンさせるか、オフさせるかを所定に判断し、この判断結果を実行するための指令信号をPSU58に発して、上記のトライアック、スナバ回路に実行させて、ハロゲンヒータ25bの加熱動作を、各制御周期単位で、所定にオンオフ制御するようにしている。
The
次に、このシステム制御板51の制御構成を説明する。すなわち、上記の物理的な構成および電気的な構成を用いたこの第1の実施形態の定着装置7におけるその制御構成を説明する。つまり加熱源としてのハロゲンヒータ25bの加熱動作を所定にオンオフして、第1の回転体としての定着ベルトの温度を緻密に制御した構成を説明する。
Next, the control configuration of the
まず基本的な概要を説明する。図5(a)は、オンオフを決定するための決定テーブル、図5(b)は、定着ベルトの最適な熱容量と現在の定着ベルトの蓄熱量と量的な関係を示した概念説明図、図5(c)は、加圧ローラの最適な熱容量と現在の加圧ローラの蓄熱量と量的な関係を示した概念説明図である。 First, a basic outline will be described. FIG. 5A is a determination table for determining ON / OFF, and FIG. 5B is a conceptual explanatory diagram showing the quantitative relationship between the optimum heat capacity of the fixing belt and the current heat storage amount of the fixing belt. FIG. 5C is a conceptual explanatory diagram showing a quantitative relationship between the optimum heat capacity of the pressure roller and the current heat storage amount of the pressure roller.
この第1の実施形態では、定着温度に直接的に関連した部材として、第1の回転体と第2の回転体との2つの部材を選定し、最適な定着温度状態で規定されるこれらの各部材の理論的な熱容量を基準にし、これらの各部材の理論的な熱容量に対して、実測して得られた各部材の検出温度から算定して推測できる各部材の実際的な蓄熱量を比較し、それぞれの各部材における不足した熱量または過剰な熱量を把握するとともに、これら以外の他の要因で失われる熱量をあらかじめ算定もしくは実際に製作した実機を用いて求めておき、これらを総合判断して、各制御周期単位で、加熱源を加熱動作させるか否かを決定している。 In the first embodiment, two members, the first rotating body and the second rotating body, are selected as the members directly related to the fixing temperature, and these members defined in the optimum fixing temperature state are selected. Based on the theoretical heat capacity of each member, the actual heat storage amount of each member that can be estimated by calculating from the detected temperature of each member obtained by actual measurement with respect to the theoretical heat capacity of each member. Comparing and grasping the deficient or excessive heat quantity of each member, and calculating the heat quantity lost due to other factors other than these by using the actual machine that has been calculated or actually manufactured in advance. Whether or not to heat the heating source is determined for each control cycle.
つまり、第1に、各部材における最適な定着温度状態での熱容量を基準としてあらかじめ定めておき、第2に、各部材から得られた検出温度は、その部材における現状の蓄熱量が反映された結果としての温度であるとして、この検出温度から蓄熱量を逆算し、第3に、前記の熱容量と現状の蓄熱量とを比較して、過不足の熱量を算出し、第4に、この過不足の熱量に対して他の要因で失われる熱量を加算して、このようにして算出した熱量を、定着温度に直接的に関連した部材に対して補充が必要な加熱量とする。 That is, firstly, the heat capacity of each member at the optimum fixing temperature state is determined in advance, and secondly, the detected temperature obtained from each member reflects the current amount of heat stored in that member. Assuming that the temperature is the result, the heat storage amount is calculated backward from the detected temperature. Third, the heat capacity is compared with the current heat storage amount to calculate the excess or deficient heat amount. The amount of heat lost due to other factors is added to the amount of heat that is insufficient, and the amount of heat calculated in this way is used as the amount of heat that needs to be replenished to the member that is directly related to the fixing temperature.
より詳細には、最適な画像品質を得るために必要な加熱量、つまり上記のニップ部に最適な定着温度を確保し維持するために必要な熱量は、熱源であるハロゲンヒータ25bからの発生熱量と、定着ベルト27の熱容量と、その他の奪われている熱量とにより決定できる。すなわち、この第1の実施形態の構成では、加熱ローラ26は定着ベルト27に熱を与えているのに対して、この定着ベルト27は、定着ローラ28、加圧ローラ31、および用紙に熱を奪われていることになる。
More specifically, the amount of heat necessary for obtaining the optimum image quality, that is, the amount of heat necessary for securing and maintaining the optimum fixing temperature in the nip portion is the amount of heat generated from the
なお、加熱源としてのハロゲンヒータ25bが発生した熱は、ほぼそのまま加熱ローラ26に伝達され、加熱源温度と加熱ローラ26の温度とは、等価であるとみなせる。また、加熱ローラ26の温度と、この加熱ローラ26に接した部分の定着ベルト27の温度とは、実質的に等価であり、この部分の温度を検出したサーミスタ37bは、定着ベルト温度と同時に加熱ローラ26の温度を検出しているとみなせる。さらに、定着ローラ28はその外周のほぼ半周に渡って、定着ベルト27が巻回され、その残余の半周は、定着ベルト27の内周および加熱ローラ26に囲まれているので、そのローラ軸を介した熱の流出はあるものの、実質的に熱的な影響を及ぼさない部材であるとみなせる。したがって、結局、定着ベルト27は、熱供給側の部材に属し、加圧ローラ31は、熱消費側の部材に属するとみなせる。
It should be noted that the heat generated by the
次に、たとえば、もし検出した定着ベルト温度だけが、目標温度Tよりも低い場合には、単純にハロゲンヒータ25bからの発熱量が不足しているとみなせる。
Next, for example, if only the detected fixing belt temperature is lower than the target temperature T, it can be considered that the amount of heat generated from the
なお、この目標温度Tは、少なくとも、定着ベルト27および加圧ローラ31が、最適な定着温度となっている場合の該部材の蓄熱量つまり理論的な熱容量からあらかじめ決定されている。すなわち、この熱容量を確保した状態での定着ベルト27および加圧ローラ31を、それぞれの温度センサとしてのサーミスタが検出した温度とされている。また、この最適な定着温度状態での定着ベルト27および加圧ローラ31の熱容量は、同定着ベルト27および同加圧ローラ31の各種の寸法から規定される部材の大きさとしての体積や、該定着ベルト27および該加圧ローラ31の材質から規定される熱伝導率、比熱などの熱的な諸特性から算定できるが、実際的には、実機を用いて得るものとする。
The target temperature T is determined in advance from the amount of heat stored in the member, that is, the theoretical heat capacity when the fixing
すなわち、より詳細には、図5(b)中の左側に実線の直立長方体形状の面積部分で表した、適切な定着温度を確保した状態の理論的な定着ベルト27の熱容量Aに対して、実測した定着ベルト27の温度から計算して得られた現状の定着ベルト27の蓄熱量が、理論的な熱容量Aよりも小さく満たない場合には、この現状の蓄熱量は、同図5(b)中の左側に前記の直立長方体よりも短い直立長方体形状の面積部分で表され、その差分の破線で囲まれた面積部分が定着ベルト27に不足している熱量となる。
That is, in more detail, with respect to the theoretical heat capacity A of the fixing
他方、たとえば、もし検出した定着ベルト温度が、目標温度Tとほぼ等しい温度である一方、検出した加圧ローラ温度が、目標温度Tよりも低い場合には、加熱ローラ26の熱が、定着ベルト27を介して、なんらかの理由で、加圧ローラ31に奪われ続けていることになる。このため、結果として上記のニップ部の定着温度は、その最適な温度よりも低下することになる。換言すれば、上記の場合には、定着ベルト温度が適切な温度に保たれていることが検出されているのにも拘わらず、結果として適切な定着温度が得られないことになる。
On the other hand, for example, if the detected fixing belt temperature is substantially equal to the target temperature T, but the detected pressure roller temperature is lower than the target temperature T, the heat of the
より詳細には、図5(c)中の左側に実線の直立長方体形状の面積部分で表した、適切な定着温度を確保した状態の理論的な加圧ローラ31の熱容量Bに対して、実測した加圧ローラ31の温度から計算して得られた現状の加圧ローラ31の蓄熱量が、理論的な熱容量Bよりも小さく満たない場合には、この現状の蓄熱量は、同図5(c)中の左側に前記の直立長方体よりも短い直立長方体形状の面積部分で表され、その差分の破線で表した面積部分が、なんらかの理由で熱が奪われて、加圧ローラ31に不足している熱量となる。
More specifically, with respect to the theoretical heat capacity B of the
他方、上記とは逆に、ニップ部の定着温度が、最適な温度よりも上昇することもあり得る。すなわち、もし検出した定着ベルト温度が、目標温度Tとほぼ等しい温度である一方、検出した加圧ローラ温度が、目標温度Tよりも高い場合には、加熱ローラ26の熱が、定着ベルト27を介して、なんらかの理由で、加圧ローラ31に蓄積され続けており、結果としてニップ部の定着温度が上昇することになる。
On the other hand, conversely to the above, the fixing temperature of the nip portion may rise above the optimum temperature. That is, if the detected fixing belt temperature is substantially equal to the target temperature T, but the detected pressure roller temperature is higher than the target temperature T, the heat of the
結局、この定着装置7の構成では、加熱量としてのハロゲンヒータ25bからの発熱量が、奪われる熱量と定着ベルト27に蓄熱される熱量とが釣り合っていれば、よいことになる。
After all, in the configuration of the fixing
そこで、このように定着ベルト温度が定着用に適切な温度に保たれているのに拘わらず、ニップ部で適切な定着温度が得られない事態を回避するために、定着ベルトの温度検出だけに基づいた判断ではなく、この定着ベルト温度に加えて加圧ローラ温度も判断材料とし、しかも検出温度をそのまま制御の判断に用いることなく、上記の各部材それぞれの蓄熱量の概念を用いて、これらの検出温度には各部材の蓄熱量が反映された結果として捉え、量的な熱量を基本単位にして、まず少なくとも、加熱動作させるか否かを判断するようにした。 Therefore, in order to avoid a situation in which an appropriate fixing temperature cannot be obtained at the nip portion even though the fixing belt temperature is maintained at an appropriate temperature for fixing as described above, only the temperature detection of the fixing belt is performed. In addition to the fixing belt temperature, the pressure roller temperature is also used as a determination material, and the detected temperature is not used as it is for the control determination. The detected temperature is taken as a result of reflecting the amount of heat stored in each member, and based on the quantitative amount of heat as a basic unit, it is first determined whether or not to perform a heating operation.
具体的には、たとえば、最適な温度状態での定着ベルト27の熱容量がAであり、同温度状態での加圧ローラ31の熱容量がBであるとした場合、必要な加熱量は、下記の(1)式から算出される。
必要な加熱量=a+b+c ・・・(1)
ただし、
a=(定着ベルトの熱容量A)−(定着ベルト検出温度から計算される現在の蓄熱量)
b=(加圧ローラの熱容量B)−(加圧ローラ検出温度から計算される現在の蓄熱量)
c=(その他に奪われる熱量)
なお、上記の(1)式中におけるcの値は、定着装置構造や各部材の構成などから算定できる、あらかじめ定められた固定値である。すなわち、cの値は、たとえば該制御周期の時間経過中に、定着ベルトおよび加圧ローラから自然放出されて定着温度に供しない熱量とされ、これらの部材が概略定着温度付近に維持制御されるため、一定の値とできる。
Specifically, for example, when the heat capacity of the fixing
Necessary heating amount = a + b + c (1)
However,
a = (heat capacity A of the fixing belt) − (current heat storage amount calculated from the detected temperature of the fixing belt)
b = (heat capacity B of the pressure roller) − (current heat storage amount calculated from the temperature detected by the pressure roller)
c = (The amount of heat taken away by others)
Note that the value of c in the above equation (1) is a predetermined fixed value that can be calculated from the structure of the fixing device and the configuration of each member. That is, the value of c is, for example, the amount of heat that is spontaneously released from the fixing belt and the pressure roller and does not serve the fixing temperature during the lapse of the control period, and these members are maintained and controlled near the fixing temperature. Therefore, it can be a constant value.
そして、この第1の実施形態においては、所定の制御周期単位で、加熱動作をオンオフする構成なので、オンした場合、つまり加熱動作させた場合の加熱量は、固定的な一定量となる。すなわち、このオンした場合には、制御周期が経過する時間分だけ、加熱動作を継続することになる。このため、ハロゲンヒータ25bの単位時間あたりの発熱量を、制御周期の時間で積算した値が、特定の制御周期単位で、加熱動作をオンオフする制御による加熱量となる。この第1の実施形態では、たとえば制御周期を、1秒に設定している。
In the first embodiment, since the heating operation is turned on / off in a predetermined control cycle unit, the heating amount when the heating operation is turned on, that is, when the heating operation is performed, is a fixed constant amount. That is, when this is turned on, the heating operation is continued for the time during which the control cycle elapses. For this reason, the value obtained by integrating the heat generation amount per unit time of the
より詳細には、上記の(1)式を用いた一連の計算処理に代替した等価物として、あらかじめ計算処理した結果が登録された決定テーブルを、制御に用いた構成とされている。
すなわち、上記の(1)式を用いる替わりに、つまり一連の計算処理に代替して、等価物としての、決定用データ・テーブルをあらかじめ作成し、この決定テーブルを制御判断に用いるように構成した。すなわち、同決定テーブルにおいて、定着ベルト検出温度と加圧ローラ検出温度とを交差照合した各欄には、これらの検出温度を用いて、あらかじめ上記の一連の計算処理した結果としてのオンかオフかの値が登録されている。
More specifically, as a substitute for the series of calculation processes using the above equation (1), a determination table in which the results of calculation processes are registered is used for control.
That is, instead of using the above equation (1), that is, instead of a series of calculation processes, a determination data table as an equivalent is created in advance, and this determination table is used for control judgment. . That is, in the determination table, in each column where the fixing belt detection temperature and the pressure roller detection temperature are cross-checked, whether these detection temperatures are used is ON or OFF as a result of the above-described series of calculation processing in advance. The value of is registered.
この決定テーブルは、図5(a)に示すように、5行5列のマトリックス状に構成され、その縦方向の各行が、定着ベルト検出温度用とされ、その横方向の各列が、加圧ローラ検出温度用とされている。また、入力パラメータとしての各検出温度と、出力パラメータとしてのオン・オフ判断結果との間に充分な制御精度を確保できるように、所定に設定された温度範囲とされている。 As shown in FIG. 5A, this determination table is configured in a matrix of 5 rows and 5 columns, each row in the vertical direction is for the fixing belt detection temperature, and each column in the horizontal direction is added. It is used for the pressure roller detection temperature. Further, the temperature range is set to a predetermined value so that sufficient control accuracy can be ensured between each detected temperature as the input parameter and the on / off determination result as the output parameter.
決定テーブルにおいて、Tは目標温度、+6℃はT+6℃、+3℃はT+3℃、−3℃はT−3℃、−6℃はT−6℃を、それぞれ示す。すなわち、
−6℃の欄は、検出温度Xが、T−6℃≧X、
−3℃の欄は、検出温度Xが、T−3℃≧X>T−6℃、
Tの欄は、検出温度Xが、T℃≧X>T−3℃、
+3℃の欄は、検出温度Xが、T+3℃≧X>T℃、
+6℃の欄は、検出温度Xが、X>T+3℃、
である場合に、それぞれ選択される。換言すれば、検出温度Xが、目標温度T−3℃以下に低く、かつ、同目標温度T−6℃よりも高い温度範囲内であると判定した場合に、−3℃の欄が行または列として、選択される。同様に、検出温度Xが、目標温度T℃以下に低く、かつ、同目標温度T−3℃よりも高い温度範囲内であると判定した場合に、Tの欄が行または列として、選択される。
In the determination table, T represents a target temperature, + 6 ° C represents T + 6 ° C, + 3 ° C represents T + 3 ° C, -3 ° C represents T-3 ° C, and -6 ° C represents T-6 ° C. That is,
In the column of −6 ° C., the detected temperature X is T−6 ° C. ≧ X,
In the column of −3 ° C., the detected temperature X is T−3 ° C. ≧ X> T−6 ° C.
In the column of T, the detected temperature X is T ° C ≧ X> T−3 ° C.
In the column of + 3 ° C., the detected temperature X is T + 3 ° C. ≧ X> T ° C.
In the column of + 6 ° C., the detected temperature X is X> T + 3 ° C.,
Are selected respectively. In other words, when it is determined that the detected temperature X is lower than the target temperature T-3 ° C. and within the temperature range higher than the target temperature T-6 ° C., the column of −3 ° C. Selected as a column. Similarly, when it is determined that the detected temperature X is lower than the target temperature T ° C. and within the temperature range higher than the target temperature T−3 ° C., the T column is selected as a row or a column. The
これらの各定着ベルト検出温度と、各加圧ローラ検出温度とを、前者を行として後者を列として交差照合した各欄には、以下のようにして算出した結果として決定されたオン・オフ値が、あらかじめ登録されている。すなわち、ある温度条件として、ある定着ベルト検出温度と、ある加圧ローラ検出温度と、が検出された場合に、これらの検出温度の組み合わせで、上記の数式1を用いて、必要な加熱量を算出し、この必要な加熱量な加熱量と、この第1の実施形態では固定値とされている該制御周期で供給する加熱量との大きさを比較して、該制御周期で加熱動作を、オンするかオフするかを、該当する組み合わせの欄に、あらかじめ登録しておく。なお、前記の計算に用いる各組み合わせにおけるそれぞれの検出温度の値としては、各欄の温度範囲の中央値や、上限値、下限値のいずれかを、装置構成や制御構成などの設計仕様に応じて、適宜、統一して選択し用いている。
In each of the fields in which each of these fixing belt detection temperatures and each pressure roller detection temperature are cross-checked with the former as a row and the latter as a column, an on / off value determined as a result of calculation as follows: Is registered in advance. That is, when a certain fixing belt detection temperature and a certain pressure roller detection temperature are detected as a certain temperature condition, the necessary heating amount is calculated by using the above-described
具体的には、ある定着ベルト検出温度とある加圧ローラ検出温度とを、上記の数式1に代入して、必要な加熱量を算定する。より詳細には、ある定着ベルト検出温度からその定着ベルトの現在の蓄熱量を計算して、熱容量Aから差し引き、この定着ベルト検出温度での上記のaを求める。同様に、ある加圧ローラ検出温度からその加圧ローラの現在の蓄熱量を計算して、熱容量Bから差し引き、上記のbを求める。そして、これらの算出したa、bと、上記のcとを加算して、この加算した値を、必要な加熱量とする。この算定した必要な加熱量に、この第1の実施形態では固定値である該制御周期で供給される加熱量を比較し、基本的に、算定した必要な加熱量が、固定値の供給加熱量を上回って供給加熱量以上に多い場合には、オフ値を登録する一方、少ない場合には、オフ値を登録する。
Specifically, a certain fixing belt detection temperature and a certain pressure roller detection temperature are substituted into
なお、定着ベルト検出温度Xaが、該定着ベルト用の目標温度Tに等しく、かつ、定着ベルト検出温度Xbが、該定着ベルト用の目標温度Tに等しい場合にも、その他に奪われる熱量cが生じているが、この第1の実施形態では、加熱量は固定値なので、オフ値が、登録されている。すなわち、制御周期で供給される加熱量に比べて、熱量cは相対的に小さいので、固定値の加熱量を供給すると、かえってなんらかの支障が生じるほど、定着温度が目標温度Tを越えるとみなしている。 Even when the fixing belt detected temperature Xa is equal to the target temperature T for the fixing belt and the fixing belt detected temperature Xb is equal to the target temperature T for the fixing belt, the amount of heat c to be taken away is also lost. Although this occurs, in the first embodiment, the heating amount is a fixed value, so an off value is registered. That is, since the amount of heat c is relatively small compared to the amount of heating supplied in the control cycle, it is assumed that the fixing temperature exceeds the target temperature T to the extent that some trouble occurs when a fixed amount of heating is supplied. Yes.
したがって、このように構成された定着装置7では、システム制御板51のROM等の記憶手段には、上記の図5(a)に示したデータ・テーブルが、記憶保存されており、予め決められている制御周期(例えば1秒)ごとの各制御周期の開始時点で、定着ベルト27の温度及び加圧ローラ31の温度が検出され、システム制御板51にそれぞれの温度検出信号が入力され、前記のデータ・テーブルを参照して、このテーブルの参照結果に基づき、ハロゲンヒータ25bを所定に発熱動作させるオンか、発熱動作させない否のオフかを決定し、この決定を実行する。これによって、ハロゲンヒータ25bの発熱動作を精密に制御して、この発熱による適切な加熱量が得られる。すなわち、定着ベルト27の検出温度に該当する行と、加圧ローラ31の検出温度の該当する列とが交差する欄にあらかじめ登録されたオンオフに基づいて、該制御期中の、ハロゲンヒータ25bの加熱動作がオンオフに制御される。
Therefore, in the
以上のように、この第1の実施形態の定着装置によれば、各部材の温度状態からそれぞれの部材の蓄熱量を推定し、これらの推定した各部材の現状の蓄熱量と、最適な定着温度状態での各部材それぞれの理論的な熱量との両者を比較し算出して得られた総合的な不足した必要な加熱量を基準にして、その制御周期で一定の熱量を供給する加熱源を、加熱動作させるか否かを判断してオンオフ制御する構成としたので、加熱源からの発熱量を適確な条件下でオンするように制御でき、算出して得られる不足した必要な加熱量に対して、該加熱量を補充して充足する分量に適合させた発熱量を確保することができ、この結果として、第1の回転体の温度をより緻密に制御することができる。換言すれば、ニップ部での定着温度をより厳密に管理でき、該定着による画像品質の向上が図れる。 As described above, according to the fixing device of the first embodiment, the heat storage amount of each member is estimated from the temperature state of each member, the current heat storage amount of each estimated member, and the optimum fixing amount. A heat source that supplies a constant amount of heat in its control cycle, based on the overall required heat amount obtained by comparing both the theoretical heat amount of each member in the temperature state and calculating Is controlled to turn on and off the heat generated from the heating source under proper conditions, and the necessary and insufficient heating obtained by calculation is determined. With respect to the amount, it is possible to secure a calorific value adapted to the amount to be filled by supplementing the heating amount, and as a result, the temperature of the first rotating body can be controlled more precisely. In other words, the fixing temperature at the nip portion can be more strictly managed, and the image quality can be improved by the fixing.
特に、単なる最適な定着温度によって規定された目標温度と、検出温度との格差に基づいたオンオフ制御ではなく、制御周期という時間的に区分した条件下での量的な熱量を基本概念にして、オンオフの判断をした制御としたので、該制御結果として得られる温度状態も、量的な熱量が反映されて精度や確度、信頼度などの制御特性が良好に、より高い温度制御特性を得ることができる。 In particular, instead of on / off control based on the difference between the target temperature defined simply by the optimum fixing temperature and the detected temperature, the basic concept is the quantity of heat under time-divided conditions called control cycles. Since the control is determined to be on / off, the temperature state obtained as a result of the control is also reflected in the quantity of heat and the control characteristics such as accuracy, accuracy, reliability, etc. are good, and higher temperature control characteristics can be obtained. Can do.
さらに、画像形成装置の熱ベルト式定着装置は、非通紙部において定着ベルトが加圧ローラに直接接して、定着ベルトから加圧ローラに伝熱する。このため、加圧ローラの温度上昇により、画像品質は影響される。すなわち、このように温度上昇した加圧ローラによって、用紙が高温になるとホットオフセットが発生しやすくなる。これに対して、この第1の実施形態では、加熱ローラのみならず加圧ローラの温度も検出して加熱源を制御することにより、定着温度を厳格に管理でき、画像品質の向上を図ることができる。 Further, in the heat belt type fixing device of the image forming apparatus, the fixing belt directly contacts the pressure roller in the non-sheet passing portion, and heat is transferred from the fixing belt to the pressure roller. For this reason, the image quality is affected by the temperature rise of the pressure roller. In other words, hot offset tends to occur when the temperature of the paper becomes high due to the pressure roller having such a temperature rise. On the other hand, in the first embodiment, the temperature of not only the heating roller but also the pressure roller is detected and the heating source is controlled so that the fixing temperature can be strictly managed and the image quality can be improved. Can do.
特に、この第1の実施形態では、図5(a)の決定テーブルを用いて、謂わば定着装置としての加熱動作のオンオフを判定しているので、各部材自体の変更や、定着装置自体の構成変更に柔軟に対処することができる。すなわち、同決定テーブルの特定の欄に登録したオン値またはオフ値を変更するだけで、済む。 In particular, in the first embodiment, the determination table of FIG. 5A is used to determine whether the heating operation as a so-called fixing device is on or off. It is possible to flexibly cope with configuration changes. That is, it is only necessary to change the on value or the off value registered in a specific column of the determination table.
なお、この第1の実施形態では、同決定テーブルに示すように、判断基準となる定着ベルト27と加圧ローラ31とのそれぞれにおける温度上の区分単位を3℃単位にし、互いに等しい設定としたが、これに限られることなく、互いに異なる区分単位を設定してもよい。また、目標温度T±3℃、T±6℃で区画したが、この値に限らず、任意の値を設定してもよい。さらに、温度範囲、制御周期、固定設定されたデューティ比及び制御周期に関しても、その値を、各部材の材質や構成、定着装置自体の構造に応じて、適宜の値に設定してよく、以降の各実施形態でも同様である。
In the first embodiment, as shown in the determination table, the temperature division units of the fixing
次に、この発明の第2の実施形態を説明する。なお、上記した第1の実施形態と同一の構成の部材には、同一の符号を付して、説明を省略または簡略化することにする。すなわち、上記の第1の実施形態と異なる部分を中心に説明し、この第2の実施形態では説明しない構成、制御、該制御による動作、および概動作により得られる作用は、上記の第1の実施形態と同一とする。 Next explained is the second embodiment of the invention. In addition, the same code | symbol is attached | subjected to the member of the same structure as above-mentioned 1st Embodiment, and description is abbreviate | omitted or simplified. That is, the description will focus on the differences from the first embodiment, and the configuration, control, operation by the control, and action obtained by the control that are not described in the second embodiment are the same as those in the first embodiment. The same as the embodiment.
この第2の実施形態では、上記の各部材の熱容量の概念を用いて、この各部材の熱容量に対する加熱量の過不足を統合判断して、加熱源の加熱動作を制御することに加えて、さらに、より実状に即して該加熱動作による動作内容としての発熱量をきめ細かく増減した制御をし、前記の算出した必要な加熱量に対する加熱源からの供給加熱量を精密に最適化制御するようにしている。すなわち、上記の第1の実施形態では、ベルト温度と加圧ローラ温度とに基づき、発熱動作オン(100%)と発熱動作オフ(0%)とのうちのいずれか一方を択一的に選択する制御構成としたのに対して、この第2の実施形態では、オンとオフとの両者の間をいくつかの段階からなる多段階(0%〜100%のうちのいくつか)に細分化して、これらの段階のいずれか1つの段階を選択する制御構成とされ、加熱源からの発熱量を精密に増減して制御するようにしている。 In the second embodiment, by using the concept of the heat capacity of each member described above, in addition to controlling the heating operation of the heating source by integrally determining whether the heating amount is excessive or insufficient with respect to the heat capacity of each member, Furthermore, in accordance with the actual situation, the amount of heat generated as an operation content by the heating operation is finely increased / decreased, and the heating amount supplied from the heating source with respect to the calculated necessary heating amount is precisely optimized and controlled. I have to. In other words, in the first embodiment, either one of heat generation operation on (100%) and heat generation operation off (0%) is alternatively selected based on the belt temperature and the pressure roller temperature. On the other hand, in the second embodiment, the on / off state is divided into multi-stages (several out of 0% to 100%) consisting of several stages. Thus, the control configuration is such that any one of these steps is selected, and the amount of heat generated from the heating source is precisely increased or decreased for control.
すなわち、この第2の実施形態では、ハロゲンヒータ25bが、可変に設定されるデューティ比に基づいて、ハロゲンヒータ25bへの供給電力量を増減させるPWM制御によってヒータ駆動される構成とされ、図6に示すように、このデューティ比を決定するための決定テーブルを、あらかじめ作成しておく。
That is, in the second embodiment, the
この図6に示した決定テーブルは、上記のようにして算出できる定着ベルト検出温度と加圧ローラ検出温度との組み合わせでの不足したと算定した必要な加熱量に対して、該制御周期で、ほぼ等量の熱量を供給するように、前記の組み合わせで交差照合される各欄に、可変デューティ比を、あらかじめ設定した構成とされている。すなわち、熱容量Aとある定着ベルト検出温度とからaの値を算定し、熱容量Bとある加圧ローラ検出温度とからbの値を算定し、これらの算定したaの値およびbの値、さらに上記のcの値を加算した総和が、ある定着ベルト検出温度とある加圧ローラ検出温度との組み合わせから算定した必要な加熱量となり、この加熱量に応じて、該制御周期で、ほぼ等量の熱量を供給するための供給電力量を規定したデューティ比の数値が、該組み合わせに対応した欄に、あらかめに登録されている。なお、ある組み合わせで、必要な加熱量が、マイナス値となった場合、つまり部材の蓄熱状態が過剰と算定できた場合には、当然、0%のデューティ比として「OFF」が登録されている。 The determination table shown in FIG. 6 has the control cycle for the necessary heating amount calculated as insufficient due to the combination of the fixing belt detection temperature and the pressure roller detection temperature that can be calculated as described above. A variable duty ratio is set in advance in each column that is cross-matched with the above combination so as to supply a substantially equal amount of heat. That is, the value of a is calculated from the heat capacity A and a certain fixing belt detected temperature, the value b is calculated from the heat capacity B and the pressure roller detected temperature, and the calculated values of a and b, The sum obtained by adding the above values of c becomes a necessary heating amount calculated from a combination of a certain fixing belt detection temperature and a certain pressure roller detection temperature, and in accordance with this heating amount, approximately the same amount in the control cycle. A numerical value of the duty ratio that defines the amount of power to supply the amount of heat is previously registered in the column corresponding to the combination. In addition, when a necessary heating amount becomes a negative value in a certain combination, that is, when it can be calculated that the heat storage state of the member is excessive, naturally, “OFF” is registered as a duty ratio of 0%. .
より詳細には、ある制御周期中に供給されるハロゲンヒータ25bへの電力供給量を設定してハロゲンヒータ25bの加熱量を規定したデューティ比は、上記の数式(1)に基づいて、下記の(2)式で決定できる。定着ベルト27等に与えられる熱量と加熱ローラ26に蓄熟される熱量との等式から基本的に算出されることは、変わりないが、デューティ比の設定によって、ハロゲンヒータ25bからの加熱量を任意に調整できるので、この加熱量が、必要な加熱量と量的に等しくなるように、デューティ比を設定する。
More specifically, the duty ratio that defines the heating amount of the
たとえばハロゲンヒータ25bが発生可能な最大熱出力としての加熱量が600Wである場合には、デューティ比としての制御周期中の点灯率は、下式から算出される。
(点灯率)=(a+b+c)/600W ・・・(2)
For example, when the heating amount as the maximum heat output that can be generated by the
(Lighting rate) = (a + b + c) / 600 W (2)
このように、システム制御板51は、算出した必要な加熱量に応じた、ハロゲンヒータ25bのデュ−ティ比を所定に設定して、このデュ−ティ比で、加熱源による加熱動作を制御できる。すなわち、システム制御板51は、この設定したデュ−ティ比に基づき、加熱源の加熱量を、算出した必要な加熱量に適合させた分量だけ供給するように制御することができる。
As described above, the
なお、決定テーブルにおいて、この第2の実施形態では、加熱量を可変にした構成なので、定着ベルト検出温度Xaが、該定着ベルト用の目標温度Tに等しく、かつ、定着ベルト検出温度Xbが、該定着ベルト用の目標温度Tに等しい場合にも、その他に奪われて失われている熱量cが生じていることから、この熱量cに見合ったデューティ比が、設定され登録されている。すなわち、この熱量cに等しい加熱量を、今回の制御周期で供給するため、「30%」のデューティ比を設定している。 In the determination table, since the heating amount is variable in the second embodiment, the detection temperature Xa of the fixing belt is equal to the target temperature T for the fixing belt, and the detection temperature Xb of the fixing belt is Even when the target temperature T is equal to the target temperature T for the fixing belt, the heat amount c lost due to the loss is generated. Therefore, a duty ratio corresponding to the heat amount c is set and registered. In other words, a duty ratio of “30%” is set in order to supply a heating amount equal to the heat amount c in the current control cycle.
システム制御板51は、ハロゲンヒータ25bをオンオフするデューティ比を変化させることにより、加ハロゲンヒータ25bの加熱量を変化させるように構成される。
The
例えば、所定の制御周期が1秒でデューティ比が50%の場合は、ハロゲンヒータ25bのオンする時間は以下のように演算される。
1(秒)×50/100=0.5(秒)
これにより、0.5秒間ハロゲンヒータ25bに通電して加熱動作をオンさせる。このように、ハロゲンヒータ25bからの供給加熱量は、可変に制御される。
For example, when the predetermined control cycle is 1 second and the duty ratio is 50%, the time for which the
1 (second) x 50/100 = 0.5 (second)
As a result, the
この第2の実施形態では、上記の第1の実施形態と同様に、定着ベルト27の検出温度と予め記憶された定着ベルト27の目標温度Tとの差、加圧ローラ31の検出温度と予め記憶された加圧ローラ31の目標温度Tとの差を算出する。そして、図6に示す決定テーブルを参照して、これらの計算結果を交差照合して、この交差照合した欄のデューティ比を、該制御周期における加熱動作用のデューティ比に決定する。
In the second embodiment, as in the first embodiment, the difference between the detected temperature of the fixing
この第2の実施形態の定着装置7の制御動作を、図7に示すフローチャートを用いて、説明する。
The control operation of the fixing
すなわち、システム制御板51は、少なくとも、画像形成動作が開始されると、その計時機能で所定の制御周期の計時を開始するとともに、以下の各ステップからなるその制御動作を開始する。この制御周期の開始時点で、まず、サーミスタ37bが定着ベルト27の温度を検出する(ステップS1)。この定着ベルト検出温度Xaから、目標温度Tを差し引いて、A値とする(ステップS2)。加圧ローラ31のサーミスタ37aが加圧ローラ31の温度を検出する(ステップS3)。この加圧ローラ検出温度Xbから、目標温度Tを差し引いて、B値とする(ステップS4)。A、Bの値を図6に示す決定テーブルを参照して、オフとしての0%のデューティ比か、オンとしての30%、50%、70%、100%のうちのいずれかの数値%のデューティ比を決定する。すなわち、A、Bに該当するそれぞれの欄を選択し、これらの欄を交差照合した欄に登録されているデューティ比を、必要な加熱量を補充するための量を規定したデューティ比として、今回の制御周期の実行用に選択して決定する(ステップS5)。決定したデューティ比に基づき、ハロゲンヒータ25bをオフさせるか否かが判別される(ステップS6)。この判別の結果として、オフのとき、つまりオフとして0%のデューティ比が判別されたとき、該制御周期中はハロゲンヒータ25bをオフして加熱動作させない(ステップS7)。前記ステップ6の判別の結果、オフではないとき、つまりなんらかの正の数値%のデューティ比が判別されたオンのときには、そのデューティ比の数値に基づき、該制御周期中、ハロゲンヒータ25bが、オン動作される。すなわち、ハロゲンヒータ25bは、決定したデューティ比の数値を割合として、つまり該制御周期の時間的な長さに対して、前記の割合の加熱オン時間の長さにとなるように、その加熱動作が実行される(ステップS8)。具体的には、設定されたデューティ比の数値に基づいたPWM制御が実行され、該デューティ比に応じた電力量がハロゲンヒータ25bに供給され、この供給電力量分に応じた分の発熱量だけ、ハロゲンヒータ25bが加熱動作する。そして、システム制御板51は、少なくとも、複数部コピーなどのその画像形成動作の継続中は、同様にこの制御用の計時を継続して、制御周期の開始時点を計時すると、上記のステップS1から開始される一連の処理を繰り返す。
That is, at least when the image forming operation is started, the
以上のように、この第2の実施形態の定着装置によれば、上記の第1の実施形態による作用効果に加えて、加熱源に供給する発熱用の電力量を、所定に設定されたデューティ比に基づき、少なくとも、オンオフの2段階ではなく、多段階に増減できる可変制御の構成としたので、加熱源からの発熱量を精密に増減して制御でき、算出して得られる不足した必要な加熱量に対して、該必要な加熱量を補充して充足する分量にさらに適合させた発熱量を確保することができ、この結果として、第1の回転体の温度をより緻密に制御することができる。換言すれば、ニップ部での定着温度をより厳密に管理でき、該定着による画像品質の向上が図れる。 As described above, according to the fixing device of the second embodiment, in addition to the function and effect of the first embodiment, the amount of heat generated to be supplied to the heating source is set to a predetermined duty. Based on the ratio, the variable control configuration can be increased or decreased in multiple stages instead of at least two on / off stages. It is possible to secure a calorific value that is further adapted to the amount to be supplemented by the necessary heating amount, and as a result, more precisely control the temperature of the first rotating body. Can do. In other words, the fixing temperature at the nip portion can be more strictly managed, and the image quality can be improved by the fixing.
また、この第1の実施形態では、決定テーブルを用いて、謂わば定着装置としての加熱動作時おける加熱量を設定しているので、パラメータとしての決定テーブル内の各欄のデューティ比を再設定するだけで、定着装置の装置構成の変更に柔軟に対処することができる。特に、算出した必要な加熱量と、加熱源が供給する供給加熱量とを明確に対置して、判断したり、加熱源による供給熱量を決定しているので、熱的な影響が大きい装置構成の変更に対しても、容易かつ確実な対処が可能となる。すなわち、たとえば実機で繰り返し試験して各欄のデューティ比を決めるとしても、視覚的に加熱量を変化させることができる。 Further, in the first embodiment, the determination table is used to set the heating amount during the heating operation as a so-called fixing device, so the duty ratios in the respective columns in the determination table as parameters are reset. This makes it possible to flexibly cope with changes in the configuration of the fixing device. In particular, since the calculated required heating amount and the supply heating amount supplied by the heating source are clearly faced to determine or determine the supply heat amount by the heating source, the apparatus configuration that has a large thermal influence It is possible to easily and surely cope with changes in the above. That is, for example, the heating amount can be visually changed even if the duty ratio of each column is determined by repeatedly testing with an actual machine.
このため、たとえば決定テーブルの各欄をその全体として傾向などを容易に把握でき、またある欄を修正したことによって他の欄に波及する影響も把握しなすくなる。この結果、この決定テーブルを用いたものとしての制御のバランスを良好に確保できるとともに、短い開発期間で、実機による温度制御の完成度を高めることが可能となる。 For this reason, for example, it is possible to easily grasp the tendency of each column of the decision table as a whole, and it is not necessary to grasp the influence that affects another column by correcting a certain column. As a result, it is possible to satisfactorily secure the control balance using the determination table, and to increase the completeness of the temperature control by the actual machine in a short development period.
他方、各欄の総数が多くても、設定ミスを防止できる。すなわち、各欄に登録したデューティ比を、その欄の周りの欄に登録したデューティ比と比べれば、不適切な値であるかを一見して識別することができる。このため、この決定テーブルに多数の欄を用いて、より精細な制御をした構成においても、その完成度や信頼性を高めることができる。 On the other hand, setting errors can be prevented even if the total number of columns is large. That is, if the duty ratio registered in each column is compared with the duty ratios registered in the columns around the column, it can be identified at a glance whether it is an inappropriate value. For this reason, even in a configuration in which a large number of columns are used in this determination table and finer control is performed, the completeness and reliability can be improved.
次に、この発明の第3の実施形態を説明する。なお、上記した第2の実施形態と同一の構成の部材には、同一の符号を付して、説明を省略または簡略化することにする。すなわち、上記の第2の実施形態と異なる部分を中心に説明し、この第3の実施形態では説明しない構成、制御、該制御による動作、および概動作により得られる作用は、上記の第2の実施形態と同一とする。 Next explained is the third embodiment of the invention. In addition, the same code | symbol is attached | subjected to the member of the same structure as above-mentioned 2nd Embodiment, and description is abbreviate | omitted or simplified. That is, the description will focus on the differences from the second embodiment, and the configuration, control, operation by the control, and action obtained by the control that are not described in the third embodiment are the same as those in the second embodiment. The same as the embodiment.
この第3の実施形態では、基本的なその制御内容の概要として、第1の処理段階として、前回の制御周期での制御結果として温度変化の傾向を判定し、第2の処理段階として、今回の制御周期の開始時点で取得した該時点の検出温度から所定に算定できる該時点での必要な加熱量だけではなく、前記の温度変化の傾向から、今回の制御周期の経過中に失われる熱量を予測し算定し、このように算定した予測失熱量を、必要な加熱量に加算して、今回の制御周期で供給する加熱量を、求めている。なお、この場合には、温度変化の傾向から、今回の制御周期の経過中に過剰となる熱量を予測し算定できるが、謂わば、この予測過剰熱量は、マイナスの値を採る失熱量として扱い、この明細書中の用語としては、失熱量で統一して表記することにする。 In the third embodiment, as an outline of the basic control content, as a first processing stage, a temperature change tendency is determined as a control result in the previous control cycle, and as a second processing stage, this time The amount of heat lost during the current control cycle from the trend of temperature change as well as the required amount of heating at that time that can be calculated from the detected temperature at that time acquired at the start of the control cycle The predicted amount of heat loss calculated in this way is added to the required amount of heating to determine the amount of heating to be supplied in the current control cycle. In this case, it is possible to predict and calculate the amount of heat that becomes excessive during the current control cycle from the tendency of temperature change, but so-called so-called predicted excess heat is treated as a loss of heat that takes a negative value. The terms in this specification are expressed in terms of the amount of heat loss.
具体的には、第1の処理段階として、各部材単位で、前回の制御結果としてのそれぞれの温度変化の傾向を判定する。すなわち、各部材で、前回の制御周期の検出温度を記録保存し、この保存した検出温度と、今回の制御周期で取得した各検出温度とを比較することにより、前回の制御周期で実行した制御によって得られた温度変化の傾向を、あらかじめ設定されたいくつかの段階うちのある段階に該当すると判定する。 Specifically, as the first processing stage, the tendency of each temperature change as the previous control result is determined for each member. That is, each member records and saves the detected temperature of the previous control cycle, and compares the stored detected temperature with each detected temperature acquired in the current control cycle, thereby executing the control executed in the previous control cycle. It is determined that the tendency of the temperature change obtained by the above corresponds to a certain stage among several preset stages.
より具体的には、各部材としての定着ベルト27と加圧ローラ31とのそれぞれで、前回の検出温度から今回の検出温度への変化を、あらかじめ作成したそれぞれの評価テーブルを用いて、あらかじめ設定した5つの段階のうちのいずれかに該当すると判定している。
More specifically, the change from the previous detected temperature to the current detected temperature is set in advance using each evaluation table prepared in advance for each of the fixing
すなわち、定着ベルト検出温度用の評価テーブルは、図8(a)に示すように、3行3列のマトリックス状に構成され、前回の検出温度用に横方向に3つの区分されるとともに、今回の検出温度用に縦方向に3つの区分され、これらの各区分項目としては、順次、定着ベルト検出温度が、−3℃(目標温度T−3℃以下に低い状態)と、+3℃(目標温度T+3℃よりも高い状態)と、T(これら以外の温度であるとしてこれらの2つの温度範囲に挟まれた温度範囲内にある状態)とが割当てられている。また、前回および今回の2つの定着ベルト検出温度状態の組み合わせから規定される欄、つまり選択した2つの項目から交差照合されて参照される欄には、前記の組み合わせに応じて、あらかじめ以下の5つの段階のうちのいずれかの評価結果が登録されている。
LL(目標温度Tよりもかなり低くなった) < LM(目標温度Tよりも低くなった) < MM(目標温度Tにほぼ等しく変化なく適正である) < HN(目標温度Tよりも高くなった)<HH(目標温度Tよりもかなり高くなった)
That is, as shown in FIG. 8A, the evaluation table for the fixing belt detected temperature is configured in a matrix of 3 rows and 3 columns, and is divided into three in the horizontal direction for the previous detected temperature. The detected temperature of the fixing belt is divided into three sections in the vertical direction, and as these section items, the fixing belt detected temperature is sequentially −3 ° C. (a state lower than the target temperature T−3 ° C.) and + 3 ° C. (target A state higher than the temperature T + 3 ° C.) and T (a state within a temperature range sandwiched between these two temperature ranges as other temperatures) are assigned. Further, in the column defined from the combination of the two previous and present fixing belt detection temperature states, that is, the column referenced by cross-checking from the two selected items, the following 5 items are preliminarily set according to the combination. The evaluation result of one of the two stages is registered.
LL (significantly lower than the target temperature T) <LM (lower than the target temperature T) <MM (appropriate and almost equal to the target temperature T) <HN (higher than the target temperature T) ) <HH (much higher than target temperature T)
したがって、前回および今回のそれぞれの定着ベルト検出温度から、それぞれの3つの項目のうちのいずれかの項目を選択すれば、これらの選択した2つの項目を交差照合した欄に登録されている評価結果が得られる。
なお、加圧ローラ検出温度用の評価テーブルも、図8(b)に示すように、基本的に同一な3行3列のマトリックス状の構成とされ、同様に各欄に所定に評価結果が登録されているので、説明を省略する。
Therefore, if one of the three items is selected from the previous and current fixing belt detection temperatures, the evaluation result registered in the column in which these two selected items are cross-matched. Is obtained.
As shown in FIG. 8B, the evaluation table for the pressure roller detection temperature has basically the same 3 × 3 matrix configuration, and similarly, the evaluation result is predetermined in each column. Since it is registered, explanation is omitted.
換言すれば、これらの評価テーブルでは、前回の制御の適合性つまり目標温度Tが得られたか否かの適否を判定し、否であると判定した場合には、その部材の温度が低くなる方向に変化したか、高くなる方向に変化したかを判定し、さらに、該方向への変化の程度を、2つの段階で評価する。すなわち、たとえばある部材における「低い方向」への変化傾向は、「低い」「最も低い」とし、「高い方向」への制御傾向は、「高い」「最も高い」とするなどのように、それぞれ2段階で判定する。謂わば、前々回の制御周期による制御結果としての前回の検出温度から前々回の制御結果を評価し、前回の制御周期による制御結果としての今回の検出温度から前回の制御結果を評価し、これらの評価結果の延長として得られる結果を予測して、今回の制御を決めている。 In other words, in these evaluation tables, it is determined whether or not the suitability of the previous control, that is, whether or not the target temperature T has been obtained, and if not, the temperature of the member decreases. It is determined whether it has changed to a higher or higher direction, and the degree of change in this direction is evaluated in two stages. That is, for example, the tendency to change “low direction” in a certain member is “low” “lowest”, and the control tendency to “high direction” is “high” “highest”, respectively. Judge in two steps. In other words, the previous control result is evaluated from the previous detected temperature as the control result by the previous control cycle, the previous control result is evaluated from the current detected temperature as the control result by the previous control cycle, and these evaluations are performed. This time control is decided by predicting the result obtained as an extension of the result.
次に、第2の処理段階として、これらの温度変化の傾向から、つまりこれらの温度変化の傾向の延長として得られる結果を予測して対処するように、あらかじめ供給加熱量を算定して作成した決定テーブルを参照して、今回の制御周期で加熱動作した場合に加熱源から供給される供給加熱量つまり実体的な加熱源に供給する電力を規定したデューティ比を決めるようにしている。 Next, as the second processing stage, the supply heating amount was calculated and prepared in advance so as to predict and cope with the results obtained from these temperature change trends, that is, as an extension of these temperature change trends. With reference to the determination table, the duty ratio that defines the supply heating amount supplied from the heating source, that is, the electric power supplied to the substantial heating source, when the heating operation is performed in the current control cycle is determined.
すなわち、上記した第2の処理段階の一連の計算処理に代替した等価物として、あらかじめ計算処理した結果が登録された決定テーブルを用いるようにした構成とされている。
この決定テーブルは、図9に示すように、5行5列のマトリックス状に構成され、その縦方向の各行が、評価した定着ベルト温度変化度用とされ、その横方向の各列が、評価した加圧ローラ温度変化度用とされている。また、この決定テーブルにおいて、その定着ベルトと加圧ローラとの2つの部材の温度変化の傾向から交差照合される各欄には、該制御周期での供給加熱量を規定したデューティ比が登録され、このデューティ比に相応した供給加熱量は、あらかじめ、2つの部材の温度変化の傾向の組み合わせごとに、それぞれの2つの部材の温度変化の傾向から算定したそれぞれの各部材の予測失熱量、および第1の実施形態と同様にして算定したそれぞれの各部材の必要な加熱量の総和とされている。
In other words, as a substitute for the series of calculation processes in the second processing stage described above, a decision table in which the results of calculation processes are registered is used.
As shown in FIG. 9, this determination table is configured in a matrix of 5 rows and 5 columns, and each row in the vertical direction is for the evaluated degree of change in fixing belt temperature, and each column in the horizontal direction is evaluated. The pressure roller temperature change degree is used. Also, in this determination table, a duty ratio that defines the amount of heating to be supplied in the control cycle is registered in each column that is cross-checked based on the temperature change tendency of the two members of the fixing belt and the pressure roller. The supply heating amount corresponding to this duty ratio is the predicted amount of heat loss of each member calculated from the temperature change tendency of each of the two members in advance for each combination of the temperature change trends of the two members, and It is set as the sum total of the required heating amount of each member calculated similarly to 1st Embodiment.
次に、この第3の実施形態の適用例を、具体的に説明する。すなわち、この第3の実施形態の定着装置7では、上記の第2の実施形態と同様に、図3に示された定着ベルト27の近傍の所定箇所に配置されたサーミスタ37bが、この定着ベルト27の温度を検出して、この検出した定着ベルト検出温度をシステム制御板51に入力するとともに、加圧ローラ31の近傍に配置されたサーミスタ37aが、この加圧ローラ31の温度を検出して、この検出した加圧ローラ検出温度を、システム制御板51に入力するように構成されている。
Next, an application example of the third embodiment will be specifically described. That is, in the
またこの第3の実施形態では、上記の第2の実施形態と同様に、図3に示されたシステム制御板51は、上記の図8(a)、図8(b)、図9に示したあらかじめ作成された各テーブルが記憶され、所定の制御周期で、サーミスタ37aおよびサーミスタ37bから各検出温度を取得しこれらの検出温度に基づき、各テーブルを用いて、必要な加熱量を算出し、算出した加熱量になるように、該制御周期での、加熱源としてのハロゲンヒータ25bの加熱動作を制御する構成とされている。
In the third embodiment, the
次に、このように構成された第3の実施形態の制御動作を簡単に説明する。すなわち、まず前回の制御周期で、その検出した定着ベルト27の検出温度と、同制御周期で検出した加圧ローラ31の検出温度とを、システム制御板51のメモリに記憶保存する。そして、今回の制御周期の開始時点で、システム制御板51は、サーミスタ37aおよびサーミスタ37bによって、該時点の定着ベルト27の検出温度と加圧ローラ31の検出温度とを取得する。すなわち、今回の制御周期で検出した定着ベルト27の検出温度と、今回の制御周期で検出した加圧ローラ31の検出温度とが、システム制御板51に入力される。システム制御板51は、これらの保存された検出温度、およびこれらの入力された検出温度から、図8(a)および図8(b)に示すそれぞれの部材用の評価テーブルを参照して、定着ベルト27および加圧ローラ31の温度変化状態が、上記の5段階のいずれかかであるかを評価し、決定する。次に、システム制御板51は、図9に示す決定テーブルを参照し、このようにして評価した定着ベルト27および加圧ローラ31の評価結果を用いて、該制御周期での加熱源としてのハロゲンヒータ25bによる加熱動作の制御用のデューティ比を、決定する。このため、該制御周期では、決定されたデューティ比の数値に基づいた電力量がハロゲンヒータ25bに供給され、電力量に応じた分だけハロゲンヒータ25bが発熱する、つまりデューティ比の数値で規定された供給加熱量の加熱動作が実行される。なお、システム制御板51は、次回の制御周期での評価するために、今回の制御周期で所得した定着ベルト検出温度および加圧ローラ検出温度を前回温度として記憶保存する。すなわち、このようにして前回温度を更新処理する。
Next, the control operation of the third embodiment configured as described above will be briefly described. That is, first, the detected temperature of the fixing
次に、第3の実施の形態の定着装置7の制御動作を、図10に示すフローチャートを参照して、より詳細に説明する。
Next, the control operation of the fixing
すなわち、システム制御板51は、少なくとも、画像形成動作が開始されると、その計時機能で所定の制御周期の計時を開始するとともに、以下の各ステップからなるその制御動作を開始する。この制御周期の開始時点で、まず、サーミスタ37bが定着ベルト27の今回温度としての定着ベルト温度を検出する(ステップS1)。記憶保存された前回定着ベルト温度と、今回検出した今回定着ベルト温度とを比較して、求めた変化度をAとする。すなわち、定着ベルト用の評価テーブルを参照し、前回定着ベルト温度が該当する欄と、今回定着ベルト温度が該当する欄とを交差照合し、この交差照合した欄に登録されている評価結果をAとする(ステップS2)。次回の制御周期での評価のために、定着ベルト27の今回温度を前回温度として記憶保存する(ステップS3)。加圧ローラ31のサーミスタ37aが、今回温度としての加圧ローラ31の加圧ローラ温度を検出する(ステップS4)。記憶保存された前回加圧ローラ温度と、今回検出した今回加圧ローラ温度とを比較して、求めた変化度をBとする。すなわち、加圧ローラ用の評価テーブルを参照し、前回加圧ローラ温度が該当する欄と、今回加圧ローラが該当する欄とを交差照合し、この交差照合した欄に登録されている評価結果をBとする(ステップS5)。加圧ローラ31の今回温度を前回温度として記憶する(ステップS6)。決定テーブルを参照して、温度変化度A、Bを用いて、交差照合した欄によって、ハロゲンヒータ25bのデューティ比を決定する(ステップS7)。決定されたデューティ比に基づき、加熱ローラ26のハロゲンヒータ25bをオフさせるか否かが判別される。すなわち、デューティ比が0%としてOFFの場合には、オフさせると判別する(ステップS8)。前記ステップ8の判別の結果、ハロゲンヒータ25がオフであると判別された場合には、ハロゲンヒータ25をオフする(ステップS9)。前記ステップ8のオンであると判別された場合には、この決定されたデューティ比の数値に基づく割合で加熱ローラ26のハロゲンヒータ25をオンする(ステップS10)。
That is, at least when the image forming operation is started, the
なお、複写機1として作動中で、その画像形成動作としてのコピー動作前の状態では、少なくとも、定着ベルト27を所定の待機温度に制御した定着装置7では、この待機温度を両部材の前回検出温度とし、または待機温度に制御しない定着装置7や、複写機1をはじめて電源投入してただちにコピー動作させた初回の画像形成動作では、両部材の今回検出温度を、仮に前回検出温度とするものとし、以降の各実施形態でも、同様とする。
また、システム制御板51は、少なくとも、複数部コピーなどのその画像形成動作の継続中は、同様にこの制御用の計時を継続して、制御周期の開始時点を計時すると、上記のステップS1から開始される一連の制御処理を繰り返すものとし、以降の各実施形態でも、同様とする。
In the state where the copying
In addition, the
以上のように、この第3の実施形態の定着装置によれば、上記の第1の実施形態による作用効果に加えて、第1の回転体の温度である定着ベルト検出温度と第2の回転体の温度である加圧ローラ検出温度とにおいて、前回検出した温度状態と、今回検出した温度状態との間に生じた変化から、この変化傾向の延長として今回検出した部材温度から所定に算定される必要な加熱量以外の加熱量を予測し、これらの2つを合計した加熱量に応じた分量の供給加熱量を加熱源から供給するようにしているので、早目に不適切な加熱制御を適正な加熱制御に修正できるとともに、供給加熱量がより適切なものとなり、結果として精密に定着温度を制御することができる。 As described above, according to the fixing device of the third embodiment, in addition to the operational effects of the first embodiment, the fixing belt detected temperature, which is the temperature of the first rotating body, and the second rotation. The pressure roller detection temperature, which is the temperature of the body, is pre-determined from the detected member temperature as an extension of this change trend, based on the change that occurred between the temperature state detected last time and the temperature state detected this time. The heating amount other than the necessary heating amount is predicted, and the supply heating amount corresponding to the total heating amount of these two is supplied from the heating source. Can be corrected to an appropriate heating control, and the supplied heating amount becomes more appropriate, and as a result, the fixing temperature can be precisely controlled.
なお、図8(a)及び図8(b)の各評価テーブルにおいては、温度区分単位を3℃としたが、これに限らず、これよりも小さくしてもよく、また各部材や各区分に割り当てた温度範囲を、互いに等しいものではなく、異なるものとしてもよい。したがって、これらの場合には、より各部材に適合させた温度範囲や温度区分とできる。また、評価段階の個数として5段階としたが、これに限らず、段階数を増やしてもよい。したがって、この段階数を増やした場合には、検出温度を評価する段階がより多段階になり、評価精度の向上が図れ、結果として温度制御をより緻密にできる。 In each evaluation table of FIG. 8A and FIG. 8B, the temperature division unit is 3 ° C., but is not limited to this, and may be smaller than this, and each member and each division The temperature ranges assigned to may not be equal to each other but may be different. Therefore, in these cases, the temperature range and the temperature division can be more adapted to each member. Although the number of evaluation stages is five, the number of stages is not limited to this and may be increased. Therefore, when the number of stages is increased, the number of stages for evaluating the detected temperature is increased, and the evaluation accuracy can be improved. As a result, the temperature control can be performed more precisely.
次に、この発明の第4の実施形態を説明する。なお、上記した第3の実施形態と同一の構成の部材には、同一の符号を付して、説明を省略または簡略化することにする。すなわち、上記の第3の実施形態と異なる部分を中心に説明し、この第4の実施形態では説明しない構成、制御、該制御による動作、および概動作により得られる作用は、上記の第3の実施形態と同一とする。 Next explained is the fourth embodiment of the invention. In addition, the same code | symbol is attached | subjected to the member of the same structure as above-mentioned 3rd Embodiment, and description is abbreviate | omitted or simplified. That is, the description will focus on the differences from the third embodiment, and the configuration, control, operation by the control, and action obtained by the control that are not described in the fourth embodiment are the same as those of the third embodiment. The same as the embodiment.
この第4の実施形態は、第2の回転体としての加圧ローラ31に、第2の加熱源としてのハロゲンヒータ25aを追加して、第2の温度検出部としてのサーミスタ37aによる検出温度に基づき、この第2の加熱源を所定に制御した構成としている。またこの第4の実施形態では、制御構成としての第1の加熱源および第2の加熱源の制御は、互いに独立した構成とされている。すなわち、センサとしてのサーミスタ37aおよびサーミスタ37bとコントローラとしてのシステム制御板51とアクチュエータとしてのハロゲンヒータ25bとからなる第1の加熱源の制御構成と、センサとしてのサーミスタ37aとコントローラとしてのシステム制御板51とアクチュエータとしてのハロゲンヒータ25aとからなる第2の加熱源の制御構成と、は、同一の構成部材を共用しても、それぞれの制御が個別的に行なわれ、互いに独立している。
In the fourth embodiment, a
すなわち、この第4の実施形態の定着装置7は、図11に示すように、加圧ローラ31が、所定の熱伝導性を有した中空ローラ状に形成され、その内部には、第2の加熱源としてハロゲンヒータ25aが設置されている。このハロゲンヒータ25a自体は、加熱ローラ26に内蔵されたハロゲンヒータ25bと、略同一構成とされているので、その構成説明を省略する。
That is, in the
また、この定着装置7では、定着ベルト27の近傍の所定箇所に配置されたサーミスタ37bが、この定着ベルト27の温度を検出して、この検出した定着ベルト検出温度をシステム制御板51に入力するとともに、加圧ローラ31の近傍に配置されたサーミスタ37aが、この加圧ローラ31の温度を検出して、この検出した加圧ローラ検出温度を、システム制御板51に入力するように構成されている。
In the
さらに、図12に示すように、PSU58には、ハロゲンヒータ25aが接続され、このハロゲンヒータ25a専用の上記した図示しないAC電源遮断用のリレーや、トライアック、スナバ回路等が設けられている。したがって、加熱ローラ26のハロゲンヒータ25bと加圧ローラ31のハロゲンヒータ25aとは、それぞれのトライアックにより独立した駆動(例えば、オンオフや、デューティ比に基づいたオン時の加熱量を増減させるPWM制御)が可能なように構成されている。
Further, as shown in FIG. 12, the
この定着装置7における、加熱ローラ26に設けた既存のハロゲンヒータ25bの制御は、上記の第1の実施形態の制御構成か、第2の実施形態の制御構成か、第3の実施形態の制御構成が、基本的に、そのまま用いられている。
In the
そして、この第4の実施形態で、あらたに加圧ローラ31に設けたハロゲンヒータ25aの制御は、目標温度Tに対して、この加圧ローラ31の近傍に設けた既存のサーミスタ37aが検出した加圧ローラ検出温度が、該目標温度T未満で該目標温度Tよりも低い場合には、電熱ヒータとしてヒータ点灯する一方、該目標温度T以上で該目標温度Tよりも高い場合には、ヒータ消灯するように制御されている。すなわち、前者の場合には、PSU58からハロゲンヒータ25aに所定に通電されその発熱用の電力が供給されて、ハロゲンヒータ25aが発熱動作する一方、後者の場合には、電力が供給されることなく、消灯したまま発熱動作しないことになる。
In the fourth embodiment, the control of the
以上のように、この第4の実施形態の定着装置によれば、上記の第3の実施形態による作用効果に加えて、第2の回転体としての加圧ローラに、第2の加熱源としての加圧ヒータである第2のハロゲンヒータを追加して設け、この追加した加圧ヒータの加熱動作を所定に制御しているので、少なくとも、加圧ローラは、熱を消費する側の部材から熱を供給する側の部材となる。したがって、少なくとも、加圧ローラの熱的な安定度を高めることができるとともに、加圧ローラに対して、熱を受け取る受動的ではなくその専用の加熱源から熱を発生させる能動的な制御を行なって、上記した最適な加圧ローラの蓄熱量としての加圧ローラの熱容量Bと現状の蓄熱量との間に生じる格差を減少させることができ、上記したbの値を小さく保つことが可能となる。このため、結果的に第1の回転体の温度を緻密に制御できる。すなわち、上記した各制御周期の開始時点で算出される不足した必要な加熱量を削減できて、第1の加熱源としての加熱ヒータである第1のハロゲンヒータが担当した熱供給の負担量を軽減できるので、加熱ヒータからの発熱量を減少でき、より精密な加熱量の制御が可能となる。 As described above, according to the fixing device of the fourth embodiment, in addition to the operational effects of the third embodiment, the pressure roller as the second rotating body is used as the second heating source. A second halogen heater that is a pressure heater is additionally provided, and the heating operation of the added pressure heater is controlled in a predetermined manner, so that at least the pressure roller is removed from the member that consumes heat. It becomes a member on the side supplying heat. Therefore, at least the thermal stability of the pressure roller can be increased, and the pressure roller is actively controlled to generate heat from its dedicated heating source instead of passively receiving heat. Thus, the difference between the heat capacity B of the pressure roller as the optimum heat storage amount of the pressure roller and the current heat storage amount can be reduced, and the value of b described above can be kept small. Become. For this reason, as a result, the temperature of the first rotating body can be precisely controlled. That is, it is possible to reduce the deficient required heating amount calculated at the start time of each control cycle described above, and to reduce the amount of heat supply burden handled by the first halogen heater as the heating heater as the first heating source. Since it can be reduced, the amount of heat generated from the heater can be reduced, and the heating amount can be controlled more precisely.
なお、加圧ヒータの温度検出および該温度検出に基づいた加圧ヒータの点灯制御は、特に制御周期を設けることなく、常時、行なうようにしてもよいが、これに限られることなく、加熱ヒータの制御周期と同様に、各制御周期ごとに制御する、つまり該制御周期の開始時点で温度を検出し該制御周期の点灯制御をするように構成してもよく、この場合には、加熱ヒータの制御周期と、加圧ヒータの制御周期とは、互いに同一な時間周期でかつ同期させた設定構成としてもよく、さらには時間か非同期かのいずれか一方、または両方を、異ならせてもよい。 Note that the temperature detection of the pressure heater and the lighting control of the pressure heater based on the temperature detection may be performed constantly without any particular control period, but the present invention is not limited to this. Similarly to the control cycle, the control may be performed for each control cycle, that is, the temperature may be detected at the start of the control cycle, and the lighting control of the control cycle may be performed. The control cycle of the pressure heater and the control cycle of the pressurizing heater may be set to be synchronized with each other in the same time cycle, and further, either one of time or asynchronous, or both may be different. .
次に、この発明の第5の実施形態を説明する。なお、上記した第4の実施形態と同一の構成の部材には、同一の符号を付して、説明を省略または簡略化することにする。すなわち、上記の第4の実施形態と異なる部分を中心に説明し、この第5の実施形態では説明しない構成、制御、該制御による動作、および概動作により得られる作用は、上記の第4の実施形態と同一とする。 Next explained is the fifth embodiment of the invention. In addition, the same code | symbol is attached | subjected to the member of the same structure as above-mentioned 4th Embodiment, and description is abbreviate | omitted or simplified. That is, the description will focus on the differences from the fourth embodiment, and the configuration, control, operation by the control, and action obtained by the control that are not described in the fifth embodiment are the same as those in the fourth embodiment. The same as the embodiment.
この第5の実施形態では、図11に示された定着装置7において、システム制御板51は、上記の第4の実施形態における加圧ローラ検出温度に基づいた制御に、第1の温度検出部としてのサーミスタ37bによる定着ベルト検出温度を加味して、第2の加熱源としてのハロゲンヒータ25aを制御するようにしている。
In the fifth embodiment, in the
すなわち、この第5の実施形態では、上記の第4の実施形態と同様に、定着ベルト27の近傍の所定箇所に配置されたサーミスタ37bが、この定着ベルト27の温度を検出して、この検出した定着ベルト検出温度をシステム制御板51に入力するとともに、加圧ローラ31の近傍に配置されたサーミスタ37aが、この加圧ローラ31の温度を検出して、この検出した加圧ローラ検出温度を、システム制御板51に入力するように構成されている。
That is, in the fifth embodiment, the
システム制御板51は、上記した加圧ローラ検出温度に基づいた制御に、既存のサーミスタ37bが検出した定着ベルト検出温度を加味して、加圧ローラ31に設けたハロゲンヒータ25aを制御するように構成されている。すなわち、システム制御板51は、ハロゲンヒータ25aを制御するために、加圧ローラ31の温度を検出するのみならず、定着ベルト27の温度を検出して、該ハロゲンヒータ25aの加熱動作を制御している。
The
具体的には、この第5の実施形態において、その加圧ローラ31に設けたハロゲンヒータ25aの制御としては、第1の実施形態の制御構成か、第2の実施形態の制御構成か、のいずれか一方の制御構成が、基本的に、そのまま用いられている。
Specifically, in the fifth embodiment, the control of the
すなわち、ハロゲンヒータ25aの制御に第1の実施形態の制御構成を用いた第5の実施形態の一方の構成としては、システム制御板51は、制御周期の開始時点で、定着ベルト検出温度および加圧ローラ検出温度を各部材の現状データとして取得し、次に、その制御周期でハロゲンヒータ25aを、オン動作させるか、オフしたままにさせるかを、図5(a)に示された決定テーブルを参照し、該決定テーブルにこれらの検出温度を用いて、決定している。
That is, as one configuration of the fifth embodiment in which the control configuration of the first embodiment is used to control the
したがって、この第5の実施形態の一方の構成では、予め決められている制御周期(例えば1秒)ごとの各制御周期の開始時点で、定着ベルト27の温度及び加圧ローラ31の温度が検出され、システム制御板51にそれぞれの温度検出信号が入力され、図5(a)に示された決定テーブルを参照して、このテーブルの参照結果に基づき、ハロゲンヒータ25aを所定に発熱動作させるオンか、発熱動作させない否のオフかを決定し、該制御期中に、この決定を実行する。これによって、ハロゲンヒータ25aの発熱動作を精密に制御して、少なくとも、加圧ローラ31に対しては、この発熱による適切な加熱量が得られるようにしている。すなわち、定着ベルト27の検出温度に該当する行と、加圧ローラ31の検出温度の該当する列とが交差する欄にあらかじめ登録されたオンかオフかのいずれかに応じて、該制御期中の、ハロゲンヒータ25aの加熱動作がオンかオフかのいずれかに制御される。
Therefore, in one configuration of the fifth embodiment, the temperature of the fixing
他方、ハロゲンヒータ25aの制御に、第2の実施形態の制御構成を用いた第5の実施形態の他方の構成としては、システム制御板51は、該制御周期の開始時点で、定着ベルト検出温度および加圧ローラ検出温度を各部材の現状データとして取得し、次に、その制御周期でハロゲンヒータ25aへの供給電力を規定したデューティ比を、図6に示された決定テーブルを参照し、該決定テーブルにこれらの検出温度を用いて、決定している。
On the other hand, as the other configuration of the fifth embodiment in which the control configuration of the second embodiment is used to control the
したがって、この第5の実施形態の他方の構成では、予め決められている制御周期(例えば1秒)ごとの各制御周期の開始時点で、定着ベルト27の温度及び加圧ローラ31の温度が検出され、システム制御板51にそれぞれの温度検出信号が入力され、図6に示された決定テーブルを参照して、このテーブルの参照結果に基づき、ハロゲンヒータ25a用のデューティ比を決定し、該制御期中に、この決定されたデューティ比に基づいて、ハロゲンヒータ25aへの供給電力量を加減した制御を実行する。これによって、ハロゲンヒータ25aの発熱動作を精密に制御して、少なくとも、加圧ローラ31に対しては、この発熱によるより適切な加熱量が得られるようにしている。すなわち、定着ベルト27の検出温度に該当する行と、加圧ローラ31の検出温度の該当する列とが交差する欄に登録されたデューティ比の数値が、該制御期中のハロゲンヒータ25aへの供給電力量を規定した値として決定され、この数値に応じて、該制御期中の、ハロゲンヒータ25aの加熱動作による加熱量が所定に制御される。
Therefore, in the other configuration of the fifth embodiment, the temperature of the fixing
以上のように、この第5の実施形態の定着装置によれば、上記の第4の実施形態による作用効果に加えて、さらに一層緻密に第2の加熱源のオンオフを制御することができる。すなわち、少なくとも、単なる目標温度との差に基づく、オンオフ制御ではなく、必要な加熱量を算出したうえで、この算出した必要な加熱量に基づいて加熱動作をオンオフ制御するようにしたので、加熱動作による供給加熱量が、単なるオンオフ制御によりも適切なものとなる。特に、供給加熱量を可変にした構成では、加圧ローラに対して、その必要な加熱量に、より一層適合させた分量の供給加熱量を提供することができる。このため、加圧ローラ自体の温度制御精度の向上が図れ、これに伴い、第1の回転体としての定着ベルトの温度も、さらに一層緻密に制御することができる。 As described above, according to the fixing device of the fifth embodiment, on / off of the second heating source can be controlled more precisely in addition to the operational effects of the fourth embodiment. That is, at least the required heating amount is calculated, not the on / off control based on the difference from the simple target temperature, and the heating operation is controlled on / off based on the calculated required heating amount. The amount of heating supplied by the operation becomes appropriate even by simple on / off control. In particular, in the configuration in which the supply heating amount is variable, it is possible to provide a supply heating amount in an amount more suitable for the required heating amount with respect to the pressure roller. Therefore, the temperature control accuracy of the pressure roller itself can be improved, and accordingly, the temperature of the fixing belt as the first rotating body can be controlled more precisely.
なお、この第5の実施形態では、第2の加熱源として加圧ローラに設けたハロゲンヒータの加熱動作用の制御に、定着ベルト用の決定テーブルを用いた構成としたが、あくまでも一例であり、当然、加圧ローラ専用の決定テーブルを作成して、該制御に用いる構成とするのが望ましい。すなわち、加圧ローラの構造や寸法による熱的な諸特性や、該加圧ローラ内に配置されたハロゲンヒータ自体の伝熱特性などに配慮して、各欄のオン・オフ値や、デューティ比の数値を、適宜、設定するものとし、かつ実際的には、実機で検証した値であることが望ましい。 In the fifth embodiment, the fixing belt determination table is used for the control for the heating operation of the halogen heater provided in the pressure roller as the second heating source. However, this is only an example. Of course, it is desirable to create a determination table dedicated to the pressure roller and use it for the control. In other words, considering the thermal characteristics depending on the structure and dimensions of the pressure roller and the heat transfer characteristics of the halogen heater itself arranged in the pressure roller, the ON / OFF values in each column and the duty ratio It is desirable that these numerical values are set as appropriate, and are actually values verified by actual machines.
次に、この発明の第6の実施形態を説明する。なお、上記した第5の実施形態と同一の構成の部材には、同一の符号を付して、説明を省略または簡略化することにする。すなわち、上記の第5の実施形態と異なる部分を中心に説明し、この第6の実施形態では説明しない構成、制御、該制御による動作、および概動作により得られる作用は、上記の第5の実施形態と同一とする。 Next, a sixth embodiment of the present invention will be described. In addition, the same code | symbol is attached | subjected to the member of the same structure as above-mentioned 5th Embodiment, and description is abbreviate | omitted or simplified. That is, the description will focus on the differences from the fifth embodiment, and the configuration, control, operation by the control, and action obtained by the control that are not described in the sixth embodiment are the same as those in the fifth embodiment. The same as the embodiment.
この第6の実施形態では、第2の加熱源の制御として、上記の第3の実施形態と同様な制御構成を用いるようにした。すなわち、この第6の実施形態では、上記の第3の実施形態と同様に、その第1の処理段階として、各部材単位で、図8(a)および図8(b)の各評価テーブルを用いて、それぞれの温度変化の傾向を判定し、その第2の処理段階として、図9に示した決定テーブルを用いて、第2の加熱源の供給加熱量を、決定している。 In the sixth embodiment, a control configuration similar to that of the third embodiment is used for controlling the second heating source. That is, in the sixth embodiment, as in the third embodiment, as the first processing stage, each evaluation table of FIG. 8A and FIG. Thus, the tendency of each temperature change is determined, and the supply heating amount of the second heating source is determined using the determination table shown in FIG. 9 as the second processing stage.
この第6の実施形態では、第1、第2の温度検出部による検出温度に基づき、第2の加熱源をオンオフ制御するとともに、第2の加熱源をオンする場合における第2の加熱源の加熱量を算出し、算出した加熱量に基づき、第2の加熱源の加熱量を制御するようにしている。 In the sixth embodiment, the second heating source is controlled to be turned on / off based on the temperatures detected by the first and second temperature detection units, and the second heating source is turned on when the second heating source is turned on. The heating amount is calculated, and the heating amount of the second heating source is controlled based on the calculated heating amount.
具体的には、図11に示された定着装置7において、システム制御板51は、サーミスタ37aおよびサーミスタ37bが検出した各部材の検出温度の変化度に基づき、ハロゲンヒータ25bをオンオフ制御し、このハロゲンヒータ25bをオンする場合におけるハロゲンヒータ25bの加熱量を算出し、この算出した加熱量に基づき、ハロゲンヒータ25の加熱量を制御するとともに、サーミスタ37aおよびサーミスタ37bが検出した各部材の検出温度の変化度に基づき、ハロゲンヒータ25aをオンオフ制御し、このハロゲンヒータ25aをオンする場合におけるハロゲンヒータ25aの加熱量を算出し、この算出した加熱量に基づき、ハロゲンヒータ25aの加熱量を制御するようにしている。すなわち、システム制御板51には、上記の図8(a)、図8(b)、図9に示したあらかじめ作成された各テーブルが記憶され、所定の制御周期ごとに、その制御動作が開始され、ハロゲンヒータ25aおよびハロゲンヒータ25bの加熱動作が、同時平行的に制御される。
Specifically, in the
したがって、この第6の実施形態では、上記の第3の実施形態の制御動作に加えて、まず前回の制御周期で、その検出した定着ベルト27の検出温度と、同制御周期で検出した加圧ローラ31の検出温度とを、システム制御板51のメモリに記憶保存する。そして、今回の制御周期の開始時点で、システム制御板51は、サーミスタ37aおよびサーミスタ37bによって、該時点の定着ベルト27の検出温度と加圧ローラ31の検出温度とを取得する。すなわち、今回の制御周期で検出した定着ベルト27の検出温度と、今回の制御周期で検出した加圧ローラ31の検出温度とが、システム制御板51に入力される。システム制御板51は、これらの保存された検出温度、およびこれらの入力された検出温度から、図8(a)および図8(b)に示すそれぞれの部材用の評価テーブルを参照して、定着ベルト27および加圧ローラ31の温度変化状態が、上記の5段階のいずれかかであるかを評価し、決定する。次に、システム制御板51は、図9に示す決定テーブルを参照し、このようにして評価した定着ベルト27および加圧ローラ31の評価結果を用いて、該制御周期での加熱源としてのハロゲンヒータ25aによる加熱動作の制御用のデューティ比を、決定する。このため、該制御周期では、決定されたデューティ比の数値に基づいた電力量がハロゲンヒータ25aに供給され、電力量に応じた分だけハロゲンヒータ25aが発熱する、つまりデューティ比の数値で規定された供給加熱量の加熱動作が実行される。
Therefore, in the sixth embodiment, in addition to the control operation of the third embodiment, first, the detected temperature of the fixing
以上のように、この第6の実施形態の定着装置によれば、上記の第5の実施形態による作用効果に加えて、緻密に第2の加熱源を制御することができる。すなわち、第1の回転体の温度である定着ベルト検出温度と第2の回転体の温度である加圧ローラ検出温度とにおいて、前回検出した温度状態と、今回検出した温度状態との間に生じた変化から、該制御周期でこの変化傾向の延長として新たに失われる、または新たに加わる加熱量を予測し、この予測した失熱量を、今回検出した部材温度から所定に算定される必要な加熱量に加算して、この総和熱量に応じて加熱源の加熱量を供給するようにしているので、第2の加熱源に関した不適切な加熱制御を、早目に適正な加熱制御に修正できるとともに、少なくとも加圧ローラに対する供給加熱量がより適切なものとなり、緻密に第2の加熱源を制御することができる。この結果として精密に定着温度を制御することができる。 As described above, according to the fixing device of the sixth embodiment, in addition to the operational effects of the fifth embodiment, the second heating source can be precisely controlled. That is, between the temperature state detected last time and the temperature state detected this time in the detected temperature of the fixing belt, which is the temperature of the first rotating body, and the pressure roller detected temperature, which is the temperature of the second rotating body. The amount of heat that is newly lost or added as an extension of this change trend in the control cycle is predicted from the change, and the predicted amount of heat loss is calculated based on the detected member temperature. Since the heating amount of the heating source is supplied according to the total heat amount in addition to the amount, inappropriate heating control related to the second heating source can be corrected to appropriate heating control at an early stage. At the same time, at least the amount of heat supplied to the pressure roller becomes more appropriate, and the second heating source can be precisely controlled. As a result, the fixing temperature can be precisely controlled.
なお、この第6の実施形態では、第1の加熱源用に作成された決定テーブルを用いたが、当然、第2の加熱源用にあらかじめ作成した決定テーブルを用いてもよい。すなわち、第2の加熱源用の決定テーブルおける、その各欄のデューティ比の数値を、第2の加熱源の熱出力性能や加圧ローラに対する伝熱効率などの諸特性や、加圧ローラの熱的な特性に応じて、適宜、選択してよい。 In the sixth embodiment, the determination table created for the first heating source is used. Of course, a determination table created in advance for the second heating source may be used. That is, in the determination table for the second heating source, the numerical value of the duty ratio in each column is used for various characteristics such as the heat output performance of the second heating source, the heat transfer efficiency to the pressure roller, and the heat of the pressure roller. Depending on general characteristics, it may be selected as appropriate.
また、この第6の実施形態では、第1の加熱源用の制御周期と、この第2の加熱源用の制御周期とは、互いに同一な時間周期でかつ同期させた設定構成としてもよく、さらには時間か非同期かのいずれか一方、または両方を、異ならせてもよい。 In the sixth embodiment, the control cycle for the first heating source and the control cycle for the second heating source may be set to be synchronized with each other at the same time cycle, Furthermore, either one or both of time and asynchronous may be different.
次に、この発明の第7の実施形態を説明する。なお、上記した第6の実施形態と同一の構成の部材には、同一の符号を付して、説明を省略または簡略化することにする。すなわち、上記の第6の実施形態と異なる部分を中心に説明し、この第7の実施形態では説明しない構成、制御、該制御による動作、および概動作により得られる作用は、上記の第6の実施形態と同一とする。 Next, a seventh embodiment of the present invention will be described. In addition, the same code | symbol is attached | subjected to the member of the same structure as above-described 6th Embodiment, and description is abbreviate | omitted or simplified. That is, the description will focus on the differences from the sixth embodiment, and the configuration, control, operation by the control, and the action obtained by the general operation not described in the seventh embodiment are the same as those in the sixth embodiment. The same as the embodiment.
この第7の実施形態は、上記の第6の実施形態の制御構成に比べて、より密接に第1の加熱源と第2の加熱源とを互いに連係させて加熱動作させるように構成されている。 The seventh embodiment is configured to perform the heating operation by linking the first heating source and the second heating source more closely than the control configuration of the sixth embodiment. Yes.
この第7の実施形態では、上記の第6の実施形態と同様に、その第1の処理段階として、各部材単位で、図8(a)および図8(b)の各評価テーブルを用いて、それぞれの温度変化の傾向を判定し、第2の処理段階として、1つの決定テーブルを用いて、各部材にそれぞれ設けられた各加熱源の各供給加熱量を、個別に算定して設定する、つまり各加熱源の各供給加熱量を規定した各デューティ比をそれぞれに同時的かつ互いに関連付けて決定するようにしている。 In the seventh embodiment, as in the sixth embodiment, as the first processing stage, the evaluation tables in FIGS. 8A and 8B are used for each member. Each temperature change tendency is determined, and as a second processing stage, each supply heating amount of each heating source provided in each member is calculated and set individually using one determination table. In other words, the duty ratios that define the heating amounts supplied from the heating sources are determined simultaneously and in association with each other.
具体的には、この第7の実施形態は、図13に示す決定テーブルが、あらかじめ作成され、システム制御板51に記録されている。この決定テーブルは、上記第3の実施形態と同様に、5行5列のマトリックス状に構成され、その縦方向の各行が、評価した定着ベルト温度変化度用とされ、その横方向の各列が、評価した加圧ローラ温度変化度用とされている。そして、その交差照合される各欄には、あらかじめ算定して設定された各加熱源用の2つの数値が登録されている。
Specifically, in the seventh embodiment, the determination table shown in FIG. 13 is created in advance and recorded on the
すなわち、交差照合される各欄には、前回の制御周期で設定したデューティ比をそのまま変更しないで維持した場合に、得られる結果を予測し、この予測した結果を修正して、目標温度が得られるように、該制御周期の期間で、供給する総熱量として各加熱源からの各供給加熱量があらかじめ算定され、これに応じた各デューティ比を設定するための2つの数値が登録されている。換言すれば、各欄には、各部材における温度変化傾向や、熱効率を勘案して、それぞれ第1の加熱源としてのハロゲンヒータ25bおよび第2の加熱源としてのハロゲンヒータ25a同士が、該制御周期で、互いに連係して加熱動作し、結果として、上記の必要な加熱量および失熱量を補充できるようにしている。
That is, in each cross-matched column, the target result is obtained by predicting the result obtained when the duty ratio set in the previous control cycle is maintained as it is and correcting the predicted result. As can be seen, during the period of the control cycle, the supply heat amount from each heating source is calculated in advance as the total heat amount to be supplied, and two numerical values for setting the respective duty ratios are registered. . In other words, in each column, the
このようにして算定された必要な加熱量および予測した失熱量を該制御周期で補充するため、ハロゲンヒータ25bおよびハロゲンヒータ25aに割当てられたそれぞれの供給加熱量を確保するように、これらの各欄には、ハロゲンヒータ25b用のデューティ比の値と、ハロゲンヒータ25a用のデューティ比の値と、が併記され登録されている。該欄の上部に、「1:」を附して示された数値が、定着ベルト27を加熱する加熱ローラ26のハロゲンヒータ25bに設定するデューティ比の数値であり、「2:」を附して示された数値が、加圧ローラ31を加熱するハロゲンヒータ25aに設定するデューティ比の数値である。
In order to replenish the necessary heating amount and the predicted heat loss calculated in this way in the control cycle, each of these heating heat sources allocated to the
たとえば、前回および今回のそれぞれの定着ベルト検出温度から、図8(a)の評価テーブルを参照し、同評価テーブルによって、定着ベルト温度の変化度がMM(目標温度Tにほぼ等しく変化ない)と評価し、前回および今回のそれぞれの加圧ローラ検出温度から、図8(b)の評価テーブルを参照し、同評価テーブルによって、加圧ローラ温度の変化度がLL(目標温度Tよりもかなり低くなった)と評価した場合には、図13の決定テーブルを参照して、これらの定着ベルト温度変化度MMの欄と、加圧ローラ温度変化度LL欄とを交差照合した欄に登録されているハロゲンヒータ25a用およびハロゲンヒータ25b用のデューティ比の数値が、それぞれ同時的かつ一括して決定される。すなわち、定着ベルト27の熱供給源であり間接的な加熱源としてのハロゲンヒータ25b用に「50%」のデューティ比が設定される一方、加圧ローラ31の直接的な加熱源としてのハロゲンヒータ25a用に「100%」のデューティ比が設定される。このため、この場合には、定着ベルト27の温度が適正に保たれているのに拘わらず、加圧ローラ31の温度がかなり低下傾向となっているので、該加圧ローラ31用の供給加熱量が、定着ベルト27用の供給加熱量よりも多くなるように決定される。この結果、かなりその部材温度が低下傾向となっていた加圧ローラ31に対する温度制御が、ただちに修正され、またこの修正として、同加圧ローラ31を直接的かつ効率的に加熱できる。
For example, referring to the evaluation table of FIG. 8A from the previous and current fixing belt detection temperatures, the degree of change in the fixing belt temperature is MM (not substantially equal to the target temperature T) by the evaluation table. Evaluating and referring to the evaluation table of FIG. 8B from the previous and current pressure roller detection temperatures, the degree of change in the pressure roller temperature is considerably lower than LL (target temperature T). 13), the determination table in FIG. 13 is referred to, and the column of the fixing belt temperature change MM and the pressure roller temperature change LL column are registered in the cross-matched column. The numerical values of the duty ratios for the
このように構成された第7の実施の形態の定着装置7の制御動作を、図14に示すフローチャートを参照して、説明する。
The control operation of the fixing
すなわち、システム制御板51は、少なくとも、画像形成動作が開始されると、その計時機能で所定の制御周期の計時を開始するとともに、以下の各ステップからなるその制御動作を開始する。この制御周期の開始時点で、まず、定着ベルト27のサーミスタ37bが定着ベルト27の温度を検出する(ステップS1)。定着ベルト27の今回温度と前回温度を比較して変化度をAとする(ステップS2)。定着ベルト27の今回温度を前回温度として記憶する(ステップS3)。加圧ローラ31のサーミスタ37aが加圧ローラ31の温度を検出する(ステップS4)。加圧ローラ31の今回温度と前回温度を比較して変化度をBとする(ステップS5)。加圧ローラ31の今回温度を前回温度として記憶する(ステップS6)。決定テーブルを参照して、変化度A、Bを用いて、ハロゲンヒータ25bおよびハロゲンヒータ25aのデューティ比をそれぞれ決定する。すなわち、交差照合した欄に登録されているそれぞれのデューティ比を、今回の制御周期の実行用に選択して決定する(ステップS7)。次に、決定されたハロゲンヒータ25b用のデューティ比に基づき、加熱ローラ26のハロゲンヒータ25bをオフさせるか否かが判別される(ステップS8)。前記ステップ8の判別の結果、ハロゲンヒータ25bをオフすると判別した時は、ハロゲンヒータ25bをオフする(ステップS9)。前記ステップ8の判別の結果、オンすると判別した時は、ハロゲンヒータ25b用に決定されたデューティ比の数値に応じた割合で加熱ローラ26のハロゲンヒータ25bをオンする(ステップS10)。次に、決定されたハロゲンヒータ25a用のデューティ比に基づき、加圧ローラ31のハロゲンヒータ25aをオフさせるか否かが判別される(ステップS11)。前記ステップ11の判別の結果、ハロゲンヒータ25aをオフすると判別した時は、ハロゲンヒータ25aをオフする(ステップS12)。前記ステップ11の判別の結果、オンすると判別した時は、ハロゲンヒータ25a用に決定されたデューティ比の数値に応じた割合で加圧ローラ26のハロゲンヒータ25aをオンする(ステップS13)。
That is, at least when the image forming operation is started, the
以上のように、この第7の実施形態の定着装置によれば、上記の第6の実施形態による作用効果に加えて、第1の加熱源の加熱量および第2の加熱源の加熱量を、より緻密に制御することができる。すなわち、第1の加熱源からの供給加熱量と第2の加熱源からの供給加熱量とを、互いに連係させて、それぞれの供給加熱量を設定し、しかもこの連係させたそれぞれの加熱量として、第1の加熱源および第2の加熱源との各加熱源が加熱対象とするそれぞれの部材の温度変化傾向に応じたものにしているので、該部材の温度変化傾向を目標温度となるように修正した加熱制御にすみやかに修正できるとともに、この修正用に該加熱源が担当した部材を直接的かつ効率的に加熱できる。このため、より緻密に制御できるとともに、確実かつ良好な制御結果が得られることになる。 As described above, according to the fixing device of the seventh embodiment, in addition to the operational effects of the sixth embodiment, the heating amount of the first heating source and the heating amount of the second heating source are changed. Can be controlled more precisely. That is, the supply heating amount from the first heating source and the supply heating amount from the second heating source are linked to each other, and each supply heating amount is set, and each of the linked heating amounts is Since each heating source of the first heating source and the second heating source is adapted to the temperature change tendency of each member to be heated, the temperature change tendency of the member becomes the target temperature. The heating control corrected immediately can be corrected immediately, and the member responsible for the heating source can be directly and efficiently heated for this correction. For this reason, while being able to control more precisely, a reliable and favorable control result is obtained.
他方、このように1つの決定テーブルにおいて、その各欄に、第1の加熱源用および第2の加熱源用それぞれのデューティ比の数値を登録した構成としたので、これらの2つの加熱源による加熱量のバランスつまり制御バランスを、良好に確保しやくなる。すなわち、ある組み合わせ条件下としての同一欄内で、両者の供給加熱量同士の間の関係が明確に規定されて、明確に把握することができ、両者間に密接な関係を形成することが可能となる。 On the other hand, in such a single determination table, since the respective duty ratio values for the first heating source and the second heating source are registered in the respective columns, the two heating sources are used. It becomes easy to ensure a good balance of heating amount, that is, a control balance. In other words, in the same column as a certain combination condition, the relationship between the two heating amounts can be clearly defined and clearly understood, and a close relationship can be formed between the two. It becomes.
他方、短い開発期間で、実機を対象としたこの加熱制御の完成度を高めることが可能となる。すなわち、たとえば実機で繰り返し試験して各欄の2つのデューティ比を決めるとしても、互いに関連させて視覚的にそれぞれの加熱量を変化させることができる。このため、計算式では得られない互いに及ぼしあう影響を確認しながら、両者の密接な関係性を、良好な結果が得られる方向に発展させることができる。この結果、この第7の実施形態の制御構成の、実機での完成度を高めることができる。 On the other hand, in a short development period, it is possible to increase the degree of perfection of this heating control for an actual machine. That is, for example, even if the two duty ratios in each column are determined by repeatedly testing with an actual machine, the respective heating amounts can be visually changed in relation to each other. For this reason, it is possible to develop a close relationship between the two in a direction in which a good result can be obtained while confirming the influences that cannot be obtained by the calculation formula. As a result, the completeness of the control configuration of the seventh embodiment in the actual machine can be increased.
なお、上記した各実施形態で示した定着装置の構成としての加熱ローラ、定着ベルト及び加圧ローラや、加熱源としてのハロゲンヒータは、好ましい一例を示したにすぎず、実施に際してはこれら構成部品を、特許請求の範囲に記載した範囲内で適宜に変更、修正等をすることができることは言うまでもない。例えば、加熱ローラに、たとえば2本ヒータなどのように複数の加熱源を配置した構成の場合にも、適用することができる。また、第1の回転体としての定着ベルトの内部に配置した第1の加熱源として、この定着ベルト内に発熱抵抗体層を設けた構成としてもよい。すなわち、この定着ベルトを、基層、抵抗発熱層、離型層が順次積層された抵抗発熱体の構成とし、抵抗発熱層に通電して抵抗発熱させる構成としてもよい。さらに、温度検出部としてサーミスタを用いたが、サーミスタに限定されるものではなく、他の温度検出素子を使用してもよい。 The heating roller, the fixing belt and the pressure roller as the configuration of the fixing device described in each of the above-described embodiments, and the halogen heater as the heating source are only a preferable example. Needless to say, can be changed, modified, etc. as appropriate within the scope of the claims. For example, the present invention can also be applied to a configuration in which a plurality of heating sources such as two heaters are arranged on the heating roller. Further, as a first heating source disposed inside the fixing belt as the first rotating body, a heating resistor layer may be provided in the fixing belt. That is, the fixing belt may be configured as a resistance heating element in which a base layer, a resistance heating layer, and a release layer are sequentially stacked, and may be configured to cause resistance heating by energizing the resistance heating layer. Furthermore, although the thermistor is used as the temperature detection unit, the temperature detection unit is not limited to the thermistor, and other temperature detection elements may be used.
請求項2に記載の発明によれば、制御部は、第1、第2の温度検出部により前回検出した検出温度と目標値との差と、第1、第2の温度検出部により今回検出した検出温度と目標値との差から予め設定された評価テーブルから評価を選択し、選択された評価に基づいて予め作成された決定テーブルより前記第1の加熱源及び第2の加熱源のデューティ比を選択することでPWM制御により前記第1の加熱源及び前記第2の加熱源を制御するので、第2の回転体は、熱供給側の部材となり、第1の加熱源が担当する加熱量を減少できるとともに、少なくとも、第2の回転体の熱的な安定度を高めることができる。この結果として、第1の回転体の温度を、さらに緻密に制御することができる。それに加え、第1の加熱源及び第2の加熱源を、互いに連係させて、より緻密に制御することができる。 According to the second aspect of the present invention, the control unit detects the difference between the detected temperature and the target value detected last time by the first and second temperature detection units, and the current detection by the first and second temperature detection units. The evaluation is selected from a preset evaluation table based on the difference between the detected temperature and the target value, and the duty of the first heating source and the second heating source is determined from a determination table created in advance based on the selected evaluation. Since the first heating source and the second heating source are controlled by PWM control by selecting the ratio , the second rotating body becomes a member on the heat supply side, and the heating handled by the first heating source The amount can be reduced and at least the thermal stability of the second rotating body can be increased. As a result, the temperature of the first rotating body can be controlled more precisely. In addition, the first heating source and the second heating source can be linked to each other and more precisely controlled.
請求項3に記載の発明によれば、画像形成装置は、請求項1又は2に記載の定着装置を搭載しているので、少なくとも、第1の回転体の温度を緻密に制御でき、これに伴い定着温度を良好に確保でき、この結果として高品位な画像品質を得ることができる。 According to the third aspect of the present invention, since the image forming apparatus includes the fixing device according to the first or second aspect , at least the temperature of the first rotating body can be precisely controlled. As a result, the fixing temperature can be secured well, and as a result, high-quality image quality can be obtained.
1 フルカラー複写機(画像形成装置) 2 露光装置
3 感光体 4 画像形成部
5 給紙カセット 6 給紙部ヒータ
7 定着装置 8 手差しトレイ
11 原稿読取部 12 原稿搬送部
13 画像形成ユニット 14 現像装置
15 レーザ照射器 16 ミラー
17 帯電ローラ 21 クリーニング装置
22 中間転写ベルト 23 1次転写ローラ
24 排紙トレイ
25b ハロゲンヒータ(加熱源)
25a ハロゲンヒータ(第2の加熱源)
26 加熱ローラ 27 定着ベルト(第1の回転体)
28 定着ローラ 31 加圧ローラ(第2の回転体)
33 テンションローラ 34 クリーニングローラ
35 オイル塗布ローラ 36 搬送ガイド
37a サーミスタ(第2の温度検出部)
37b サーミスタ(第1の温度検出部)
42 ケーシング 51 システム制御板(制御部)
52 読取制御板 53 操作/表示部
54 書き込み制御板 55 トナーセンサ
56 高圧電源 57 I/O制御板
58 PSU(電力供給部) 61 各種画像形成用I/O
P 用紙 T 目標温度(温度制御の目標温度)
DESCRIPTION OF
25a Halogen heater (second heating source)
26
28
33
37b Thermistor (first temperature detector)
42
52 Reading Control Board 53 Operation /
P paper T target temperature (target temperature for temperature control)
Claims (3)
前記第1の加熱源をオンオフ制御する制御部を設け、
この制御部は、第1、第2の温度検出部により前回検出した検出温度と目標値との差と、第1、第2の温度検出部により今回検出した検出温度と目標値との差から予め設定された評価テーブルから評価を選択し、
選択された評価に基づいて予め作成された決定テーブルより前記第1の加熱源の制御周期毎のデューティ比を選択することでPWM制御により前記第1の加熱源を制御することを特徴とする定着装置。 A first rotating body having a first heating source, a second rotating body that is in contact with the first rotating body to form a nip portion, and a first that detects the temperature of the first rotating body for each control cycle And a second temperature detection unit for detecting the temperature of the second rotating body for each control cycle, and passing a recording medium having an unfixed toner image in the nip portion, In a fixing device for fixing the toner image to a recording medium,
A controller for controlling on / off of the first heating source ;
This control unit is based on the difference between the detected temperature and the target value detected last time by the first and second temperature detecting units, and the difference between the detected temperature and the target value detected this time by the first and second temperature detecting units. Select an evaluation from a preset evaluation table,
Fixing, wherein the first heating source is controlled by PWM control by selecting a duty ratio for each control cycle of the first heating source from a decision table prepared in advance based on the selected evaluation. apparatus.
前記制御部は、第1、第2の温度検出部により前回検出した検出温度と目標値との差と、第1、第2の温度検出部により今回検出した検出温度と目標値との差から予め設定された評価テーブルから評価を選択し、
選択された評価に基づいて予め作成された決定テーブルより前記第1の加熱源及び第2の加熱源のデューティ比を選択することでPWM制御により前記第1の加熱源及び前記第2の加熱源を制御することを特徴とする請求項1に記載の定着装置。 A second heating source for heating the second rotating body;
The control unit is based on the difference between the detected temperature and the target value detected last time by the first and second temperature detecting units, and the difference between the detected temperature and the target value detected this time by the first and second temperature detecting units. Select an evaluation from a preset evaluation table,
The first heating source and the second heating source are controlled by PWM control by selecting duty ratios of the first heating source and the second heating source from a determination table prepared in advance based on the selected evaluation. The fixing device according to claim 1 , wherein the fixing device is controlled.
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