JP5400016B2 - Image forming apparatus - Google Patents
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Description
本発明は、プリンタ装置、ファクシミリ装置、複写機または複合機等の画像形成装置に関し、転写されたトナーを熱で溶融して記録媒体に定着させる定着器を有する画像形成装置に関する。 The present invention relates to an image forming apparatus such as a printer apparatus, a facsimile apparatus, a copying machine, or a multifunction machine, and more particularly to an image forming apparatus having a fixing unit that melts a transferred toner by heat and fixes the toner onto a recording medium.
従来の画像形成装置は、記録媒体に転写された未定着トナーを加熱して溶融するため、定着器の定着ローラ等の定着部の内部に複数の熱源を備え、その複数の熱源を同時に通電して定着ローラを加熱するようにしている（例えば、特許文献１参照）。 A conventional image forming apparatus heats and melts unfixed toner transferred to a recording medium. Therefore, a plurality of heat sources are provided inside a fixing unit such as a fixing roller of a fixing device, and the plurality of heat sources are energized simultaneously. Thus, the fixing roller is heated (for example, see Patent Document 1).
しかしながら、上述した従来の技術においては、定着器の定着ローラ等の定着部の内部に備えた複数の熱源を同時に通電して加熱するため、消費電力のピークが高くなるという問題がある。
本発明は、このような問題を解決することを課題とし、定着部に備えた複数の熱源のピーク消費電力を小さくすることを目的とする。
However, in the above-described conventional technology, there is a problem that the peak of power consumption increases because a plurality of heat sources provided in a fixing unit such as a fixing roller of a fixing device are energized and heated simultaneously.
An object of the present invention is to solve such a problem, and an object thereof is to reduce peak power consumption of a plurality of heat sources provided in a fixing unit.
そのため、本発明は、媒体上の現像剤を熱定着させる定着部を有する画像形成装置において、長手方向における中央部の出力が両端部の出力より高い第１の熱源と、長手方向における両端部の出力が中央部の出力より高い第２の熱源と、前記第１の熱源および前記第２の熱源により加熱され、前記第１の熱源および前記第２の熱源と長手方向が平行に配置された定着部とを備え、前記定着部の長手方向における中央部の温度を計測する温度検出部と、第１の閾値を記憶する温度設定部と、前記温度検出部で計測した温度が前記第１の閾値に達したとき、前記第１の熱源による加熱から前記第２の熱源による加熱に切り替えて前記定着部の予熱を行う定着制御部とを設けたことを特徴とする。 Therefore, according to the present invention, in an image forming apparatus having a fixing unit that thermally fixes a developer on a medium, the first heat source in which the output at the center in the longitudinal direction is higher than the output at both ends, and the both ends in the longitudinal direction. Fixing in which the second heat source whose output is higher than the output of the central portion, the first heat source and the second heat source are heated, and the first heat source and the second heat source are arranged in parallel in the longitudinal direction. A temperature detection unit that measures the temperature of the central part in the longitudinal direction of the fixing unit, a temperature setting unit that stores a first threshold value, and the temperature measured by the temperature detection unit is the first threshold value And a fixing controller that preheats the fixing unit by switching from heating by the first heat source to heating by the second heat source.
このようにした本発明は、定着部に備えた複数の熱源のピーク消費電力を小さくすることができるという効果が得られる。 According to the present invention as described above, the effect of reducing the peak power consumption of the plurality of heat sources provided in the fixing unit is obtained.
以下、図面を参照して本発明による画像形成装置の実施例を説明する。 Embodiments of an image forming apparatus according to the present invention will be described below with reference to the drawings.
図２は第１の実施例における画像形成装置の構成を示す概略側断面図である。
図２において、１はトナー等の現像剤を熱で溶融して記録媒体上に熱定着させる熱定着器を有する画像形成装置としての印刷装置である。２は印刷する前の記録媒体であり、３は記録媒体２を収納する媒体カセットであり、４は印刷装置１で印刷され排出された記録媒体である。
FIG. 2 is a schematic sectional side view showing the configuration of the image forming apparatus in the first embodiment.
In FIG. 2,
１０は像担持体に現像剤像を形成する電子写真プロセスユニットであり、カラー印刷装置の場合、プロセスの色毎（シアン色、イエロー色、マゼンタ色、ブラック色）に分けられ、モノクロ印刷装置の場合、ブラック色のみで構成されている。本実施例では、電子写真プロセスユニット１０は、ブラック色の電子写真プロセスユニット１０とする。
10 is an electrophotographic process unit for forming a developer image on an image carrier. In the case of a color printing apparatus, the process is divided into process colors (cyan, yellow, magenta, and black). In this case, it is composed only of black color. In this embodiment, the
２０は転写ローラであり、電子写真プロセスユニット１０に対向して配置されている。この転写ローラ２０と電子写真プロセスユニット１０とを合わせてプロセスユニット２５と呼ぶこととする。
電子写真プロセスユニット１０と転写ローラ２０との間を記録媒体２が通過しているとき、記録媒体２にトナーなどに代表される現像剤が電子写真プロセスユニット１０の像担持体から記録媒体２に転写される。
A
When the
３０は記録媒体２に転写された現像剤を熱と圧力で記録媒体２に定着させる定着ユニット（定着器）であり、加圧部としての加圧ローラ４５と、定着部としての定着ローラ４６と、温度検出素子３１と、温度検出素子３２とを有している。
加圧ローラ４５と定着ローラ４６とは、互いに外周面を当接させて回転可能に配設され、また温度検出素子３１、３２はサーミスタに代表される温度検出素子で構成され、定着ローラ４６の表面の温度を計測するため定着ローラ４６の表面の近傍に配設されている。
The
４０は媒体カセット３から記録媒体２を引き出すためのピックアップローラであり、４１および４２は互いに外周面を当接させて配設されたレジストローラである。また、４３および４４も互いに外周面を当接させて配設された搬送ローラであり、４７および４８も互いに外周面を当接させて配設された排出ローラである。このレジストローラ４１、４２と、搬送ローラ４３、４４と、排出ローラ４７、４８とにより記録媒体２を挟持して搬送する。
５０、５１、５２は記録媒体２の通過を検知する媒体通過センサであり、記録媒体２が通過するたびに機械的に動作するセンサである。
ピックアップローラ４０で引き出された記録媒体２は、搬送方向を示す矢印６０、矢印６１、矢印６２、矢印６３、矢印６４、矢印６５の順に搬送され、プロセスユニット２５において現像剤像が転写され、定着ユニット３０において転写された現像剤が定着されて装置外へ排出される。
The
次に、定着ユニットの構成を図３の第１の実施例における定着ユニットの構成を示す断面図、図４の第１の実施例における定着ローラの構成を示す断面図、図５の第１の実施例における加圧ローラの構成を示す断面図に基づいて説明する。 Next, the configuration of the fixing unit is a sectional view showing the configuration of the fixing unit in the first embodiment of FIG. 3, the sectional view showing the configuration of the fixing roller in the first embodiment of FIG. 4, and the first of FIG. A description will be given based on a cross-sectional view showing the configuration of the pressure roller in the embodiment.
図３において、定着ユニット３０は、定着ローラ４６と、加圧ローラ４５とにより構成されている。定着ローラ４６は、回転可能に構成され、内部にハロゲンランプに代表される第１の熱源としてのヒータ７０および第２の熱源としてのヒータ７１が配設され、加圧ローラ４５は、回転可能に構成され、定着ローラ４６の外周面と外周面が当接するように配設されている。
In FIG. 3, the
定着ローラ４６および加圧ローラ４５は、図中矢印Ａが示す方向に回転することにより、現像剤１２３が転写された記録媒体２を加熱および加圧しながら図中矢印Ｂが示す方向へ搬送する。
The
温度検出素子３１は定着ローラ４６の外周表面に接触するように配設されていても良く、図示したように間隙を保持して配設されていても良い。温度検出素子３２は温度検出素子３１が定着ローラ４６の外周表面に非接触で配置されているとき、つまり定着ローラ４６の外周表面との間に所定の間隙を保持して配置されているとき、定着ローラ４６の雰囲気温度や温度検出素子３１の温度を検出するために温度検出素子３１の近傍に配設されている。
The
図４において、定着ローラ４６は、回転軸に平行して配設された長尺のヒータ７０およびヒータ７１を中空の芯金８０の内側に内蔵し、そのヒータ７０およびヒータ７１が発する熱により加熱される。定着ローラ４６の芯金８０の外周表面にゴム８１が接着されており、芯金８０には鉄に代表される材料が用いられ、その厚さＴＨ１は０．５ｍｍとするが、それよりも薄くする場合はその材料より剛性が大きい材料を選択するようにしても良い。
In FIG. 4, the
ゴム８１はシリコン系のゴム材が用いられ、その厚さＴＨ２は０．８ｍｍである。なお、ゴム８１に用いられるゴム材は耐熱弾性体であればシリコン系ゴムに限定されるものではない。また、ゴム８１そのものを排除し、芯金８０の外周表面に直接コーティングのみが施されたものであっても良い。例えば、フッ素コーティング（ＰＦＡコーティング）でコーティングの厚さが０．０２ｍｍ程度のものであっても良い。この芯金８０の厚さＴＨ１とゴム８１の厚さＴＨ２は薄いほうが熱容量としては少なくなるため、できる限り薄いほうが好ましい。また、定着ローラ４６の直径は、２７ｍｍ程度のものとする。
The
図５において、加圧ローラ４５は、芯金８２の外周表面にゴム８３が接着されている。芯金８２には鉄に代表される材料が用いられ、その厚さＴＨ３は０．５ｍｍとするが、それよりも薄くする場合はその材料より剛性が大きい材料を選択するようにしても良い。
In FIG. 5, the
ゴム８３はシリコン系のゴム材が用いられ、その厚さＴＨ４は０．８ｍｍである。なお、ゴム８３に用いられるゴム材は耐熱弾性体であればシリコン系ゴムに限定されるものではなく、連続発泡シリコンスポンジであっても良い。また、定着ローラ４６と同様に、芯金８２の厚さＴＨ３とゴム８３の厚さＴＨ４は薄いほうが熱容量としては少なくなるため、できる限り薄いほうが好ましい。また、加圧ローラ４５の直径は、２８ｍｍ程度のものとする。
The
図６は、図３に示すヒータ７０およびヒータ７１の配光分布を示したグラフであり、図６（ａ）はヒータ７０の配光分布を示し、図６（ｂ）はヒータ７１の配光分布を示している。図６（ａ）および図６（ｂ）の横軸はヒータの長手方向の長さ、縦軸はヒータ（ハロゲンランプ）の光強度を表している。光強度の分布は配光とも呼ばれ、ヒータに通電された場合には、この配光は配熱とも言い換えることができ、定着ローラ４６の長手方向の温度分布に影響を与えるものである。
6 is a graph showing the light distribution of the
図６（ａ）において、ヒータ７０は中央部の光強度を“１”とすると両端部の光強度は中央部の０．８倍であり、両端部の配熱が中央部の配熱より低いヒータ、すなわち中央部の出力が両端部の出力より高いヒータ（第１の熱源）である。
一方、図６（ｂ）において、ヒータ７１は中央部の光強度を“１”とすると両端部の光強度は中央部の１．６倍であり、両端部の配熱が中央部の配熱より高いヒータ、すなわち両端部の出力が中央部の出力より高いヒータ（第２の熱源）である。
In FIG. 6A, when the light intensity at the center of the
On the other hand, in FIG. 6B, when the light intensity at the center of the
したがって、ヒータ７０は定着ローラ４６の中央部を加熱し、ヒータ７１は定着ローラ４６の両端部を加熱する。
ヒータ７０およびヒータ７１の出力は、（ヒータ７０の出力）＞（ヒータ７１の出力）の関係を有し、本実施例では、ヒータ７０の出力は８００Ｗ、ヒータ７１の出力は４００Ｗとする。
Accordingly, the
The outputs of the
図７は第１の実施例における温度検出素子の配置の説明図である。
図７において、温度検出素子３１、３２は、定着ローラ４６の長手方向における中心線４６ａ上の中央部に配設され、定着ローラ４６と図示しない加圧ローラとの間を記録媒体２が通過する場合に、記録媒体２の中央部が通過する定着ローラ４６の長手方向における中心部の表面温度を検出できるようになっている。なお、記録媒体２は、記録媒体２の中心線と定着ローラ４６の中心線４６ａが一致するように搬送され、図７では、紙幅が１０５ｍｍのＡ６判の記録媒体２を搬送している様子を示している。
FIG. 7 is an explanatory diagram of the arrangement of the temperature detection elements in the first embodiment.
In FIG. 7, the
次に、画像形成装置の制御構成を図１の第１の実施例における画像形成装置の制御構成を示すブロック図に基づいて説明する。
図１において、制御部１０６は、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）等で構成され、用紙搬送制御部１１４と、温度制御部１１８と、インターフェース部１５０と、パネル制御部１６０とを制御し、印刷装置１全体の動作を制御する。また制御部１０６は、メモリ等で構成された記憶部１０７を包含し、用紙搬送制御部１１４、温度制御部１１８、インターフェース部１５０およびパネル制御部１６０から通知された情報を必要に応じて記憶部１０７に記憶させることができ、また記憶部１０７に記憶させた情報を読み出すことができる。
Next, the control configuration of the image forming apparatus will be described based on the block diagram showing the control configuration of the image forming apparatus in the first embodiment of FIG.
In FIG. 1, the
温度制御部１１８は、温度検出素子３１が接続された温度検出部１１５および温度検出素子３２が接続された温度検出部１１６において検出された定着ローラの長手方向における中央部の温度に基づき、温度設定部１１７が設定した温度を基準として電源部１１２へヒータ制御信号を出力する。
The
温度設定部１１７は、制御目標温度Ｔｇと、ウォームアップ終了温度（Ｔｇ−Ｔｐ）と、ヒータ７０およびヒータ７１への通電制御を切り替える第１の閾値としての通電切替温度（Ｔｇ−Ｔｄｃ）を設定する。温度設定部１１７は、図示しないセンサ等により検知した記録媒体の材質や厚さ等に基づいて制御目標温度Ｔｇを設定し、その後ウォームアップ終了温度（Ｔｇ−Ｔｐ）および通電切替温度（Ｔｇ−Ｔｄｃ）を算出して設定するものとする。なお、ＴｐおよびＴｄｃはともに０℃以上とする。
The temperature setting unit 117 sets a control target temperature Tg, a warm-up end temperature (Tg−Tp), and an energization switching temperature (Tg−Tdc) as a first threshold value for switching energization control to the
ここで、ウォームアップとは、定着ローラ４６の長手方向における中央部の温度が所定の温度を超えるまでヒータ７０およびヒータ７１で定着ローラ４６を予熱する動作をいい、ウォームアップ終了温度とは、ウォームアップを終了させるための前記の所定の温度をいう。
Here, the warm-up refers to an operation in which the fixing
モード選択部１１９は、通常制御（非排他）モードと排他制御（排他）モードのいずれかを選択する。通常モードとは、電源部１１２からヒータ７０およびヒータ７１の両方へ同時に通電を許可する非排他モードであり、排他制御モードとは、電源部１１２からヒータ７０またはヒータ７１のいずれか一方へ排他的に通電を許可する排他モードである。
The
温度検出部１１５は、温度検出素子３１の出力から定着ローラの温度を検出し、その温度情報を温度制御部１１８へ出力し、温度検出部１１６は、温度検出素子３２の出力から定着ローラの雰囲気温度や温度検出素子３１の温度を検出し、その温度情報を温度制御部１１８へ出力する。
The
電源部１１２は、温度制御部１１８からヒータ制御信号を受信し、このヒータ制御信号に基づいて商用ＡＣ電源２００から供給される電力をヒータ７０とヒータ７１に対して供給するものである。
The
用紙搬送制御部１１４は、制御部１０６から用紙搬送信号を受信し、モータ駆動制御部１１３に駆動信号を出力する。また、媒体通過センサ（書込センサ）５１、媒体通過センサ（排出センサ）５２から得る用紙位置情報からモータを駆動およびその駆動を停止する信号をモータ制御部１１３に出力する。
The paper
定着部回転機構１７３は、図２に示す定着ユニット３０の加圧ローラ４５および定着ローラ４６に接続され、用紙搬送機構１７４は、図２に示すピックアップローラ４０、レジストローラ４１、４２、搬送ローラ４３、４４、および排出ローラ４７、４８に接続され、モータ駆動制御部１１３から出力される駆動信号にしたがって記録媒体を搬送する方向へ各ローラを回転させる。
The fixing
媒体通過センサ（排出センサ）５２は、記録媒体の通過を用紙搬送制御部１１４へ知らせるセンサであり、媒体通過センサ（書込センサ）５１は、記録媒体の先端が図２に示すプロセスユニット２５の直前を通過したことを用紙搬送制御部１１４へ知らせるセンサである。
The medium passage sensor (discharge sensor) 52 is a sensor for informing the sheet
パネル制御部１６０は、ユーザの入力操作を受け付けるボタンやスイッチ、タッチパネル等の入力装置で構成されたパネル部１６１から入力操作情報を入力し、その入力操作情報を制御部１０６へ通知する。また、パネル制御部１６０は、液晶ディスプレイやＬＥＤ（Ｌｉｇｈｔ Ｅｍｉｔｔｉｎｇ Ｄｉｏｄｅ）等の出力装置で構成された表示部１６２に対してユーザが入力した情報を基に表示情報を送信し、ユーザの操作の誘導等を行う文字や図等の情報を表示させる。
The
インターフェース部１５０は、有線ＬＡＮ（Ｌｏｃａｌ Ａｒｅａ Ｎｅｔｗｏｒｋ）や無線ＬＡＮ、ＵＳＢ（Ｕｎｉｖｅｒｓａｌ Ｓｅｒｉａｌ Ｂｕｓ）、セントロニクスインターフェース等の通信回線で接続された上位装置としてのホストコンピュータ１５１から印刷を指示する印刷情報を受信し、その印刷情報を制御部１０６へ通知する。また、インターフェース部１５０は、制御部１０６から受けた送信指示にしたがってホストコンピュータ１５１へ情報を送信する。
このように構成された印刷装置１は、記憶部１０７に記憶された制御プログラム（ソフトウェア）に基づいて制御部１０６により装置全体の動作が制御される。
The
In the
上述した構成の作用を図８の第１の実施例における予熱制御処理の流れを示すフローチャートおよび図９の第１の実施例における予熱制御のタイムチャートに基づいて図１および図２を参照しながら説明する。
まず、図９について説明する。
Referring to FIGS. 1 and 2 based on the flowchart of the preheating control process in the first embodiment of FIG. 8 and the time chart of the preheating control in the first embodiment of FIG. explain.
First, FIG. 9 will be described.
図９の上部のグラフにおいて、横軸は時間ｔの経過を表し、また縦軸は温度を表し、定着ローラ４６の中央部温度および両端部温度、ならびに加圧ローラ４５の温度の変化を表している。また、図９の下部の横軸も時間ｔの経過を表し、図９の下部の縦軸は定着ローラ４６の回転／停止、ヒータ７０およびヒータ７１のＯＮ（通電）／ＯＦＦ（非通電）、媒体通過センサ（書込センサ）５１の出力（ＯＮ：記録媒体検知有り／ＯＦＦ：記録媒体検知なし）、媒体通過センサ（排出センサ）５２の出力（ＯＮ：記録媒体検知有り／ＯＦＦ：記録媒体検知なし）、制御種別（ウォームアップ／印刷）を表している。
In the upper graph of FIG. 9, the horizontal axis represents the passage of time t, the vertical axis represents the temperature, and the temperature at the center and both ends of the fixing
時間ｔ０〜ｔ１の区間は、上位装置からの印刷指示を待機し、温度制御部１１８はヒータ７０およびヒータ７１へ通電していない状態であり、定着ローラ４６がヒータ７０およびヒータ７１への通電により一旦加熱された後、ヒータ７０およびヒータ７１への通電が停止され、定着ローラ４６が放熱している状態を示している。
During the period from time t0 to t1, the printing instruction from the host device is waited, the
また、Ｔｇは制御目標温度であり、定着ローラ４６の目標温度を示し、Ｔｇ−Ｔｐは定着ローラ４６のウォームアップ終了温度を示し、Ｔｇ−Ｔｄｃはヒータ７０からヒータ７１への通電切替温度を示している。これらの温度Ｔｇ、（Ｔｇ−Ｔｐ）、（Ｔｇ−Ｔｄｃ）は温度設定部１１７が設定する温度であり、温度Ｔｐおよび温度Ｔｄｃは０℃以上の所定の固定値である。本実施例では、温度Ｔｐは７℃、温度Ｔｄｃは１５℃である。なお、制御目標温度Ｔｇは、記録媒体の材質や厚さによって変るものであり、例えば１７０℃とする。
Tg is a control target temperature, which indicates the target temperature of the fixing
ここで、中央部温度とは、定着ローラ４６の長手方向における中央部の温度であり、温度検出素子３１および温度検出素子３２は定着ローラ４６に非接触で配設されているため、温度検出素子３１および温度検出素子３２で検出した温度を所定の計算式で算出した結果の値を定着ローラ４６の中央部の温度として扱う。
Here, the central portion temperature is the temperature of the central portion in the longitudinal direction of the fixing
中央部温度をＴｃ、温度検出素子３１で検出した温度をＴｎｃ、温度検出素子３２で検出した温度をＴａｍｂ、ＡおよびＢを定数とした場合、その計算式は、
Ｔｃ＝Ａ×（Ｔｎｃ−Ｔａｍｂ）＋Ｂ×Ｔａｍｂ
となる。
When the central temperature is Tc, the temperature detected by the
Tc = A × (Tnc−Tamb) + B × Tamb
It becomes.
両端部温度とは、定着ローラ４６の長手方向における両端部の外周表面温度であり、温度検出素子が配設されていない定着ローラ４６の両端部の温度であり、加圧ローラ温度とは、温度検出素子が配設されていない加圧ローラ４５の外周表面温度である。なお、両端部温度および加圧ローラ温度は、温度測定装置等により測定したものである。
The temperature at both ends is the temperature of the outer peripheral surface of both ends in the longitudinal direction of the fixing
次に、印刷装置が行う予熱制御処理を図８にＳで表すステップにしたがって図１、図２および図９を参照しながら説明する。
Ｓ１０１：制御部１０６は、ホストコンピュータ１５１からインターフェース部１５０を介して印刷データを受信したか否かの判定を行い、受信していないと判定すると処理をＳ１０２へ移行し、受信したと判定すると処理をＳ１０３へ移行する。
Next, the preheating control process performed by the printing apparatus will be described according to the steps represented by S in FIG. 8 with reference to FIGS.
S101: The
Ｓ１０２：制御部１０６が印刷データを受信していないと判定すると、その制御部１０６の指示により温度制御部１１８は電源部１１２に対してヒータ７０およびヒータ７１へ通電するための信号の出力を停止（ＯＦＦ）、処理をＳ１０１へ移行する。
S102: When the
Ｓ１０３：制御部１０６が印刷データを受信したと判定すると、その制御部１０６の指示により温度制御部１１８の温度設定部１１７はウォームアップ終了温度（Ｔｇ−Ｔｐ）および通電切替温度（Ｔｇ−Ｔｄｃ）を設定し、温度制御部１１８は温度設定部１１７からウォームアップ終了温度（Ｔｇ−Ｔｐ）および通電切替温度（Ｔｇ−Ｔｄｃ）を読み出す。
S103: When the
Ｓ１０４：温度制御部１１８のモード選択部１１９は、通常制御モードと排他制御モードのいずれかを選択する。なお、これらのモードは、パネル部１６１、表示部１６２、パネル制御部１６０によって予め入力されているものであり、例えばユーザが表示部１６２の表示にしたがってパネル部１６１の操作ボタン等を押下することにより、選択されるものである。
通常制御モードが選択されている場合は、処理をＳ１０５へ移行し、排他制御モードが選択されている場合は、処理をＳ１０７へ移行する。
S104: The
If the normal control mode is selected, the process proceeds to S105, and if the exclusive control mode is selected, the process proceeds to S107.
Ｓ１０５：通常制御モードが選択されている場合、温度制御部１１８は、ヒータ７０およびヒータ７１の両方のヒータを通電するように電源部１１２を制御し、定着ローラ４６のウォームアップを開始する。
Ｓ１０６：温度制御部１１８は、定着ローラ４６の中央部温度がウォームアップ終了温度（Ｔｇ−Ｔｐ）を超えたか否かを判定し、超えたと判定すると処理をＳ１１１へ移行し、超えていないと判定すると処理をＳ１０５へ移行してウォームアップを継続する。
S105: When the normal control mode is selected, the
S106: The
Ｓ１０７：一方、Ｓ１０４において排他制御モードが選択されている場合、ウォームアップ開始時に、温度制御部１１８は、定着ローラ４６の中央部温度が通電切替温度（Ｔｇ−Ｔｄｃ）以上であるか否かを判定し、定着ローラ４６の中央部温度が通電切替温度（Ｔｇ−Ｔｄｃ）以上であると判定すると処理をＳ１０９へ移行し、通電切替温度（Ｔｇ−Ｔｄｃ）未満であると判定すると処理をＳ１０８へ移行する。
S107: On the other hand, when the exclusive control mode is selected in S104, at the start of warm-up, the
Ｓ１０８：ウォームアップ開始時に、定着ローラ４６の中央部温度が通電切替温度（Ｔｇ−Ｔｄｃ）未満であると判定した温度制御部１１８は、ヒータ７０のみに通電するように電源部１１２を制御し、ヒータ７０のみで定着ローラ４６を加熱してウォームアップを行い、処理をＳ１０７へ移行して定着ローラ４６の中央部温度が通電切替温度（Ｔｇ−Ｔｄｃ）以上になるまでヒータ７０のみで定着ローラ４６を加熱するウォームアップを継続する。
S108: At the start of warm-up, the
このように、定着制御部１１８は、予熱開始時に、温度検出部１１５、１１６で計測した温度が第１の閾値としての通電切替温度（Ｔｇ−Ｔｄｃ）未満である判定したとき、第１の熱源としてのヒータ７０により定着ローラ４６の予熱を開始する。
As described above, when the fixing
Ｓ１０９：Ｓ１０７において、定着ローラ４６の中央部温度が通電切替温度（Ｔｇ−Ｔｄｃ）以上であると判定した温度制御部１１８は、ヒータ７１のみに通電するように電源部１１２を制御し、ヒータ７１のみで定着ローラ４６を加熱してウォームアップを行う。すなわち、温度制御部１１８は、温度検出部１１５、１１６で計測した定着ローラ４６の中央部の温度が第１の閾値としての通電切替温度（Ｔｇ−Ｔｄｃ）に達したとき、第１の熱源としてのヒータ７０による加熱から第２の熱源としてのヒータ７１による加熱に切り替えて定着ローラ４６の予熱を行う。
S109: In S107, the
なお、ウォームアップ開始時に、定着ローラ４６の中央部温度が通電切替温度（Ｔｇ−Ｔｄｃ）以上であると判定した温度制御部１１８は、ヒータ７１のみに通電するように電源部１１２を制御し、ヒータ７１のみで定着ローラ４６を加熱してウォームアップを開始する。
When the warm-up is started, the
ここで、定着ローラ４６および加圧ローラ４５の外周表面の温度の推移をグラフにすると図９に示すようになる。
図９において、時間ｔ１〜ｔ２の区間では、定着ローラ４６の中央部温度は通電切替温度（Ｔｇ−Ｔｄｃ）より低いため、ヒータ７０のみが通電（ＯＮ）されて定着ローラ４６がヒータ７０により加熱される。時間ｔ１のタイミングでは、定着ローラ４６の両端部温度は、中央部温度よりも低い。これは、定着ローラ４６の両端部の放熱の方が、中央部の放熱よりも大きいためである。
Here, when the transition of the temperature of the outer peripheral surface of the fixing
In FIG. 9, in the section from time t <b> 1 to t <b> 2, the center temperature of the fixing
時間ｔ１〜ｔ２の区間でヒータ７０を通電（ＯＮ）しても、図６（ａ）で説明したヒータ７０の配光分布によれば両端部の配光が中央部に比べて低いため、両端部温度が中央部温度より高温になることはない。
Even if the
次に、時間ｔ２〜ｔ３の区間では、加熱された定着ローラ４６の中央部温度は通電切替温度（Ｔｇ−Ｔｄｃ）に到達したため、ヒータ７１が通電（ＯＮ）されると同時にヒータ７０の通電が停止（ＯＦＦ）される。このとき、ヒータ７１の配光は図６（ｂ）に示したように両端部の配光が中央部に比べて高いため、両端部温度は中央部温度に比べて短時間で上昇する。
Next, in the section from time t2 to t3, the central temperature of the
Ｓ１１０：温度制御部１１８は、定着ローラ４６の中央部温度がウォームアップ終了温度（Ｔｇ−Ｔｐ）を超えたか否かを判定し、超えたと判定すると処理をＳ１１１へ移行し、超えていないと判定すると処理をＳ１０９へ移行してヒータ７１のみで定着ローラ４６を加熱するウォームアップを継続する。
S110: The
Ｓ１１１：定着ローラ４６の中央部温度がウォームアップ終了温度（Ｔｇ−Ｔｐ）を超えたと判定した温度制御部１１８は、ヒータ７１（およびヒータ７０）の通電を停止して定着ローラ４６のウォームアップを終了する。
S111: The
図９の時間ｔ３のタイミングで定着ローラ４６の中央部温度はウォームアップ終了温度（Ｔｇ−Ｔｐ）に到達したため、ウォームアップを終了する。この時間ｔ３のタイミングでは、定着ローラ４６の両端部温度が中央部温度より高くなっている。これは、温度制御部１１８が、ヒータ７１のみを通電（ＯＮ）するように電源部１１２を制御した結果、ウォームアップ終了のタイミングでは両端部温度が中央部温度よりも高くなることがある。
Since the central portion temperature of the fixing
このように、中央部の出力が両端部の出力より大きいヒータ７０で定着ローラ４６を加熱した後、両端部の出力が中央部の出力より大きいヒータ７１で定着ローラ４６を加熱してウォームアップを行うようにしたことにより、放熱し易い定着ローラ４６の両端部を十分加熱することができ、定着ローラ４６の長手方向の温度のバランスを確保することができる。
In this way, after the fixing
Ｓ１１２：定着ローラ４６のウォームアップを終了した温度制御部１１８は、ヒータ７０のみを通電するように電源部１１２を制御し、ヒータ７０のみにより定着ローラ４６を加熱する。
S112: The
Ｓ１１３：制御部１０６は、用紙搬送制御部１１４にモータ駆動制御部１１３が駆動を開始するように信号を出力し、モータ駆動制御部１１３は定着部回転機構１７３および用紙搬送機構１７４が動作するように制御信号を出力することにより、定着ローラ４６やピックアップローラ４０、レジストローラ４１、４２、搬送ローラ４３、４４、および排出ローラ４７、４８が回転する。また、用紙搬送制御部１１４は、媒体通過センサ（書込センサ）５１、媒体通過センサ（排出センサ）５２の記録媒体の検知状態を監視しながら記録媒体の通紙を開始する。
S113: The
図９では、上記Ｓ１１１〜Ｓ１１３を時間ｔ３以降で示している。定着ローラ４６が時間ｔ３のタイミングで回転を開始し、加圧ローラ４５の外周表面の温度が上昇する。これは、定着ローラ４６が回転することにより、定着ローラ４６の外周表面の熱が加熱ローラ４５の外周表面に奪われるためである。なお、熱が奪われた定着ローラ４６の中央部温度および両端部温度は低下する。
In FIG. 9, S111 to S113 are shown after time t3. The fixing
時間ｔ３以降は、定着ローラ４６のウォームアップは終了しているため、印刷の制御となる。この印刷の制御においては、温度制御部１１８は電源部１１２に対して制御信号を出力し、定着ローラ４６の中央部温度が制御目標温度Ｔｇに近づくようにヒータ７０のみを通電（ＯＮ）する。
After time t3, since the warm-up of the fixing
印刷制御における通紙は、定着ローラ４６が時間ｔ３のタイミングで回転した時点から開始される。搬送制御部１１４は、モータ駆動制御部１１３を介して所定の間隔を保持して記録媒体が通紙されるように、定着部回転機構１７３および用紙搬送機構１７４を制御して定着ローラ４６やピックアップローラ４０、レジストローラ４１、４２、搬送ローラ４３、４４、および排出ローラ４７、４８を回転させる。
The sheet passing in the printing control is started when the fixing
このように、温度制御部１１８は、温度検出部１１５、１１６で計測した定着ローラ４６の中央部の温度が第１の閾値としての通電切替温度（Ｔｇ−Ｔｄｃ）に達したとき、第１の熱源としてのヒータ７０による加熱から第２の熱源としてのヒータ７１による加熱に切り替えて定着ローラ４６の予熱を行い、複数あるヒータ（ヒータ７０、７１）のうち、ひとつのヒータのみに通電するようにしたことにより、複数のヒータに同時に通電する場合と比較してピーク消費電力を抑えることができる。
As described above, when the temperature of the central portion of the fixing
以上説明したように、第１の実施例では、複数あるヒータのうち、ひとつのヒータのみに通電するようにしたことにより、複数のヒータに同時に通電する場合と比較してピーク消費電力を抑えることができるという効果が得られる。 As described above, in the first embodiment, by energizing only one heater among a plurality of heaters, peak power consumption can be suppressed as compared with the case where a plurality of heaters are energized simultaneously. The effect of being able to be obtained.
また、中央部の出力が両端部の出力より大きいヒータで定着ローラを加熱した後、両端部の出力が中央部の出力より大きいヒータで定着ローラを加熱してウォームアップを行うようにしたことにより、放熱し易い定着ローラの両端部を十分加熱することができ、ウォームアップ終了時点における定着ローラの長手方向の温度の均衡を確保することができるという効果が得られる。 Also, after heating the fixing roller with a heater whose output at the center is larger than the output at both ends, the fixing roller is heated with a heater whose output at both ends is larger than the output at the center. Thus, it is possible to sufficiently heat both ends of the fixing roller that easily dissipates heat, and to obtain an effect that the balance of the temperature in the longitudinal direction of the fixing roller at the end of the warm-up can be ensured.
第２の実施例の構成は、図１に示す第１の実施例の構成における温度設定部１１７が設定する制御目標温度Ｔｇと、ウォームアップ終了温度（Ｔｇ−Ｔｐ）と、ヒータ７０およびヒータ７１への通電制御を切り替える閾値としての通電切替温度（Ｔｇ−Ｔｄｃ）とに加え、ホットスタート／コールドスタート切替温度（Ｔｇ−Ｔｈｓ）と、定着ローラ回転温度（Ｔｇ−Ｔｒ）とを設定可能な構成にしたものである。 The configuration of the second embodiment includes a control target temperature Tg, a warm-up end temperature (Tg−Tp) set by the temperature setting unit 117 in the configuration of the first embodiment shown in FIG. Configuration in which hot start / cold start switching temperature (Tg-Ths) and fixing roller rotation temperature (Tg-Tr) can be set in addition to the energization switching temperature (Tg-Tdc) as a threshold for switching the energization control to It is a thing.
第２の実施例の構成を図１に基づいて説明する。なお、上述した第１の実施例と同様の部分は、同一の符号を付してその説明を省略する。 The configuration of the second embodiment will be described with reference to FIG. Note that parts similar to those of the first embodiment described above are denoted by the same reference numerals and description thereof is omitted.
図１において、温度設定部１１７は、制御目標温度Ｔｇと、ウォームアップ終了温度（Ｔｇ−Ｔｐ）と、ヒータ７０およびヒータ７１への通電制御を切り替える第１の閾値としての通電切替温度（Ｔｇ−Ｔｄｃ）を設定する。温度設定部１１７は、図示しないセンサ等により検知した記録媒体の材質や厚さ等に基づいて制御目標温度Ｔｇを設定し、その後ウォームアップ終了温度（Ｔｇ−Ｔｐ）および通電切替温度（Ｔｇ−Ｔｄｃ）を算出して設定するものとする。なお、ＴｐおよびＴｄｃはともに０℃以上であり、本実施例では、温度Ｔｐは７℃、温度Ｔｄｃは１５℃とする。
In FIG. 1, the temperature setting unit 117 includes a control target temperature Tg, a warm-up end temperature (Tg−Tp), and an energization switching temperature (Tg−) as a first threshold for switching energization control to the
また、温度設定部１１７は、第２の閾値としてのホットスタート／コールドスタート切替温度（Ｔｇ−Ｔｈｓ）と、第３の閾値としての定着ローラ回転温度（Ｔｇ−Ｔｒ）とを算出して設定する。 The temperature setting unit 117 calculates and sets the hot start / cold start switching temperature (Tg−Ths) as the second threshold and the fixing roller rotation temperature (Tg−Tr) as the third threshold. .
ホットスタート／コールドスタート切替温度（Ｔｇ−Ｔｈｓ）は、定着ローラが、所定の温度に達して温まっている状態であることと、所定の温度未満であり冷えている状態であることとを判別するための閾値である。ここでＴｈｓは０℃以上の値であり、本実施例では、２０℃とする。したがって、ホットスタート／コールドスタート切替温度（Ｔｇ−Ｔｈｓ）は、通電切替温度（Ｔｇ−Ｔｄｃ）より小さい値となっている。 The hot start / cold start switching temperature (Tg-Ths) determines whether the fixing roller reaches a predetermined temperature and is warmed, and whether the fixing roller is below a predetermined temperature and is cooled. It is a threshold for. Here, Ths is a value of 0 ° C. or more, and in this embodiment, it is set to 20 ° C. Therefore, the hot start / cold start switching temperature (Tg−Ths) is smaller than the energization switching temperature (Tg−Tdc).
温度制御部１１８は、定着ローラのウォームアップ開始時点において、温度検出部１１５、１１６により検出した中央部温度がホットスタート／コールドスタート切替温度（Ｔｇ−Ｔｈｓ）以上のとき、ホットスタートと判定し、中央部温度がホットスタート／コールドスタート切替温度（Ｔｇ−Ｔｈｓ）未満のとき、コールドスタートと判定する。
The
定着ローラ回転温度（Ｔｇ−Ｔｒ）は、定着ローラのウォームアップ開始時点で温度制御部１１８がコールドスタートと判定した場合において、定着ローラの回転の要否を判別するための閾値である。ここでＴｒは０℃以上の値であり、本実施例では、１０℃とする。
The fixing roller rotation temperature (Tg−Tr) is a threshold value for determining whether or not the fixing roller needs to be rotated when the
温度制御部１１８は、温度検出部１１５、１１６により検出した中央部温度が定着ローラ回転温度（Ｔｇ−Ｔｒ）以上のとき、定着ローラの回転が必要と判定し、中央部温度が定着ローラ回転温度（Ｔｇ−Ｔｒ）未満のとき、定着ローラの回転が不要と判定する。
定着ローラの回転が必要であると判定されると、用紙搬送制御部１１４は、制御部１０６の指示によりモータ駆動制御部１１３を介して定着部回転機構１７３を動作させ、定着ローラを回転させる。
When the central temperature detected by the
If it is determined that the fixing roller needs to be rotated, the sheet
上述した構成の作用を図１０の第２の実施例における予熱制御処理の流れを示すフローチャート、図１１の第２の実施例におけるホットスタート時の予熱制御のタイムチャートおよび図１２の第２の実施例におけるコールドスタート時の予熱制御のタイムチャートに基づいて図１および図２を参照しながら説明する。 The operation of the above-described configuration is a flowchart showing the flow of preheating control processing in the second embodiment of FIG. 10, the time chart of preheating control at the time of hot start in the second embodiment of FIG. 11, and the second embodiment of FIG. Based on the time chart of the preheating control at the time of cold start in an example, it demonstrates, referring FIG. 1 and FIG.
まず、図１１について説明する。
図１１の上部のグラフにおいて、横軸は時間ｔの経過を表し、また縦軸は温度を表し、定着ローラ４６の中央部温度および両端部温度、ならびに加圧ローラ４５の温度の変化を表している。また、図１１の下部の横軸も時間ｔの経過を表し、図１１の下部の縦軸は定着ローラ４６の回転／停止、ヒータ７０およびヒータ７１のＯＮ（通電）／ＯＦＦ（非通電）、媒体通過センサ（書込センサ）５１の出力（ＯＮ：記録媒体検知有り／ＯＦＦ：記録媒体検知なし）、媒体通過センサ（排出センサ）５２の出力（ＯＮ：記録媒体検知有り／ＯＦＦ：記録媒体検知なし）、制御種別（ウォームアップ／印刷）を表している。
First, FIG. 11 will be described.
In the upper graph of FIG. 11, the horizontal axis represents the passage of time t, the vertical axis represents the temperature, and the temperature at the center and both ends of the fixing
時間ｔ１０〜ｔ１１の区間は、上位装置からの印刷指示を待機し、温度制御部１１８はヒータ７０およびヒータ７１へ通電していない状態であり、定着ローラ４６がヒータ７０およびヒータ７１への通電により一旦加熱された後、ヒータ７０およびヒータ７１への通電が停止され、定着ローラ４６が放熱している状態を示している。
During a period from time t10 to t11, the
また、Ｔｇは制御目標温度であり、定着ローラ４６の目標温度を示し、Ｔｇ−Ｔｐは定着ローラ４６のウォームアップ終了温度を示し、Ｔｇ−Ｔｈｓはホットスタート／コールドスタート切替温度を示している。これらの温度Ｔｇ、（Ｔｇ−Ｔｐ）、（Ｔｇ−Ｔｈｓ）は温度設定部１１７が設定する温度であり、温度Ｔｐおよび温度Ｔｈｓは０℃以上の所定の固定値である。本実施例では、温度Ｔｐは７℃、温度Ｔｈｓは２０℃である。なお、制御目標温度Ｔｇは、記録媒体の材質や厚さによって変るものであり、例えば１７０℃とする。
なお、中央部温度および両端部温度の検出方法は第１の実施例と同様なのでその説明を省略する。
Tg is a control target temperature, indicating the target temperature of the fixing
The method for detecting the center temperature and the temperature at both ends is the same as that in the first embodiment, and a description thereof will be omitted.
次に、印刷装置が行う予熱制御処理を図１０にＳで表すステップにしたがって図１、図２および図１１を参照しながら説明する。
Ｓ２０１、Ｓ２０２：図８におけるＳ１０１、Ｓ１０２と同様なのでその説明を省略する。
Ｓ２０３：制御部１０６が印刷データを受信したと判定すると、その制御部１０６の指示により温度制御部１１８の温度設定部１１７はウォームアップ終了温度（Ｔｇ−Ｔｐ）を設定し、温度制御部１１８は温度設定部１１７からウォームアップ終了温度（Ｔｇ−Ｔｐ）を読み出す。本実施例では、Ｔｐは７℃である。
Next, the preheating control process performed by the printing apparatus will be described according to the steps represented by S in FIG. 10 with reference to FIGS.
S201, S202: Same as S101, S102 in FIG.
S203: When the
Ｓ２０４：温度制御部１１８のモード選択部１１９は、通常制御モードと排他制御モードのいずれかを選択する。なお、これらのモードは、パネル部１６１、表示部１６２、パネル制御部１６０によって予め入力されているものであり、例えばユーザが表示部１６２の表示にしたがってパネル部１６１の操作ボタン等を押下することにより、選択されるものである。
通常制御モードが選択されている場合は、処理をＳ２０５へ移行し、排他制御モードが選択されている場合は、処理をＳ２０７へ移行する。
S204: The
If the normal control mode is selected, the process proceeds to S205. If the exclusive control mode is selected, the process proceeds to S207.
Ｓ２０５：通常制御モードが選択されている場合、温度制御部１１８は、ヒータ７０およびヒータ７１の両方のヒータを通電するように電源部１１２を制御し、定着ローラ４６のウォームアップを開始する。
Ｓ２０６：温度制御部１１８は、定着ローラ４６の中央部温度がウォームアップ終了温度（Ｔｇ−Ｔｐ）を超えたか否かを判定し、超えたと判定すると処理をＳ２１０へ移行し、超えていないと判定すると処理をＳ２０５へ移行してウォームアップを継続する。
S205: When the normal control mode is selected, the
S206: The
Ｓ２０７：一方、Ｓ２０４において排他制御モードが選択されている場合、温度制御部１１８は、定着ローラ４６の中央部温度がホットスタート／コールドスタート切替温度（Ｔｇ−Ｔｈｓ）以上であるか否かを判定し、定着ローラ４６の中央部温度がホットスタート／コールドスタート切替温度（Ｔｇ−Ｔｈｓ）以上、すなわちホットスタートと判定すると処理をＳ２０８へ移行し、ホットスタート／コールドスタート切替温度（Ｔｇ−Ｔｈｓ）未満、すなわちコールドスタートと判定すると処理をＳ２１３へ移行する。
S207: On the other hand, if the exclusive control mode is selected in S204, the
Ｓ２０８：定着ローラ４６の中央部温度がホットスタート／コールドスタート切替温度（Ｔｇ−Ｔｈｓ）以上、すなわちホットスタートと判定した温度制御部１１８は、ヒータ７１のみに通電するように電源部１１２を制御し、ヒータ７１のみで定着ローラ４６を加熱してウォームアップを行う。
S208: The
ここで、ホットスタート時の予熱制御における定着ローラ４６および加圧ローラ４５の外周表面の温度の推移をグラフにすると図１１に示すようになる。
図１１において、時間ｔ１１のタイミングでは、定着ローラ４６の中央部温度がホットスタート／コールドスタート切替温度（Ｔｇ−Ｔｈｓ）より高いため、ヒータ７１のみが通電（ＯＮ）されて定着ローラ４６がヒータ７１により加熱される。このとき、第１の実施例と同様に、定着ローラ４６の両端部温度は、中央部温度よりも低い。これは、定着ローラ４６の両端部の放熱の方が、中央部の放熱よりも大きいためである。
Here, when the transition of the temperature of the outer peripheral surface of the fixing
In FIG. 11, at the timing of time t <b> 11, since the center temperature of the fixing
時間ｔ１１〜ｔ１２の区間でヒータ７１のみを通電（ＯＮ）し、ヒータ７０は通電を停止（ＯＦＦ）したままである。このとき、ヒータ７１の配光は図６（ｂ）に示したように両端部の配光が中央部に比べて高いため、両端部温度は中央部温度に比べて短時間で上昇する。
Only the
Ｓ２０９：温度制御部１１８は、定着ローラ４６の中央部温度がウォームアップ終了温度（Ｔｇ−Ｔｐ）を超えたか否かを判定し、超えたと判定すると処理をＳ２１０へ移行し、超えていないと判定すると処理をＳ２０８へ移行してヒータ７１のみで定着ローラ４６を加熱するウォームアップを継続する。
Ｓ２１０：定着ローラ４６の中央部温度がウォームアップ終了温度（Ｔｇ−Ｔｐ）を超えたと判定した温度制御部１１８は、ヒータ７１（およびヒータ７０）の通電を停止して定着ローラ４６のウォームアップを終了する。
S209: The
S210: The
図１１の時間ｔ１２のタイミングで定着ローラ４６の中央部温度はウォームアップ終了温度（Ｔｇ−Ｔｐ）に到達したため、ウォームアップを終了する。この時間ｔ１２のタイミングでは、第１の実施例と同様に、定着ローラ４６の両端部温度が中央部温度より高くなっている。これは、温度制御部１１８が、ヒータ７１のみを通電（ＯＮ）するように電源部１１２を制御した結果、ウォームアップ終了のタイミングでは両端部温度が中央部温度よりも高くなることがある。
Since the central portion temperature of the fixing
Ｓ２１１：定着ローラ４６のウォームアップを終了した温度制御部１１８は、ヒータ７０のみを通電するように電源部１１２を制御し、ヒータ７０のみにより定着ローラ４６を加熱する。
S211: The
Ｓ２１２：制御部１０６は、用紙搬送制御部１１４にモータ駆動制御部１１３が駆動を開始するように信号を出力し、モータ駆動制御部１１３は定着部回転機構１７３および用紙搬送機構１７４が動作するように制御信号を出力することにより、定着ローラ４６やピックアップローラ４０、レジストローラ４１、４２、搬送ローラ４３、４４、および排出ローラ４７、４８が回転する。また、用紙搬送制御部１１４は、媒体通過センサ（書込センサ）５１、媒体通過センサ（排出センサ）５２の記録媒体の検知状態を監視しながら記録媒体の通紙を開始する。
S212: The
図１１において、時間ｔ１２以降は定着ローラ４６のウォームアップは終了しているため、印刷の制御となる。この印刷の制御は、第１の実施例と同様のため説明を省略する。
In FIG. 11, after time t12, since the warm-up of the fixing
Ｓ２１３：Ｓ２０７においてコールドスタートと判定されると、温度制御部１１８の温度設定部１１７は、通電切替温度（Ｔｇ−Ｔｄｃ）および定着ローラ回転温度（Ｔｇ−Ｔｒ）を設定し、温度制御部１１８は温度設定部１１７から通電切替温度（Ｔｇ−Ｔｄｃ）および定着ローラ回転温度（Ｔｇ−Ｔｒ）を読み出す。本実施例では、Ｔｄｃは１５℃、Ｔｒは１０℃である。
S213: When a cold start is determined in S207, the temperature setting unit 117 of the
Ｓ２１４：温度制御部１１８は、定着ローラ４６の中央部温度が通電切替温度（Ｔｇ−Ｔｄｃ）以上であるか否かを判定し、定着ローラ４６の中央部温度が通電切替温度（Ｔｇ−Ｔｄｃ）以上であると判定すると処理をＳ２１６へ移行し、通電切替温度（Ｔｇ−Ｔｄｃ）未満であると判定すると処理をＳ２１５へ移行する。
S214: The
Ｓ２１５：定着ローラ４６の中央部温度が通電切替温度（Ｔｇ−Ｔｄｃ）未満であると判定した温度制御部１１８は、ヒータ７０のみに通電するように電源部１１２を制御し、ヒータ７０のみで定着ローラ４６を加熱してウォームアップを行い、処理をＳ２１４へ移行して定着ローラ４６の中央部温度が通電切替温度（Ｔｇ−Ｔｄｃ）以上になるまでヒータ７０のみで定着ローラ４６を加熱するウォームアップを継続する。
S215: The
このように、定着制御部１１８は、予熱開始時に、温度検出部１１５、１１６で計測した温度が第２の閾値としてのホットスタート／コールドスタート切替温度（Ｔｇ−Ｔｈｓ）より低いと判定し、かつ第１の閾値としての通電切替温度（Ｔｇ−Ｔｄｃ）未満である判定したとき、第１の熱源としてのヒータ７０により定着ローラ４６の予熱を開始する。
In this manner, the fixing
Ｓ２１６：Ｓ２１４において、定着ローラ４６の中央部温度が通電切替温度（Ｔｇ−Ｔｄｃ）以上であると判定した温度制御部１１８は、ヒータ７１のみに通電するように電源部１１２を制御し、ヒータ７１のみで定着ローラ４６を加熱してウォームアップを行う。すなわち、温度制御部１１８は、温度検出部１１５、１１６で計測した定着ローラ４６の中央部の温度が第１の閾値としての通電切替温度（Ｔｇ−Ｔｄｃ）に達したとき、第１の熱源としてのヒータ７０による加熱から第２の熱源としてのヒータ７１による加熱に切り替えて定着ローラ４６の予熱を行う。
S216: In S214, the
なお、ウォームアップ開始時に、定着ローラ４６の中央部温度が通電切替温度（Ｔｇ−Ｔｄｃ）以上であると判定した温度制御部１１８は、ヒータ７１のみに通電するように電源部１１２を制御し、ヒータ７１のみで定着ローラ４６を加熱してウォームアップを開始する。
When the warm-up is started, the
Ｓ２１７：温度制御部１１８は、定着ローラ４６の中央部温度が定着ローラ回転温度（Ｔｇ−Ｔｒ）を超えたか否かを判定し、超えたと判定すると処理をＳ２１８へ移行し、超えていないと判定すると処理をＳ２１６へ移行してヒータ７１のみで定着ローラ４６を加熱するウォームアップを継続する。
S217: The
Ｓ２１８：定着ローラ４６の中央部温度が定着ローラ回転温度（Ｔｇ−Ｔｒ）を超えたと判定すると、制御部１０６は、用紙搬送制御部１１４にモータ駆動制御部１１３が駆動を開始するように信号を出力し、モータ駆動制御部１１３は定着部回転機構１７３が動作するように制御信号を出力することにより、定着ローラ４６が回転を開始する。
S218: When it is determined that the temperature at the center of the fixing
Ｓ２１９、Ｓ２２０：温度制御部１１８は、定着ローラ４６の中央部温度がウォームアップ終了温度（Ｔｇ−Ｔｐ）を超えたか否かを判定し、超えたと判定すると処理をＳ２２１へ移行し、超えていないと判定すると処理をＳ２２０へ移行してヒータ７１のみで定着ローラ４６を加熱するウォームアップを継続する。
Ｓ２２１：定着ローラ４６の中央部温度がウォームアップ終了温度（Ｔｇ−Ｔｐ）を超えたと判定した温度制御部１１８は、ヒータ７１の通電を停止して定着ローラ４６のウォームアップを終了する。なお、このとき定着ローラ４６は回転したままとする。
S219, S220: The
S221: The
ここで、コールドスタート時の予熱制御における定着ローラ４６および加圧ローラ４５の外周表面の温度の推移をグラフにすると図１２に示すようになる。
図１２において、時間ｔ２１のウォームアップ開始時点における定着ローラ４６の中央部温度および両端部温度、加圧ローラ４５の外周表面の温度が室温に近い状態になっている。本実施例では、加圧ローラ４５の外周表面の温度がほぼ室温（常温）と同じ温度まで冷めている状態であり、定着ローラ４６の中央部温度および両端部温度は室温まで冷めている途中の状態でウォームアップが開始されるものとする。
Here, if the transition of the temperature of the outer peripheral surface of the fixing
In FIG. 12, the temperature of the central portion and both end portions of the fixing
時間ｔ２１〜ｔ２２の区間では、ウォームアップを開始するタイミングである時間ｔ２１において、定着ローラ４６の中央部温度はホットスタート／コールドスタート切替温度（Ｔｇ−Ｔｈｓ）より低いため、ヒータ７０のみに通電（ＯＮ）してウォームアップを開始する。このとき、定着ローラ４６の両端部温度は中央部温度よりも低い。これは、定着ローラ４６の両端部の放熱の方が、中央部の放熱よりも大きいためである。
In the section from time t21 to t22, at time t21, which is the timing for starting warm-up, the temperature at the center of the fixing
この時間ｔ２１〜ｔ２２の区間でヒータ７０のみを通電（ＯＮ）して中央部温度が通電切替温度（Ｔｇ−Ｔｄｃ）に達したとしても、時間ｔ２２のタイミングでは両端部温度はまだ中央部温度より低い。これは、図６（ａ）に示すようにヒータ７０の両端部の配光分布が中央部の配光分布より小さいためである。
定着ローラ４６の中央部温度が通電切替温度（Ｔｇ−Ｔｄｃ）に到達したとき、すなわち時間ｔ２２のタイミングで温度制御部１１８はヒータ７１のみが通電（ＯＮ）するように制御を切替え、ウォームアップを継続する。
Even if only the
When the center temperature of the fixing
次に、時間ｔ２３のタイミングで定着ローラ４６の中央部温度は定着ローラ回転温度（Ｔｇ−Ｔｒ）を超え、このとき用紙搬送制御部１１４の制御により定着ローラ４６を回転させる。この定着ローラ４６は、ヒータ７１のみが通電（ＯＮ）している状態で回転されるため、定着ローラ４６の外周表面の熱が加圧ローラ４５の外周表面に奪われることにより、加圧ローラ４５の外周表面を加熱することができる。
Next, at the timing of time t23, the central portion temperature of the fixing
ヒータ７１の出力はヒータ７０の出力より小さいため、定着ローラ４６の中央部温度がウォームアップ終了温度（Ｔｇ−Ｔｐ）を超えるまでに時間が必要であり、この時間を経過するまで定着ローラ４６を回転させることにより加圧ローラ４５の外周表面の温度を上昇させることができる。
Since the output of the
図１３はトナーの定着性を示すグラフであり、横軸は加圧ローラの外周表面の温度、縦軸は定着ローラの外周表面の温度を表し、定着性限界ラインの上方はトナーの定着性が良好であり、トナーの定着が安定していることを示し、定着性限界ラインの下方はトナーの定着性が不良であることを示している。 FIG. 13 is a graph showing toner fixability, where the horizontal axis represents the temperature of the outer peripheral surface of the pressure roller, the vertical axis represents the temperature of the outer peripheral surface of the fixing roller, and the toner fixability is shown above the fixability limit line. It is good and indicates that the toner fixing is stable, and below the fixing limit line indicates that the toner fixing property is poor.
図１３によると加圧ローラ４５の温度が高温の場合は、定着ローラの温度が比較的低音であってもトナーの定着性を維持するための温度マージン１３１を広く確保することができるということがわかる。これは、加圧ローラ４５の温度を高めに設定することによって定着ローラ４６の温度が通紙によって低下したとしても、良好かつ安定したトナーの定着性が得られるということを示している。つまり、定着ローラ４６側にのみ温度検出素子を備える本実施例の構成においてはウォームアップの開始から終了までの間に加圧ローラ４５の温度をできるだけ高めに維持することが、安定したトナーの定着性を得る手段として効果的であるといえる。
According to FIG. 13, when the temperature of the
図１２の説明に戻り、時間ｔ２４のタイミングで定着ローラ４６の中央部温度はウォームアップ終了温度（Ｔｇ−Ｔｐ）を超え、ウォームアップは終了となる。また、第１の実施例と同様に、時間ｔ２３〜ｔ２４の区間ではヒータ７１のみを通電（ＯＮ）しているため、時間ｔ２４のタイミングでは定着ローラ４６の両端部温度は中央部温度より高くなっている。
Returning to the description of FIG. 12, the temperature of the central portion of the fixing
Ｓ２２２：定着ローラ４６のウォームアップを終了した温度制御部１１８は、ヒータ７０のみを通電するように電源部１１２を制御し、ヒータ７０のみにより定着ローラ４６を加熱する。
S222: The
Ｓ２２３：制御部１０６は、用紙搬送制御部１１４にモータ駆動制御部１１３が駆動を開始するように信号を出力し、モータ駆動制御部１１３は定着部回転機構１７３および用紙搬送機構１７４が動作するように制御信号を出力することにより、定着ローラ４６やピックアップローラ４０、レジストローラ４１、４２、搬送ローラ４３、４４、および排出ローラ４７、４８が回転する。また、用紙搬送制御部１１４は、媒体通過センサ（書込センサ）５１、媒体通過センサ（排出センサ）５２の記録媒体の検知状態を監視しながら記録媒体の通紙を開始する。
S223: The
図１２において、時間ｔ２４以降は定着ローラ４６のウォームアップを終了した後の印刷の制御を示している。印刷の制御は第１の実施例と同様なので説明を省略する。
In FIG. 12, after time t24, the printing control after the fixing
このように、定着ローラ４６の中央部温度が所定の温度より低いコールドスタート時は、ヒータ７０による加熱後のヒータ７１での加熱において定着ローラ４６の中央部温度が所定の温度を超えたとき、定着ローラ４６および加圧ローラ４５を回転させるようにしたことにより、加圧ローラ４５を加熱することができ、ウォームアップ終了後に加圧ローラ４５の温度を高めに維持し、安定したトナーの定着性を確保することができる。
In this way, at the cold start when the center temperature of the fixing
以上説明したように、第２の実施例では、第１の実施例の効果に加え、定着ローラの中央部温度が所定の温度より低いコールドスタート時であっても、ウォームアップ終了後に加圧ローラの温度を高めに維持することができ、安定したトナーの定着性を確保することができるという効果が得られる。 As described above, in the second embodiment, in addition to the effects of the first embodiment, the pressure roller after the warm-up is completed even when the center temperature of the fixing roller is lower than a predetermined temperature. The temperature of the toner can be kept high, and the effect of ensuring stable toner fixing properties can be obtained.
なお、第１の実施例および第２の実施例では、画像形成装置を印刷装置として説明したが、それに限られることなく、ファクシミリ装置、複写機または複合機等としても良い。 In the first and second embodiments, the image forming apparatus has been described as a printing apparatus. However, the image forming apparatus is not limited thereto, and may be a facsimile machine, a copier, a multifunction machine, or the like.
１ 印刷装置
２ 記録媒体
１０ 電子写真プロセスユニット
２０ 転写ローラ
２５ プロセスユニット
３０ 定着ユニット
３１、３２ 温度検出素子
４０ ピックアップローラ
４１、４２ レジストローラ
４３、４４ 搬送ローラ
４５ 加圧ローラ
４６ 定着ローラ
４７、４８ 排出ローラ
５０、５１、５２ 媒体通過センサ
７０、７１ ヒータ
１０６ 制御部
１０７ 記憶部
１１２ 電源部
１１３ モータ駆動制御部
１１４ 用紙搬送制御部
１１５、１１６ 温度検出部
１１７ 温度設定部
１１８ 温度制御部
１１９ モード選択部
１５０ インターフェース部
１６０ パネル制御部
１６１ パネル部
１６２ 表示部
１７３ 定着部回転機構
１７４ 用紙搬送機構
DESCRIPTION OF
Claims (8)
長手方向における中央部の出力が両端部の出力より高い第１の熱源と、
長手方向における両端部の出力が中央部の出力より高い第２の熱源と、
前記第１の熱源および前記第２の熱源により加熱され、前記第１の熱源および前記第２の熱源と長手方向が略平行に配置された定着部とを備え、
前記定着部の長手方向における中央部の温度を計測する温度検出部と、
第１の閾値を記憶する温度設定部と、
前記温度検出部で計測した温度が前記第１の閾値に達したとき、前記第１の熱源による加熱から前記第２の熱源による加熱に切り替えて前記定着部の予熱を行う定着制御部とを設けたことを特徴とする画像形成装置。 In an image forming apparatus having a fixing unit for thermally fixing a developer on a medium,
A first heat source in which the output at the center in the longitudinal direction is higher than the outputs at both ends;
A second heat source in which the output at both ends in the longitudinal direction is higher than the output at the center;
A fixing unit heated by the first heat source and the second heat source, the fixing unit having a longitudinal direction substantially parallel to the first heat source and the second heat source;
A temperature detection unit for measuring the temperature of the central part in the longitudinal direction of the fixing unit;
A temperature setting unit for storing a first threshold;
A fixing control unit that preheats the fixing unit by switching from heating by the first heat source to heating by the second heat source when the temperature measured by the temperature detection unit reaches the first threshold; An image forming apparatus.
前記定着制御部は、予熱開始時に、前記温度検出部で計測した温度が前記第１の閾値より低いと判定したとき、前記第１の熱源により前記定着部の予熱を開始することを特徴とする画像形成装置。 The image forming apparatus according to claim 1.
The fixing control unit starts preheating of the fixing unit by the first heat source when it is determined that the temperature measured by the temperature detection unit is lower than the first threshold at the start of preheating. Image forming apparatus.
前記定着制御部は、予熱開始時に、前記温度検出部で計測した温度が前記第１の閾値より高いと判定したとき、前記第２の熱源のみにより前記定着部の予熱を行うことを特徴とする画像形成装置。 The image forming apparatus according to claim 1 or 2,
The fixing control unit preheats the fixing unit only by the second heat source when it is determined that the temperature measured by the temperature detection unit is higher than the first threshold at the start of preheating. Image forming apparatus.
前記温度設定部は、前記第１の閾値に加え、前記第１の閾値より低い第２の閾値を記憶し、
前記定着制御部は、予熱開始時に、前記温度検出部で計測した温度が前記第２の閾値より低いと判定したとき、前記第１の熱源により前記定着部の予熱を開始し、
前記温度検出部で計測した温度が前記第１の閾値を超えたとき、前記第１の熱源による加熱から前記第２の熱源による加熱に切り替えて前記定着部の予熱を行うことを特徴とする画像形成装置。 The image forming apparatus according to claim 1.
The temperature setting unit stores a second threshold lower than the first threshold in addition to the first threshold,
The fixing control unit starts preheating of the fixing unit by the first heat source when it is determined that the temperature measured by the temperature detection unit is lower than the second threshold at the start of preheating,
When the temperature measured by the temperature detection unit exceeds the first threshold value, the fixing unit is preheated by switching from heating by the first heat source to heating by the second heat source. Forming equipment.
前記温度設定部は、前記第１の閾値および前記第２の閾値に加え、前記第１の閾値より高い第３の閾値を記憶し、
前記定着部は回転可能に構成され、
前記定着部の外周表面に接触するように配置された回転可能な加圧部を備え、
前記定着制御部は、前記温度検出部で計測した温度が前記第３の閾値を超えたとき、前記定着部を回転させて前記加圧部を加熱することを特徴とする画像形成装置。 The image forming apparatus according to claim 4.
The temperature setting unit stores a third threshold value higher than the first threshold value in addition to the first threshold value and the second threshold value,
The fixing unit is configured to be rotatable,
A rotatable pressure unit arranged to contact the outer peripheral surface of the fixing unit;
The fixing control unit rotates the fixing unit to heat the pressure unit when the temperature measured by the temperature detection unit exceeds the third threshold value.
前記定着制御部は、予熱開始時に、前記温度検出部で計測した温度が前記第２の閾値より高いと判定したとき、前記第２の熱源のみにより前記定着部の予熱を行うことを特徴とする画像形成装置。 The image forming apparatus according to claim 4 or 5,
The fixing control unit preheats the fixing unit only with the second heat source when it is determined that the temperature measured by the temperature detection unit is higher than the second threshold at the start of preheating. Image forming apparatus.
前記第２の熱源は、前記第１の熱源より、出力が小さいことを特徴とする画像形成装置。 The image forming apparatus according to claim 1, wherein:
The image forming apparatus, wherein the second heat source has a smaller output than the first heat source.
前記第１の熱源および前記第２の熱源を排他的に通電して前記定着部を加熱する排他モードと、前記第１の熱源および前記第２の熱源を同時に通電して前記定着部を加熱する非排他モードとを選択可能にするモード選択部を備え、
前記排他モードが選択されているとき、前記定着制御部は、前記第１の熱源による加熱から前記第２の熱源による加熱への切り替えを行うことを特徴とする画像形成装置。 The image forming apparatus according to any one of claims 1 to 7,
An exclusive mode in which the first heat source and the second heat source are exclusively energized to heat the fixing unit, and the first heat source and the second heat source are energized simultaneously to heat the fixing unit. It has a mode selection part that makes it possible to select non-exclusive mode,
When the exclusive mode is selected, the fixing control unit switches from heating by the first heat source to heating by the second heat source.
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