JP5550263B2 - Image forming apparatus - Google Patents

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Description

本発明は、記録材の加熱装置を備える画像形成装置に関するものである。 The present invention relates to an image forming apparatus including a recording material heating device.

記録材の加熱装置としては、熱ローラ方式・熱板方式・ヒートチャンバー方式・フィルム加熱方式等、従来より種々の方式・構成のものが知られている。これ等の加熱装置は何れも加熱体を有し、装置温度が所定の温度(所定の像定着温度等)に維持されるように加熱体への通電が制御されて温調管理される。   As a recording material heating device, various methods and configurations have been conventionally known, such as a heat roller method, a hot plate method, a heat chamber method, and a film heating method. Each of these heating apparatuses has a heating body, and the temperature of the heating body is controlled and controlled so that the apparatus temperature is maintained at a predetermined temperature (such as a predetermined image fixing temperature).

上記のような従来の種々の加熱装置のうちでも、フィルム加熱方式の加熱装置は効果的で実用性に富む(特許文献1参照)。   Among various conventional heating devices as described above, a film heating type heating device is effective and practical (see Patent Document 1).

フィルム加熱方式の加熱装置は、薄肉の耐熱性フィルムと、このフィルムの駆動手段と、フィルムの中で固定支持して配置される加熱体と、この加熱体に対向して配置され、加熱体に対してフィルムを介して記録材の像担持面を密着させる加圧部材を有する。このフィルムは少なくとも像加熱時はフィルムと加圧部材との間に搬送導入される記録材と順方向に略同一速度で走行移動させて、この走行移動フィルムを挟んで加熱体と加圧部材との圧接部で形成される像加熱部としてのニップ部を通過させる。このことにより、記録材の顕画像担持面をフィルムを介して加熱体で加熱して顕画像を熱定着等させる。次いで、像加熱部通過後のフィルムと記録材を分離点で離間させることを基本構成とする装置である。このようなフィルム加熱方式の加熱装置は昇温の速い低熱容量の加熱体や薄膜のフィルムを用いることができるため、省電力化やウェイトタイムの短縮化(クイックスタート)が可能となる。その他、従来の他の加熱装置のもつ種々の欠点を解消できる利点を有し、効果的である。   The heating device of the film heating system is a thin heat-resistant film, a driving means for the film, a heating body that is fixedly supported in the film, and a heating body that is disposed facing the heating body. On the other hand, it has a pressurizing member that adheres the image carrying surface of the recording material through a film. At least at the time of image heating, this film travels and moves at substantially the same speed in the forward direction as the recording material conveyed and introduced between the film and the pressure member, and the heating body and the pressure member are sandwiched between the traveling film. Is passed through a nip portion as an image heating portion formed by the pressure contact portion. As a result, the visible image carrying surface of the recording material is heated by the heating body through the film to thermally fix the visible image. Next, the apparatus is basically configured to separate the film after passing through the image heating unit and the recording material at a separation point. Since such a film heating type heating apparatus can use a heating element or a thin film having a low heat capacity and a rapid temperature increase, it is possible to save power and shorten the wait time (quick start). In addition, there is an advantage that various disadvantages of other conventional heating devices can be eliminated, which is effective.

また近年、加熱フィルムに弾性層を設けることで、記録材の凹凸によるトナーの溶融ムラを低減する構成の加熱装置も提案されている(特許文献2参照)。   In recent years, there has also been proposed a heating device having a configuration in which an elastic layer is provided on a heating film to reduce uneven melting of toner due to unevenness of a recording material (see Patent Document 2).

フィルム加熱方式の加熱装置における温調制御は、加熱体上に設けたサーミスタの出力をA/D変換してCPUに取り込む。そして、この検知温度と目標温度との比較結果から、予め定められた制御テーブルに基づいてP(Proportion)制御、I(Integral)制御、D(Differential)制御を行うPID制御により加熱体への通電を制御をするものが多い。   In the temperature control in the film heating type heating device, the output of the thermistor provided on the heating body is A / D converted and taken into the CPU. Then, based on the comparison result between the detected temperature and the target temperature, the heater is energized by PID control that performs P (Proportion) control, I (Integral) control, and D (Differential) control based on a predetermined control table. There are many things that control.

この際、加熱体への通電制御はAC電圧をトライアックによりON/OFFすることで行われるが、この通電制御方式には波数制御或いは位相制御が用いられ、通電比率を制御することで電力を細かく制御して、加熱体の温度の振幅をできる限り小さくしている。
ここで波数制御とは、入力するAC電圧の数波を所定周期として、その所定周期ごとに何波をON、何波をOFFという形で1半波毎にON/OFFする制御であり、所定周期内のON/OFFのデューティー比で通電比率を制御する方式である。
At this time, the energization control to the heating body is performed by turning on / off the AC voltage by the triac, but this energization control method uses wave number control or phase control, and the power is finely controlled by controlling the energization ratio. By controlling, the amplitude of the temperature of the heating body is made as small as possible.
Here, the wave number control is a control in which several waves of the input AC voltage are set as a predetermined cycle, and the number of waves is turned on and the number of waves is turned off every predetermined cycle. In this method, the energization ratio is controlled by the ON / OFF duty ratio within the cycle.

例えば交流電源の電源周波数が50Hzでは1半波=10msecとなり、所定周期を20半波=200msec=1周期とした場合、20半波毎に加熱体への供給電力を更新する。最小電力は全OFF(20半波全OFF)であり、最大電力は全ON(20半波全ON)となり、1周期毎の供給電力量は、0半波〜20半波ONとなる21レベルとなる。   For example, when the power supply frequency of the AC power supply is 50 Hz, 1 half wave = 10 msec, and when the predetermined cycle is 20 half waves = 200 msec = 1 cycle, the power supplied to the heating body is updated every 20 half waves. The minimum power is all OFF (20 half-wave all OFF), the maximum power is all ON (20 half-wave all ON), and the amount of power supplied per cycle is 21 levels from 0 to 20 half-waves ON. It becomes.

この制御によれば、入力するAC電圧の波形を図10に示す波形とすると、一例として加熱体への通電電流は図11に示すような波形になる。   According to this control, when the waveform of the input AC voltage is the waveform shown in FIG. 10, for example, the energization current to the heating element has a waveform as shown in FIG. 11.

これに対し、位相制御は入力するAC電圧の1波内の通電角を制御する方式であり、加熱体への通電電流は図12に示すような波形になる。   On the other hand, the phase control is a method of controlling the energization angle within one wave of the input AC voltage, and the energization current to the heating body has a waveform as shown in FIG.

波数制御には、高調波電流は小さいが、フリッカノイズが大きいという特徴があり、位相制御には、フリッカノイズは小さいが、高調波電流が大きいという特徴がある。   The wave number control has a feature that the harmonic current is small but the flicker noise is large, and the phase control has a feature that the flicker noise is small but the harmonic current is large.

また、波数制御は数波の所定周期ごとに通電比率を制御するため、細かく通電比率を制御しようとすると更新周期を長くしてその間の波数を多くする必要がある。しかし通電比率の更新は所定周期ごとにしか行えないため、あまり更新周期を長くすると通電比率の切り替えが遅くなる。すると、必要な時に適正な電力を供給できなくなるため、通電比率と更新周期のバランスをとって設定する必要がある。   In addition, since the wave number control controls the energization ratio for each predetermined cycle of several waves, it is necessary to lengthen the update period and increase the wave number during that period in order to finely control the energization ratio. However, since the energization ratio can only be updated every predetermined period, if the update period is made too long, the switching of the energization ratio becomes slow. Then, since it becomes impossible to supply appropriate electric power when necessary, it is necessary to set the balance between the energization ratio and the update cycle.

これに対して、位相制御は1半波内で細かく通電比率を制御するとともに、通電比率の更新は最小1全波としている。したがって、位相制御の方が通電比率すなわち電力の更新を細かく行うことができ、制御にともなって生じる加熱体の温度リップルを小さくできる。他に、位相制御はノイズフィルターが必要で回路構成も複雑となるため装置のコストが高くなる。一方、波数制御の場合はそのようなコストアップがないという特徴もある。   On the other hand, the phase control finely controls the energization ratio within one half wave, and the update of the energization ratio is at least one full wave. Therefore, in the phase control, the energization ratio, that is, the power can be renewed more finely, and the temperature ripple of the heating body caused by the control can be reduced. In addition, the phase control requires a noise filter, and the circuit configuration is complicated, which increases the cost of the apparatus. On the other hand, in the case of wave number control, there is a feature that there is no such cost increase.

したがって、装置の要件に応じてそれぞれの制御が選択される。特に近年200V系の商用電源を用いる場合においては高調波電流低減のため位相制御ではなく、波数制御を採用することが多い。   Therefore, each control is selected according to the requirements of the apparatus. In particular, when a 200V commercial power supply is used in recent years, not the phase control but the wave number control is often employed to reduce the harmonic current.

このため例えばAC入力電圧に応じて200Vと100Vとで波数制御と位相制御を切り替える構成の装置も提案されている(特許文献3参照)。   For this reason, for example, an apparatus configured to switch wave number control and phase control between 200 V and 100 V in accordance with an AC input voltage has been proposed (see Patent Document 3).

また、位相制御と波数制御を組み合わせ、波数制御の更新周期内の少なくとも1半波に位相制御を用い、位相制御のみを用いる時よりも高調波電流を低減し、波数制御のみの時よりも通電比率の更新周期を短くしてより細かい制御を行う方式も提案されている。例えば、特許文献4参照。   Also, combining phase control and wave number control, using phase control for at least one half wave within the wave number control update period, reducing harmonic currents compared to using only phase control, and energizing compared to using only wave number control A method of performing finer control by shortening the update period of the ratio has also been proposed. For example, see Patent Document 4.

ところで、上記のフィルム加熱方式の加熱装置、特に加熱フィルムに弾性層を設けた構成の装置においては記録材の加熱ニップ部への突入に応じて、記録材の加熱状態が不安定になることがある。これは温度の安定状態から記録材を突入すると、記録材が加熱ニップに突入した直後に記録材に熱が急激に奪われ、加熱フィルム温度が急激に低下し、その後温度が上昇した際にオーバーシュートが発生することで、加熱ニップに大きな温度変動が生じるからである。   By the way, in the heating apparatus of the above-described film heating method, particularly an apparatus having a configuration in which an elastic layer is provided on the heating film, the heating state of the recording material may become unstable in response to the recording material entering the heating nip portion. is there. This is because when the recording material enters from a stable temperature state, the recording material suddenly loses heat immediately after the recording material enters the heating nip, and when the heating film temperature rapidly decreases and then increases, This is because a large temperature fluctuation occurs in the heating nip due to the occurrence of the chute.

この現象を低減するため、記録材の突入による温度変動が生じる前に加熱体に供給する電力を補正する方法が本出願人により開示されている(特許文献5参照)。   In order to reduce this phenomenon, a method for correcting the electric power supplied to the heating body before the temperature variation due to the entry of the recording material has been disclosed by the present applicant (see Patent Document 5).

特開平4−44075号公報JP-A-4-44075 特開平11−15303号公報Japanese Patent Laid-Open No. 11-15303 特開平10−333490号公報JP-A-10-333490 特開2003−123941号公報JP 2003-123941 A 特開2004−078181号公報JP 2004-078181 A

ところで、記録材の加熱ニップへの突入にともなって加熱フィルムの温度が急激に低下すると、この部分が加熱フィルムが一回転した後に再び記録材と接する時には温度が低いままとなる。すなわち記録材上の加熱フィルムの2周目に相当する部分で加熱フィルムの温度が低くなり、画像の光沢が下がる現象が起こる。一方、記録材の突入によって加熱フィルムの温度が大きく低下するのは、記録材の突入によって熱状態が急に変化した突入直後の一瞬のみであり、PID制御によってすぐに熱状態はある程度安定し温度低下は解消される。したがって、記録材上において加熱フィルムの2周目に相当する部分でも画像の光沢が低くなるのは、2周目の先端に該当する部分のみである。   By the way, when the temperature of the heating film rapidly decreases as the recording material enters the heating nip, the temperature remains low when this portion comes into contact with the recording material again after the heating film has made one revolution. That is, a phenomenon occurs in which the temperature of the heating film is lowered at a portion corresponding to the second turn of the heating film on the recording material, and the glossiness of the image is lowered. On the other hand, the temperature of the heating film greatly decreases due to the rush of the recording material only for a moment immediately after the rush when the thermal state suddenly changes due to the rush of the recording material. The decline is eliminated. Accordingly, the glossiness of the image is low only in the portion corresponding to the tip of the second turn even in the portion corresponding to the second turn of the heating film on the recording material.

しかし、この加熱フィルムの2周目の先端に該当する部分と1周目の後端に該当する部分では画像の光沢が大きく異なるため、この境界で光沢差がはっきりした段差として現れる場合がある。これは特に光沢紙を通紙した際に顕著な現象である。   However, since the glossiness of the image differs greatly between the portion corresponding to the leading edge of the second turn and the trailing edge of the first turn of the heating film, there may be a case where the difference in glossiness appears clearly at this boundary. This is a remarkable phenomenon particularly when glossy paper is passed.

この光沢の段差を低減するためには、1周目と2周目のつなぎ目で光沢が同じになるように上記の電力補正をより細かく制御しなくてはならない。すなわち1周目の先端で熱が奪われても2周目の先端と1周目の後端が同じ温度になるように2周目の先端に該当する部分の加熱フィルムの温度低下を補完しなくてはならない。   In order to reduce the gloss difference, the power correction must be controlled more finely so that the gloss is the same at the joints of the first and second rounds. That is, even if heat is taken away at the tip of the first lap, the temperature drop of the heating film at the tip corresponding to the tip of the second lap is complemented so that the tip of the second lap and the rear end of the first lap are at the same temperature. Must-have.

電力補正により温度低下を補完するメカニズムは以下のようになる。まず、記録材の突入によって加熱フィルム表面の温度が低下する。もし電力補正を行わないと、この部分の温度が低いままになり、加熱フィルムの一回転後に光沢の段差になることは上記した通りである。これに対して記録材の突入に先んじて所定電力を強制投入する電力補正を行うと、一旦加熱フィルム表面は温度低下しても、一回転する間に強制投入された電力、すなわち熱エネルギーが加熱フィルム表面に伝わる。そして、温度低下した分を相殺して、加熱フィルムの記録材突入部に相当する加熱フィルムの2周目の先端が記録材に再び接する時には所定の温度に復帰する。   The mechanism to compensate for the temperature drop by power correction is as follows. First, the temperature of the heating film surface decreases due to the entry of the recording material. If power correction is not performed, the temperature of this portion remains low, and as described above, a gloss level difference occurs after one rotation of the heating film. On the other hand, if power correction is performed to forcibly apply a predetermined power prior to the recording material entering, even if the surface of the heated film drops once, the power that is forcibly input during one rotation, that is, thermal energy, is heated. It is transmitted to the film surface. Then, the temperature drop is offset, and when the leading edge of the second turn of the heating film corresponding to the recording material entry portion of the heating film comes into contact with the recording material again, the temperature returns to a predetermined temperature.

このメカニズムから明らかなように、電力補正によって生じた熱が加熱フィルムの内面を温める部分は、記録材の突入によって温度低下した部分と、ほぼ完全に一致してなくてはならない。   As is apparent from this mechanism, the portion where the heat generated by the power correction warms the inner surface of the heating film must be almost completely coincident with the portion where the temperature is lowered due to the entry of the recording material.

このような場合、単に温度制御を安定化させる場合よりも更に厳密な精度が要求される。特に光沢紙のような記録材は、温度に対する光沢度の感度が非常に高く、ほんの僅かの温度差が光沢差、すなわちこの場合は光沢の段差として現れるため、表面温度を制御すべき幅は非常に狭くなる。   In such a case, stricter accuracy is required than when the temperature control is simply stabilized. Especially for recording materials such as glossy paper, the sensitivity of the glossiness to temperature is very high, and only a slight temperature difference appears as a gloss difference, that is, in this case, a gloss level difference. Becomes narrower.

1周目の後端と2周目の先端を同じ温度にするためには、2周目の先端の温度低下分を正確に補うような電力補正を行う必要があるが、これは電力だけでなく電力補正を行うタイミングに対しても高い精度が要求される。何故なら段差はデルタ関数的に生じるものであるため、これがなくなるように温度低下を補完するには、段差が生じるタイミングに対してデルタ関数的に正確なタイミングで電力が補完されなければならないからである。   In order to make the rear end of the first lap and the tip of the second lap the same temperature, it is necessary to perform power correction that accurately compensates for the temperature drop at the tip of the second lap. High accuracy is also required for the timing of power correction. This is because the level difference is generated in a delta function, and in order to compensate for the decrease in temperature so as to eliminate this, power must be supplemented at a precise timing in a delta function with respect to the timing at which the level difference occurs. is there.

電力補正タイミングが適正な補正タイミングから僅かでもずれると、電力不足で温度低下が十分に補完できないか、もしくは電力投入過多になりホットオフセット等の問題を生じさせてしまう。すなわち、電力補正を開始するタイミングがわずかでもずれると、電力補正の効果が薄れてしまうのである。   If the power correction timing slightly deviates from the appropriate correction timing, the temperature drop cannot be sufficiently compensated for due to insufficient power, or excessive power input causes problems such as hot offset. That is, if the timing for starting the power correction is slightly shifted, the effect of the power correction is diminished.

しかしながら、波数制御を採用した装置においては、記録材の突入に対応して電力補正を行うべきタイミングで補正ができず、記録材突入による温度変動を十分に低減できないという問題が生じる。   However, in an apparatus employing wave number control, correction cannot be performed at the timing when power correction should be performed in response to the entry of the recording material, and there is a problem that temperature fluctuation due to the entry of the recording material cannot be sufficiently reduced.

これは波数制御の通電比率の更新周期は数波単位であるために更新頻度が少なく、したがって更新タイミングが電力補正タイミングと合致するケースがほとんどないことに起因する。   This is due to the fact that the update frequency of the energization ratio of the wave number control is in units of several waves, so the update frequency is low, and therefore the update timing hardly coincides with the power correction timing.

図13に波数制御および位相制御の通電比率の更新周期と、記録材突入及び電力補正のタイミングをタイミングチャートにて示す。   FIG. 13 is a timing chart showing the energization ratio update period of the wave number control and the phase control, and the timing of the recording material rush and power correction.

この例では波数制御の通電比率の更新周期は20半波とする。Aは波数制御の通電比率の更新タイミングである。Bは位相制御の通電比率の更新タイミングである。電力補正はCのタイミングにおいて実行され、記録材はDにおいて加熱ニップに突入する。図13の例では記録材の加熱ニップ突入の130msec前に電力補正を開始し、記録材の加熱ニップ突入の30msec後に電力補正を終了する。   In this example, the update period of the energization ratio for wave number control is 20 half waves. A is the update timing of the energization ratio of wave number control. B is the update timing of the energization ratio of the phase control. The power correction is executed at timing C, and the recording material enters the heating nip at D. In the example of FIG. 13, the power correction is started 130 msec before the recording material enters the heating nip, and the power correction is completed 30 msec after the recording material enters the heating nip.

波数制御では通電比率の更新周期が長いため適正な補正タイミングから実際に補正が行われるタイミングのずれが大きくなる。ここに示した例では20半波単位で通電比率を制御しているため、電力補正開始の命令が出てから実際に補正が実行されるまでは最大で200msec(50Hzの場合)のずれ(遅れ)が生じる。この場合、電力補正期間は記録材の突入前で130msec、突入後で30msec、合わせて160msecであるため、最大にずれた場合には電力補正終了のタイミング以降に電力補正が開始されてしまうことになる。すなわち、実際には電力補正開始前に電力補正終了の命令が出てしまうため、電力補正は行われないことになる。   In the wave number control, since the energization ratio update period is long, the deviation of the actual correction timing from the appropriate correction timing becomes large. In the example shown here, since the energization ratio is controlled in units of 20 half-waves, a deviation (delay) of 200 msec at the maximum (in the case of 50 Hz) from when the power correction start command is issued until the actual correction is executed. ) Occurs. In this case, the power correction period is 130 msec before entering the recording material, 30 msec after entering the recording material, and 160 msec in total. Therefore, when it is shifted to the maximum, the power correction is started after the timing of completion of the power correction. Become. That is, the power correction end command is actually issued before the power correction is started, so that the power correction is not performed.

上記の例は補正開始の命令が出てから通電比率を変更するため、タイミングのずれは補正の実行が必ず遅れる方向である。これに対して電力補正の開始タイミングはあらかじめわかっているのだから、ずれることを前提に電力補正開始のタイミングに前後した最も近いタイミングで通電比率の更新タイミングが訪れた時に補正を行えば、最大のずれ量は若干少なくはできる。しかしその場合でもずれ量は適正な電力補正タイミングに対して最大±100msecもある。   In the above example, since the energization ratio is changed after a correction start command is issued, a timing shift is a direction in which correction execution is necessarily delayed. On the other hand, since the start timing of power correction is known in advance, if correction is performed when the update ratio of the energization ratio comes at the closest timing before and after the power correction start timing on the assumption that it will deviate, the maximum The amount of deviation can be slightly reduced. However, even in that case, the deviation amount is as large as ± 100 msec with respect to the proper power correction timing.

このようにタイミングがずれた場合に加熱フィルム表面の温度の状態を図14〜図16に示す。図14〜図16のグラフは横軸が時間、縦軸が加熱フィルムの表面温度を示している。図14は適正なタイミングで電力補正が行われた場合、図15は適正なタイミングよりも前に電力補正開始がずれた場合、図16は適正なタイミングよりも後に電力補正開始がずれた場合を示している。記録材の加熱ニップへの突入で加熱フィルムの温度は低下するが、図14では記録材の加熱ニップへの突入前と後とで加熱フィルムの表面温度の差がΔ2deg程度に収まっている。これに対して、図15では加熱ニップの突入前に表面温度が大きく上昇するため加熱ニップへの突入前と後とで加熱フィルムの表面温度の差がΔ8degになっている。また図16では記録材の加熱ニップへの突入により表面温度が大きく低下するためやはり表面温度の差がΔ8deg程度になる。   When the timing is shifted in this way, the temperature state of the heating film surface is shown in FIGS. In the graphs of FIGS. 14 to 16, the horizontal axis indicates time, and the vertical axis indicates the surface temperature of the heating film. 14 shows a case where power correction is performed at an appropriate timing, FIG. 15 shows a case where the start of power correction deviates before the proper timing, and FIG. 16 shows a case where the start of power correction deviates after the proper timing. Show. Although the temperature of the heating film decreases as the recording material enters the heating nip, in FIG. 14, the difference in surface temperature between the heating film before and after the recording material enters the heating nip is within about Δ2 deg. On the other hand, in FIG. 15, the surface temperature greatly increases before entering the heating nip, so the difference in surface temperature of the heating film before and after entering the heating nip is Δ8 deg. In FIG. 16, the surface temperature greatly decreases due to the recording material entering the heating nip, so the difference in surface temperature is about Δ8 deg.

図15で明らかなようにタイミングがずれた状態で電力補正が行われた場合、適正タイミングより前に補正を行うと加熱ニップの温度が上昇しすぎて加熱過多になる。ここにトナー画像を担時した記録材が突入すると、トナーが溶融過多になりホットオフセットが生じる。また、適正なタイミングよりも早く高い電力が供給されるために、記録材突入までの間の加熱フィルムの温度が高くなりすぎ、フィルム1周目の後端に該当する部分で記録材の光沢がより高くなる。したがって1周目後端と2周目先端の段差がより強調されるように横帯状の光沢ムラが生じる。一方、図16に示したように適正タイミングよりも後に補正が行われると、記録材突入による熱量の減少を補えなくなり、大きく温度が低下する。この場合は加熱フィルム2周目に該当する部分の光沢が低くなりすぎ、1周目後端と2周目先端の段差がはっきり出た光沢ムラとなる。   As is apparent from FIG. 15, when the power correction is performed with the timing shifted, if the correction is performed before the appropriate timing, the temperature of the heating nip rises too much, resulting in excessive heating. When the recording material carrying the toner image enters here, the toner becomes excessively melted and hot offset occurs. In addition, since the high power is supplied earlier than the appropriate timing, the temperature of the heating film until the recording material rushes becomes too high, and the gloss of the recording material becomes glossy at the portion corresponding to the rear end of the first turn of the film. Get higher. Therefore, a horizontal band-like gloss unevenness is generated so that the step between the rear end of the first round and the tip of the second round is more emphasized. On the other hand, if correction is performed after the appropriate timing as shown in FIG. 16, the decrease in the amount of heat due to the rush of the recording material cannot be compensated, and the temperature greatly decreases. In this case, the gloss corresponding to the second turn of the heating film becomes too low, resulting in uneven luster in which the step difference between the rear end of the first turn and the front end of the second turn appears clearly.

この問題に対処するため通電比率の更新周期を短くすることが考えられるが、その場合更新周期内の波数が少なくなるため通電比率を細かく設定できなくなり、温度制御に支障をきたす。   In order to cope with this problem, it is conceivable to shorten the energization ratio update cycle. In this case, however, the number of waves in the update cycle is reduced, so that the energization ratio cannot be set finely, which hinders temperature control.

ところで、位相制御の場合でも無論タイミングのずれ自体は生じる。その値は最大で1全波=20msec(50Hzの場合)であるが、この程度のずれであっても全く影響が皆無であるとはいえない。しかし本出願人が検討した結果、このずれ量であれば光沢ムラはなんとか許容範囲内に収まることがわかっている。逆にいえば位相制御を用いなければタイミングのずれを許容できるレベルにすることはできないということである。   Incidentally, even in the case of phase control, of course, a timing shift itself occurs. The maximum value is 1 full wave = 20 msec (in the case of 50 Hz), but even a deviation of this level does not have any influence at all. However, as a result of examination by the present applicant, it has been found that if this deviation amount, the gloss unevenness is managed within an allowable range. Conversely, if phase control is not used, it is impossible to achieve a level at which timing deviation can be tolerated.

しかしながら位相制御には高調波電流の問題があるため、必ずしも採用できない場合があることは前記した通りである。特に200V圏であるヨーロッパは高調波電流に厳しく、位相制御ではなく波数制御を用いる必要がある。   However, as described above, phase control has a problem of harmonic current, and may not always be adopted. Europe, which is in the 200V range, is particularly strict with harmonic currents, and it is necessary to use wave number control instead of phase control.

また特許文献4に示した、波数制御において通電比率の更新周期内の少なくとも1半波に位相制御を用いる制御では、通電比率の更新周期を短くできるため、この問題に対して若干の改善効果はある。しかし、通電比率の更新周期を短くしようとして更新周期内の波数が少なくなると相対的に位相制御を行う波数の数が増すため高調波電流が増大し、またこれを防ごうとすると通電比率も細かく設定できなくなる。また前記したように全てに位相制御を用いてようやく許容できるレベルになるため、改善には限界がある。   Further, in the control using phase control for at least one half wave within the update period of the energization ratio in the wave number control shown in Patent Document 4, the update period of the energization ratio can be shortened. is there. However, if the number of waves in the update period is reduced to shorten the update period of the energization ratio, the number of wave numbers for which phase control is performed relatively increases, so that the harmonic current increases. Cannot be set. Further, as described above, since all levels are finally allowed by using phase control, there is a limit to improvement.

本出願人に係る発明の目的は、高調波の増大を抑制する構成において、記録材の加熱ニップへの突入前に電力補正を行うタイミングと通電比率の更新周期のタイミングのずれを低減して、適正なタイミングで電力補正を行う技術を提供することにある。   The object of the invention relating to the present applicant is to reduce the difference between the timing of performing power correction and the update period of the energization ratio before entering the heating nip of the recording material in a configuration that suppresses the increase in harmonics, The object is to provide a technique for correcting power at an appropriate timing.

本出願に係る発明は、上記課題を解決するため以下の構成を有する。   The invention according to the present application has the following configuration in order to solve the above problems.

(1)未定着トナー像を記録材に形成する画像形成部と、定着回転体と、商用交流電源から供給される電力によって発熱し前記定着回転体を加熱するヒータと、前記定着回転体との間にニップ部を形成する加圧部材と、前記定着回転体又は前記ヒータの温度を検知する温度検知部材と、を有し、前記ニップ部で前記未定着トナー像が形成された記録材を搬送しながら加熱し前記未定着トナー像を記録材に定着する定着部と、前記温度検知部材の検知温度に応じて前記商用交流電源から前記ヒータへ供給する電力を制御する電力制御部と、を備える画像形成装置において、前記電力制御部は、波数制御または波数制御と位相制御とを組み合わせた制御を用いて第1の周期毎に前記検知温度に応じた電力を前記ヒータに供給する第1の電力供給制御モードと、位相制御を用いて前記第1の周期より短い第2の周期毎に前記検知温度に応じた電力を前記ヒータに供給する第2の電力供給制御モードと、前記ヒータに供給する電力を増加させる第3の電力供給制御モードと、を実行可能であって、前記ニップ部で前記未定着トナー像を記録材に定着する時は前記第1の電力供給制御モードを実行し、記録材の先端が前記ニップ部へ進入する前に、前記第3の電力供給制御モードを実行し、前記第3の電力供給制御モードの前に前記第1の電力供給制御モードを実行する状態から前記第2の電力供給制御モードを実行する状態へ切り替えることを特徴とする画像形成装置。
(2)未定着トナー像を記録材に形成する画像形成部と、定着回転体と、商用交流電源から供給される電力によって発熱し前記定着回転体を加熱するヒータと、前記定着回転体との間にニップ部を形成する加圧部材と、前記定着回転体又は前記ヒータの温度を検知する温度検知部材と、を有し、前記ニップ部で前記未定着トナー像が形成された記録材を搬送しながら加熱し前記未定着トナー像を記録材に定着する定着部と、前記温度検知部材の検知温度に応じて前記商用交流電源から前記ヒータへ供給する電力を制御する電力制御部と、を備える画像形成装置において、前記電力制御部は、波数制御または波数制御と位相制御とを組み合わせた制御を用いて第1の周期毎に前記検知温度に応じた電力を前記ヒータに供給する第1の電力供給制御モードと、位相制御を用いて前記第1の周期より短い第2の周期毎に前記検知温度に応じた電力を前記ヒータに供給する第2の電力供給制御モードと、を実行可能であって、前記ニップ部で前記未定着トナー像を記録材に定着する時は前記第1の電力供給制御モードを実行し、記録材の先端が前記ニップ部へ進入する前に、前記第1の電力供給制御モードを実行する状態から前記第2の電力供給制御モードを実行する状態へ切り替え前記第2の電力供給制御モードを実行している間に前記ヒータへ供給する電力を増加させることを特徴とする画像形成装置。
(1) An image forming unit that forms an unfixed toner image on a recording material, a fixing rotator, a heater that generates heat by electric power supplied from a commercial AC power source and heats the fixing rotator, and the fixing rotator A pressure member that forms a nip portion therebetween, and a temperature detection member that detects the temperature of the fixing rotator or the heater, and conveys the recording material on which the unfixed toner image is formed at the nip portion. And a fixing unit that fixes the unfixed toner image on the recording material by heating, and a power control unit that controls the power supplied from the commercial AC power source to the heater according to the detected temperature of the temperature detecting member. In the image forming apparatus, the power control unit uses the wave number control or a combination of the wave number control and the phase control to supply power corresponding to the detected temperature to the heater for each first period. Supply system Mode and a second power supply control mode for supplying the power corresponding to the detected temperature for each of the first shorter than the period the second period to the heater using a phase control, the power supplied to the heater A third power supply control mode to be increased, and when the unfixed toner image is fixed on the recording material at the nip portion, the first power supply control mode is executed, The third power supply control mode is executed before the tip enters the nip portion, and the second power supply mode is executed from the state in which the first power supply control mode is executed before the third power supply control mode. Switching to a state in which the power supply control mode is executed.
(2) An image forming unit that forms an unfixed toner image on a recording material, a fixing rotator, a heater that generates heat by power supplied from a commercial AC power source and heats the fixing rotator, and the fixing rotator A pressure member that forms a nip portion therebetween, and a temperature detection member that detects the temperature of the fixing rotator or the heater, and conveys the recording material on which the unfixed toner image is formed at the nip portion. And a fixing unit that fixes the unfixed toner image on the recording material by heating, and a power control unit that controls the power supplied from the commercial AC power source to the heater according to the detected temperature of the temperature detecting member. In the image forming apparatus, the power control unit uses the wave number control or a combination of the wave number control and the phase control to supply power corresponding to the detected temperature to the heater for each first period. Supply system A mode, a feasible and a second power supply control mode for supplying the heater power according to the detected temperature for each of the first shorter than the period second period by using the phase control, The first power supply control mode is executed when the unfixed toner image is fixed on the recording material at the nip portion, and the first power supply control is performed before the leading edge of the recording material enters the nip portion. Switching from a state in which the mode is executed to a state in which the second power supply control mode is executed, the power supplied to the heater is increased while the second power supply control mode is being executed. Forming equipment.

上記の本出願の発明によれば、高調波電流を低減させつつ電力補正を適正なタイミングで実行できるので、記録材の突入に伴う加熱ニップの温度変動を抑制し、記録材上の画像の光沢ムラやホットオフセットを低減する電力補正を実現できる効果がある。   According to the invention of the present application described above, power correction can be executed at an appropriate timing while reducing the harmonic current, so that the temperature fluctuation of the heating nip accompanying the entry of the recording material is suppressed, and the gloss of the image on the recording material is reduced. This has the effect of realizing power correction that reduces unevenness and hot offset.

実施例1、2におけるカラー画像形成装置の概略構成図Schematic configuration diagram of a color image forming apparatus in Embodiments 1 and 2 実施例1、2における加熱装置の断面図Sectional drawing of the heating apparatus in Example 1,2. 実施例1、2におけるヒータ・メインサーミスタ・サブサーミスタの位置関係を示す斜視図The perspective view which shows the positional relationship of the heater main-thermistor sub-thermistor in Example 1,2. 加熱体としてのセラミックヒータの構成図Configuration diagram of ceramic heater as heating element 本発明の加熱装置の制御回路部とヒータ駆動回路部のブロック図The block diagram of the control circuit part and heater drive circuit part of the heating apparatus of this invention 実施例1における電力補正の実施を示すフローチャートFlowchart showing implementation of power correction in the first embodiment 実施例1における供給電力のタイミングチャートTiming chart of power supply in Embodiment 1 メディアセンサの構成概略図Schematic configuration of media sensor 実施例2における電力補正の実施を示すフローチャートFlowchart showing implementation of power correction in the second embodiment 入力される交流電力の波形Input AC power waveform 波数制御による通電波形Energization waveform by wave number control 位相制御による通電波形Energized waveform by phase control 従来の波数制御および位相制御の通電比率の更新周期と、記録材突入及び電力補正のタイミングを示すタイミングチャートTiming chart showing the update period of energization ratio of conventional wave number control and phase control, and the timing of recording material inrush and power correction 適正なタイミングで電力補正が行われた場合の加熱フィルム表面の温度を示すグラフA graph showing the temperature of the heating film surface when power correction is performed at an appropriate timing 適正なタイミングよりも前に電力補正が行われた場合の加熱フィルム表面の温度を示すグラフGraph showing the temperature of the heating film surface when power correction is performed before the appropriate timing 適正なタイミングよりも後に電力補正が行われた場合の加熱フィルム表面の温度を示すグラフGraph showing the temperature of the heating film surface when power correction is performed after the proper timing

本発明の実施の形態について説明する。   Embodiments of the present invention will be described.

以下に図面を参照して、本発明の好適な実施の形態を例示的に詳しく説明する。ただし、この実施の形態に記載されている構成部品の寸法、材質、形状それらの相対配置などは、本発明が適用される装置の構成や各種条件により適宜変更されるべきものであり、この発明の範囲を以下の実施の形態に限定する趣旨のものではない。   Exemplary embodiments of the present invention will be described in detail below with reference to the drawings. However, the dimensions, materials, shapes, and relative arrangements of the components described in this embodiment should be appropriately changed according to the configuration of the apparatus to which the present invention is applied and various conditions. It is not intended that the scope of the present invention be limited to the following embodiments.

図1は、本発明の実施の形態1に係るカラー画像形成装置を示す概略構成図である。本例の画像形成装置は電子写真方式のタンデム型のフルカラープリンタである。   FIG. 1 is a schematic configuration diagram showing a color image forming apparatus according to Embodiment 1 of the present invention. The image forming apparatus of this example is an electrophotographic tandem type full color printer.

この画像形成装置は、イエロー色の画像を形成する画像形成部1Yと、マゼンタ色の画像形成部1Mと、シアン色の画像形成部1Cと、ブラック色の画像形成部1Bkの4つの画像形成部を備えており、これらは一定の間隔をおいて一列に配置されている。   This image forming apparatus includes four image forming units: an image forming unit 1Y that forms a yellow image, a magenta image forming unit 1M, a cyan image forming unit 1C, and a black image forming unit 1Bk. These are arranged in a line at regular intervals.

各画像形成部1Y、1M、1C、1Bkには、それぞれ感光ドラム2a、2b、2c、2dが設置されている。各感光ドラム2a、2b、2c、2dの周囲には、帯電ローラ3a、3b、3c、3d、現像装置4a、4b、4c、4d、転写ローラ5a、5b、5c、5d、ドラムクリーニング装置6a、6b、6c、6dがそれぞれ設置されている。また、帯電ローラ3a、3b、3c、3dと現像装置4a、4b、4c、4d間の上方には露光装置7a、7b、7c、7dがそれぞれ設置されている。各現像装置4a、4b、4c、4dには、それぞれイエロートナー、マゼンタトナー、シアントナー、ブラックトナーが収納されている。   Photosensitive drums 2a, 2b, 2c, and 2d are installed in the image forming units 1Y, 1M, 1C, and 1Bk, respectively. Around each photosensitive drum 2a, 2b, 2c, 2d, charging rollers 3a, 3b, 3c, 3d, developing devices 4a, 4b, 4c, 4d, transfer rollers 5a, 5b, 5c, 5d, drum cleaning device 6a, 6b, 6c and 6d are respectively installed. Exposure devices 7a, 7b, 7c, and 7d are installed above the charging rollers 3a, 3b, 3c, and 3d and the developing devices 4a, 4b, 4c, and 4d, respectively. Each developing device 4a, 4b, 4c, 4d contains yellow toner, magenta toner, cyan toner, and black toner, respectively.

画像形成部1Y、1M、1C、1Bkの各感光ドラム2a、2b、2c、2dの各1次転写部Nに、転写媒体としての無端ベルト状の中間転写ベルト40が当接している。中間転写ベルト40は、駆動ローラ41、支持ローラ42、2次転写対向ローラ43間に張架されており、駆動ローラ41の駆動によって矢印方向(時計方向)に回転(移動)される。   An endless belt-shaped intermediate transfer belt 40 as a transfer medium is in contact with each primary transfer portion N of each of the photosensitive drums 2a, 2b, 2c, and 2d of the image forming portions 1Y, 1M, 1C, and 1Bk. The intermediate transfer belt 40 is stretched between a drive roller 41, a support roller 42, and a secondary transfer counter roller 43, and is rotated (moved) in the arrow direction (clockwise) by the drive of the drive roller 41.

1次転写用の各転写ローラ5a、5b、5c、5dは、各1次転写ニップ部Nにて中間転写ベルト40を介して各感光ドラム2a、2b、2c、2dに当接している。   The transfer rollers 5a, 5b, 5c, and 5d for primary transfer are in contact with the photosensitive drums 2a, 2b, 2c, and 2d via the intermediate transfer belt 40 at each primary transfer nip portion N.

2次転写対向ローラ43は、中間転写ベルト40を介して2次転写ローラ44と当接して、2次転写部Mを形成している。2次転写ローラ44は、中間転写ベルト40に接離自在に設置されている。   The secondary transfer counter roller 43 is in contact with the secondary transfer roller 44 via the intermediate transfer belt 40 to form a secondary transfer portion M. The secondary transfer roller 44 is disposed so as to be able to contact and separate from the intermediate transfer belt 40.

中間転写ベルト40の外側の駆動ローラ41近傍には、中間転写ベルト40の表面に残った転写残トナーを除去して回収するベルトクリーニング装置45が設置されている。   A belt cleaning device 45 that removes and collects transfer residual toner remaining on the surface of the intermediate transfer belt 40 is installed in the vicinity of the driving roller 41 outside the intermediate transfer belt 40.

また、2次転写部Mの記録材Pの搬送方向下流側には加熱装置12が設置されている。   A heating device 12 is installed on the downstream side of the secondary transfer portion M in the conveyance direction of the recording material P.

また、この画像形成装置内には環境センサ50とメディアセンサ51が設置されている。
画像形成動作開始信号(プリント開始信号)が発せられると、所定のプロセススピードで回転駆動される画像形成部1Y、1M、1C、1Bkの各感光ドラム2a〜2dは、それぞれ帯電ローラ3a〜3dによって一様に、本実施の形態では負極性に帯電される。
In addition, an environmental sensor 50 and a media sensor 51 are installed in the image forming apparatus.
When an image forming operation start signal (print start signal) is issued, the photosensitive drums 2a to 2d of the image forming units 1Y, 1M, 1C, and 1Bk that are rotationally driven at a predetermined process speed are respectively charged by charging rollers 3a to 3d. Uniformly, in this embodiment, the battery is negatively charged.

そして、露光装置7a〜7dは、入力されるカラー色分解された画像信号をレーザ出力部(不図示)にて光信号にそれぞれ変換し、変換された光信号であるレーザ光を帯電された各感光ドラム2a〜2d上にそれぞれ走査露光して静電潜像を形成する。   Then, each of the exposure devices 7a to 7d converts the input color-separated image signal into an optical signal by a laser output unit (not shown), and each laser beam that is the converted optical signal is charged. Each of the photosensitive drums 2a to 2d is scanned and exposed to form an electrostatic latent image.

そして、まず静電潜像が形成された感光ドラム2a上に、感光ドラム2aの帯電極性(負極性)と同極性の現像バイアスが印加された現像装置4aによりイエローのトナーを感光体表面の帯電電位に応じて静電吸着させることで、静電潜像を顕像化し現像像とする。このイエローのトナー像は、1次転写部Nにて1次転写バイアス(トナーと逆極性(正極性))が印加された転写ローラ5aにより、回転している中間転写ベルト40上に1次転写される。イエローのトナー像が転写された中間転写ベルト40は画像形成部1M側に回転される。   First, yellow toner is charged on the surface of the photosensitive member by the developing device 4a in which a developing bias having the same polarity as the charging polarity (negative polarity) of the photosensitive drum 2a is applied onto the photosensitive drum 2a on which the electrostatic latent image is formed. By electrostatically attracting in accordance with the electric potential, the electrostatic latent image is visualized to be a developed image. This yellow toner image is primary transferred onto the rotating intermediate transfer belt 40 by the transfer roller 5a to which a primary transfer bias (polarity opposite to the toner (positive polarity)) is applied at the primary transfer portion N. Is done. The intermediate transfer belt 40 onto which the yellow toner image has been transferred is rotated toward the image forming unit 1M.

そして、画像形成部1Mにおいても、前記同様にして感光ドラム2bに形成されたマゼンタのトナー像が、中間転写ベルト40上のイエローのトナー像上に重ね合わせて、1次転写部Nにて転写される。   In the image forming unit 1M, the magenta toner image formed on the photosensitive drum 2b in the same manner as described above is superimposed on the yellow toner image on the intermediate transfer belt 40 and transferred by the primary transfer unit N. Is done.

同様に中間転写ベルト40上に重畳転写されたイエロー、マゼンタのトナー像上に、画像形成部1C、1Bkの感光ドラムで形成されたシアン、ブラックのトナー像を各1次転写部Nにて順次重ね合わせ、フルカラーのトナー像を中間転写ベルト上に形成する。   Similarly, cyan and black toner images formed on the photosensitive drums of the image forming units 1C and 1Bk are sequentially transferred to the primary transfer unit N on the yellow and magenta toner images superimposed and transferred on the intermediate transfer belt 40. Overlapping and full-color toner images are formed on the intermediate transfer belt.

一方、記録材Pは不図示の給紙機構によって給紙・搬送された後、レジストセンサ47によって先端位置が検知されるとその状態で搬送を停止し、レジストローラ46にて保持されながらタイミングを計って待機している。   On the other hand, after the recording material P is fed / conveyed by a paper feeding mechanism (not shown), when the leading edge position is detected by the registration sensor 47, the recording material P is stopped in that state and held while being held by the registration roller 46. I'm waiting.

そして、中間転写ベルト40上のフルカラーのトナー像先端が2次転写部Mに移動されるタイミングに合わせて、レジストローラ46により記録材(転写材)Pを2次転写部Mに搬送する。そして、この記録材Pに、2次転写バイアス(トナーと逆極性(正極性))が印加された2次転写ローラ44によりフルカラーのトナー像が一括して2次転写される。   Then, the recording material (transfer material) P is conveyed to the secondary transfer portion M by the registration roller 46 in accordance with the timing when the front end of the full color toner image on the intermediate transfer belt 40 is moved to the secondary transfer portion M. Then, a full-color toner image is secondarily transferred collectively to the recording material P by a secondary transfer roller 44 to which a secondary transfer bias (opposite polarity (positive polarity) with respect to toner) is applied.

フルカラーのトナー像が形成された記録材Pは加熱装置12に搬送されて、加熱フィルム20と加圧ローラ22間の加熱ニップ部でフルカラーのトナー像を加熱、加圧して記録材P表面に溶融定着した後に外部に排出され、画像形成装置の出力画像となる。そして、一連の画像形成動作を終了する。   The recording material P on which the full-color toner image is formed is conveyed to the heating device 12, and the full-color toner image is heated and pressed at the heating nip portion between the heating film 20 and the pressure roller 22 to melt on the surface of the recording material P. After fixing, the image is discharged to the outside and becomes an output image of the image forming apparatus. Then, a series of image forming operations is completed.

尚、画像形成装置内には環境センサ50を有し、帯電、現像、1次転写、2次転写のバイアスや定着条件は画像形成装置内の環境(温度、湿度)に応じて変更可能であり、記録材P上のトナー像濃度の調整や、最適な転写、定着条件の達成のために用いられる。また、画像形成装置内にはメディアセンサ51を有しており、記録材Pの判別を行うことによって、転写バイアスや定着条件は記録材に応じて変更可能な構成となっており、記録材Pに対する最適な転写、定着条件を達成するため用いられる。   The image forming apparatus has an environment sensor 50, and the charging, developing, primary transfer, secondary transfer bias and fixing conditions can be changed according to the environment (temperature, humidity) in the image forming apparatus. It is used for adjusting the toner image density on the recording material P and achieving optimum transfer and fixing conditions. In addition, the image forming apparatus includes a media sensor 51. By determining the recording material P, the transfer bias and the fixing conditions can be changed according to the recording material. Used to achieve optimal transfer and fixing conditions.

上記した1次転写時において、感光ドラム2a、2b、2c、2d上に残留している1次転写残トナーは、ドラムクリーニング装置6a、6b、6c、6dによって除去されて回収される。また、2次転写後に中間転写ベルト40上に残った2次転写残トナーは、ベルトクリーニング装置45によって除去され回収される。   During the primary transfer described above, the primary transfer residual toner remaining on the photosensitive drums 2a, 2b, 2c, and 2d is removed and collected by the drum cleaning devices 6a, 6b, 6c, and 6d. Further, the secondary transfer residual toner remaining on the intermediate transfer belt 40 after the secondary transfer is removed and collected by the belt cleaning device 45.

図2は本実施例における加熱装置12の概略構成図である。本例の加熱装置12は、フィルム加熱方式、加圧用回転体駆動方式(テンションレスタイプ)の加熱装置である。   FIG. 2 is a schematic configuration diagram of the heating device 12 in the present embodiment. The heating device 12 of this example is a heating device of a film heating method and a pressurizing rotating body drive method (tensionless type).

20は定着回転体としての加熱フィルムであり、フィルムに弾性層を設けてなる円筒状(エンドレスベルト状、スリーブ状)の部材である。 20 is a heating film of a fixing rotator, a cylindrical shape having an elastic layer provided on the film (endless belt, sleeve shape) is a member of.

22は加圧材としての加圧ローラである。17は加熱体保持部材としての、横断面略半円弧状樋型の耐熱性・剛性を有するヒータホルダ、16は加熱体(熱源)としてのヒータであり、ヒータホルダ17の下面に該ホルダの長手に沿って配設してある。加熱フィルム20はこのヒータホルダ17にルーズに外嵌させてある。 22 is a pressure roller as a pressure member. Reference numeral 17 denotes a heater holder having heat resistance and rigidity having a substantially semicircular arc shape in cross section as a heating body holding member. Reference numeral 16 denotes a heater as a heating body (heat source). The heater holder 17 has a lower surface along the length of the holder. Arranged. The heating film 20 is loosely fitted on the heater holder 17.

ヒータホルダ17は、耐熱性の高い液晶ポリマー樹脂で形成し、ヒータ16を保持し、加熱フィルム20をガイドする役割を果たす。本実施例においては、液晶ポリマーとして、デュポン社のゼナイト7755(商品名)を使用した。ゼナイト7755の最大使用可能温度は、約270℃である。   The heater holder 17 is formed of a liquid crystal polymer resin having high heat resistance, plays a role of holding the heater 16 and guiding the heating film 20. In this example, DuPont Zenite 7755 (trade name) was used as the liquid crystal polymer. The maximum usable temperature of Zenite 7755 is about 270 ° C.

加圧ローラ22は、ステンレス製の芯金に、射出成形により、厚み約3mmのシリコーンゴム層を形成し、その上に厚み約40μmのPFA樹脂チューブを被覆してなる。この加圧ローラ22は芯金の両端部を装置フレーム24の不図示の奥側と手前側の側板間に回転自由に軸受保持させて配設してある。この加圧ローラ22の上側に、前記のヒータ16、ヒータホルダ17、加熱フィルム20等から成る加熱フィルムユニットをヒータ16側を下向きにして加圧ローラ22に並行に配置している。そして、ヒータホルダ17の両端部を不図示の加圧機構により片側98N(10kgf)、総圧196N(20kgf)の力で加圧ローラ22の軸線方向に附勢する。このことで、ヒータ16の下向き面を加熱フィルム20を介して加圧ローラ22の弾性層に該弾性層の弾性に抗して所定の押圧力をもって圧接させ、加熱定着に必要な所定幅の加熱ニップHが形成される。加圧機構は、圧解除機構を有し、ジャム処理時等に、加圧を解除し、記録材Pの除去が容易となる構成となっている。   The pressure roller 22 is formed by forming a silicone rubber layer having a thickness of about 3 mm on a stainless steel core by injection molding and coating a PFA resin tube having a thickness of about 40 μm thereon. The pressure roller 22 is disposed such that both ends of the core bar are rotatably supported by bearings between a side plate (not shown) and a front side plate of the apparatus frame 24. On the upper side of the pressure roller 22, a heating film unit composed of the heater 16, the heater holder 17, the heating film 20 and the like is arranged in parallel to the pressure roller 22 with the heater 16 facing downward. Then, both end portions of the heater holder 17 are urged in the axial direction of the pressure roller 22 by a force of one side 98N (10 kgf) and a total pressure 196N (20 kgf) by a pressure mechanism (not shown). Thus, the downward surface of the heater 16 is brought into pressure contact with the elastic layer of the pressure roller 22 through the heating film 20 with a predetermined pressing force against the elasticity of the elastic layer, and heating with a predetermined width necessary for heat fixing. A nip H is formed. The pressurization mechanism has a pressure release mechanism, and is configured to release the pressurization and easily remove the recording material P at the time of jam processing or the like.

18と19は温度検知部材としてのメインとサブの2つのサーミスタである。第一の温度検知部材としてのメインサーミスタ18は加熱体であるヒータ16に非接触に配置され、本実施例ではヒータホルダ17の上方において加熱フィルム20の内面に弾性的に接触させてあり、加熱フィルム20の内面の温度を検知する。第二の温度検知部材としてのサブサーミスタ19はメインサーミスタ18よりも熱源であるヒータ16に近い場所に配置され、本実施例ではヒータ16の裏面に接触させてあり、ヒータ16裏面の温度を検知する。 18 and 19 are two thermistors main and sub as temperature Doken known member. The main thermistor 18 as the first temperature detection known member is disposed in a non-contact heater 16 is a heating member, Yes resiliently the contacted to the inner surface of the heating film 20 above the heater holder 17 in the present embodiment, the heating The temperature of the inner surface of the film 20 is detected. Sub thermistor 19 as second temperature detection known member is positioned in a location close to the heater 16 as a heat source than the main thermistor 18, in the present embodiment Yes in contact with the back surface of the heater 16, the temperature of the back surface heater 16 Detect.

メインサーミスタ18は、ヒータホルダ17に固定支持させたステンレス製のアーム25の先端に取り付けられ、アーム25が弾性揺動することで加熱フィルム20の内面の動きが不安定になっても、加熱フィルム20の内面に常に接する状態に保たれる。   The main thermistor 18 is attached to the tip of a stainless steel arm 25 fixedly supported by the heater holder 17, and even if the movement of the inner surface of the heating film 20 becomes unstable due to the elastic swing of the arm 25, the heating film 20. It is always kept in contact with the inner surface.

図3に、本実施例の加熱装置における、ヒータ16、メインサーミスタ18、サブサーミスタ19の位置関係をあらわす斜視図を示す。メインサーミスタ18は加熱フィルム20の長手中央付近に、サブサーミスタ19はヒータ16の端部付近に配設され、それぞれ加熱フィルム20の内面、ヒータ16の裏面に接触するよう配置されている。   FIG. 3 is a perspective view showing the positional relationship among the heater 16, the main thermistor 18, and the sub-thermistor 19 in the heating apparatus of the present embodiment. The main thermistor 18 is disposed near the longitudinal center of the heating film 20, and the sub-thermistor 19 is disposed near the end of the heater 16, and is disposed so as to contact the inner surface of the heating film 20 and the back surface of the heater 16, respectively.

メインサーミスタ18及びサブサーミスタ19は、その出力がそれぞれA/Dコンバータ64、65を介して制御回路部(CPU)21に接続される(図4、図5)。そして、制御回路部21は、メインサーミスタ18、サブサーミスタ19の出力をもとに、ヒータ16の温調制御内容を決定し、電力供給部(加熱手段)としてのヒータ駆動回路部28(図2、図4)によってヒータ16への通電を制御する。すなわち、制御回路部21は電力制御部として機能する。   The outputs of the main thermistor 18 and the sub-thermistor 19 are connected to a control circuit unit (CPU) 21 via A / D converters 64 and 65, respectively (FIGS. 4 and 5). Then, the control circuit unit 21 determines the temperature control content of the heater 16 based on the outputs of the main thermistor 18 and the sub-thermistor 19, and the heater drive circuit unit 28 (FIG. 2) as a power supply unit (heating means). FIG. 4) controls the energization to the heater 16. That is, the control circuit unit 21 functions as a power control unit.

なお、本実施例ではメインサーミスタ18は加熱フィルム20の内面温度を検知しているが、サブサーミスタ19と同様にヒータ16の裏面に配置し、ヒータ16の温度をダイレクトに検知することもできる。   In the present embodiment, the main thermistor 18 detects the inner surface temperature of the heating film 20, but it can be arranged on the back surface of the heater 16 in the same manner as the sub-thermistor 19 to directly detect the temperature of the heater 16.

図2の23と26は、装置フレーム24に組付けた入り口ガイドと排紙ローラである。入り口ガイド23は、二次転写ニップを抜けた記録材Pが、ヒータ16部分における加熱フィルム20と加圧ローラ22との圧接部である加熱ニップHに正確にガイドされるよう、転写材を導く役割を果たす。本実施例の入り口ガイド23は、ポリフェニレンサルファイド(PPS)樹脂により形成されている。   Reference numerals 23 and 26 in FIG. 2 denote an entrance guide and a paper discharge roller assembled to the apparatus frame 24. The entrance guide 23 guides the transfer material so that the recording material P that has passed through the secondary transfer nip is accurately guided to the heating nip H that is the pressure contact portion between the heating film 20 and the pressure roller 22 in the heater 16 portion. Play a role. The entrance guide 23 of the present embodiment is formed of polyphenylene sulfide (PPS) resin.

加圧ローラ22は駆動手段(図不示)により矢印の方向に所定の周速度で回転駆動される。この加圧ローラ22の回転駆動による該ローラの外面と加熱フィルム20との加熱ニップHにおける圧接摩擦力により、円筒状の加熱フィルム20に回転力が作用する。そして、加熱フィルム20がその内面側がヒータ16の下向き面に密着して摺動しながら、ヒータホルダ17の外回りを矢印の方向に従動回転する。なお、加熱フィルム20内面にはグリスが塗布され、ヒータホルダ17と加熱フィルム20内面との摺動性を確保している。   The pressure roller 22 is driven to rotate at a predetermined peripheral speed in the direction of the arrow by a driving means (not shown). A rotational force acts on the cylindrical heating film 20 by the pressure frictional force in the heating nip H between the outer surface of the pressure roller 22 and the heating film 20 by the rotational driving of the pressure roller 22. The heating film 20 is driven to rotate in the direction of the arrow around the outer periphery of the heater holder 17 while the inner surface of the heating film 20 slides in close contact with the downward surface of the heater 16. In addition, grease is apply | coated to the inner surface of the heating film 20, and the slidability with the heater holder 17 and the heating film 20 inner surface is ensured.

加圧ローラ22が回転駆動され、それに伴って円筒状の加熱フィルム20が従動回転状態になり、またヒータ16に通電がなされ、該ヒータ16が昇温して所定の温度に立ち上げ温調される。この状態で、加熱ニップHの加熱フィルム20と加圧ローラ22との間に未定着トナー像を担持した記録材Pが入り口ガイド23に沿って導入される。そして、加熱ニップHで記録材Pのトナー像担持面側が、加熱フィルム20の外面に密着して加熱フィルム20と一緒に加熱ニップHを挟持搬送されていく。この挟持搬送過程において、ヒータ16の熱が加熱フィルム20を介して記録材Pに付与され、記録材P上の未定着トナー像tが記録材P上に加熱・加圧されて溶融定着される。加熱ニップHを通過した記録材Pは加熱フィルム20から曲率分離され、排紙ローラ26で排出される。   The pressure roller 22 is rotationally driven, and the cylindrical heating film 20 is driven and rotated, and the heater 16 is energized. The heater 16 is heated to a predetermined temperature, and the temperature is adjusted. The In this state, the recording material P carrying an unfixed toner image is introduced along the entrance guide 23 between the heating film 20 and the pressure roller 22 in the heating nip H. Then, the toner image carrying surface side of the recording material P is in close contact with the outer surface of the heating film 20 at the heating nip H, and the heating nip H is nipped and conveyed together with the heating film 20. In this nipping and conveying process, the heat of the heater 16 is applied to the recording material P through the heating film 20, and the unfixed toner image t on the recording material P is heated and pressurized on the recording material P to be melted and fixed. . The recording material P that has passed through the heating nip H is separated from the heating film 20 by the curvature, and is discharged by the paper discharge roller 26.

本実施の形態において、加熱フィルム20はフィルムに弾性層を設けてなる円筒状(エンドレスベルト状)の部材である。   In the present embodiment, the heating film 20 is a cylindrical (endless belt-shaped) member formed by providing an elastic layer on the film.

フィルム材質としては、例えばSUSにより、厚み30μmの円筒状に形成したエンドレスベルト上に、厚み約300μmのシリコーンゴム層(弾性層)を、リングコート法により形成した上に、厚み30μmのPFA樹脂チューブ(最表面層)を被覆してなる。このような構成で作成した加熱フィルム20の熱容量を測定したところ、12.2×10−2J/cm・℃(加熱フィルムの1cmあたりの熱容量)であった。 As a film material, for example, a stainless rubber layer (elastic layer) having a thickness of about 300 μm is formed by a ring coating method on an endless belt formed by SUS into a cylindrical shape having a thickness of 30 μm, and then a PFA resin tube having a thickness of 30 μm. (Outermost surface layer) is coated. Measurement of the heat capacity of the heating film 20 that was created in such a configuration was 12.2 × 10 -2 J / cm 2 · ℃ ( heat capacity per 1 cm 2 of the heating film).

加熱フィルム20の基層にはポリイミドなどの樹脂を用いることも出来るが、ポリイミドよりもSUSやニッケルといった金属のほうが、熱伝導率がおよそ10倍と大きい。そのため、より高いオンデマンド性を得ることができることから、本実施の形態においては、加熱フィルム20の基層には金属であるSUSを用いた。   Although a resin such as polyimide can be used for the base layer of the heating film 20, a metal such as SUS or nickel has a thermal conductivity approximately 10 times larger than that of polyimide. Therefore, since higher on-demand property can be obtained, SUS which is a metal is used for the base layer of the heating film 20 in the present embodiment.

加熱フィルム20の弾性層には、比較的熱伝導率の高いゴム層を用いている。これはより高いオンデマンド性を得る為である。本実施の形態で用いた材質は比熱が約12.2×10−1J/g・℃である。 A rubber layer having a relatively high thermal conductivity is used for the elastic layer of the heating film 20. This is to obtain higher on-demand characteristics. The material used in this embodiment has a specific heat of about 12.2 × 10 −1 J / g · ° C.

加熱フィルム20の表面には、フッ素樹脂層を設けることで、表面の離型性が向上し、加熱フィルム20表面にトナーが一旦付着し、再度記録材Pに移動することで発生するオフセット現象を防止することができる。また、加熱フィルム20の表面のフッ素樹脂層を、PFAチューブとすることで、より簡便に均一なフッ素樹脂層を形成することが可能となる。   By providing a fluororesin layer on the surface of the heating film 20, the releasability of the surface is improved, and the offset phenomenon that occurs when the toner once adheres to the surface of the heating film 20 and moves to the recording material P again. Can be prevented. Moreover, it becomes possible to form a uniform fluororesin layer more simply by making the fluororesin layer on the surface of the heating film 20 a PFA tube.

一般に、加熱フィルム20の熱容量が大きくなると、温度立ち上がりが鈍くなり、オンデマンド性が損なわれる。たとえば、加熱装置の構成にもよるが、スタンバイ温調無しで、1分以内での立ち上がりを想定した場合、加熱フィルム20の熱容量は約4.2J/cm・℃以下である必要があることが分かっている。 Generally, when the heat capacity of the heating film 20 is increased, the temperature rise becomes dull and the on-demand property is impaired. For example, although it depends on the configuration of the heating device, the heat capacity of the heating film 20 needs to be about 4.2 J / cm 2 · ° C. or less when assuming a rise within one minute without standby temperature control. I know.

本実施の形態においては、室温状態からの立ち上げの際に、ヒータ16に約1000Wの電力を供給して、加熱フィルム20が190℃に20秒以内に立ち上がる様に設計してある。シリコーンゴム層には、比熱が約12.2×10−1J/g・℃の材質を用いており、このとき、シリコーンゴムの厚みは500μm以下でなければならず、加熱フィルム20の熱容量は約18.9×10−2J/cm・℃以下である必要がある。また、逆に、4.2×10−2J/cm・℃以下にしようとすると、加熱フィルム20のゴム層が極端に薄くなり、OHT透過性やグロスムラなどの画質の点において、弾性層を持たないフィルム加熱方式の加熱装置と同等になってしまう。 In the present embodiment, it is designed such that when starting from a room temperature state, about 1000 W of power is supplied to the heater 16 so that the heating film 20 rises to 190 ° C. within 20 seconds. The silicone rubber layer is made of a material having a specific heat of about 12.2 × 10 −1 J / g · ° C. At this time, the thickness of the silicone rubber must be 500 μm or less, and the heat capacity of the heating film 20 is It should be about 18.9 × 10 −2 J / cm 2 · ° C. or less. On the other hand, if the temperature is set to 4.2 × 10 −2 J / cm 2 · ° C. or less, the rubber layer of the heating film 20 becomes extremely thin, and the elastic layer is advantageous in terms of image quality such as OHT permeability and gloss unevenness. It becomes equivalent to a heating device of a film heating method that does not have.

本実施の形態においては、OHT透過性やグロスの設定など高画質な画像を得るために必要なシリコーンゴムの厚みは200μm以上であった。この際の熱容量は8.8×10−2J/cm・℃であった。 In the present embodiment, the thickness of the silicone rubber necessary for obtaining a high-quality image such as OHT permeability and gloss setting is 200 μm or more. The heat capacity at this time was 8.8 × 10 −2 J / cm 2 · ° C.

つまり、本実施の形態と同様の加熱装置の構成における、加熱フィルム20の熱容量は4.2×10−2J/cm・℃以上4.2J/cm・℃以下が一般的に対象となる。この中で、よりオンデマンド性と高画質の両立を図ることができる、熱容量8.8×10−2J/cm・℃以上18.9×10−2J/cm・℃以下の加熱フィルムを用いることとした。 In other words, the heat capacity of the heating film 20 in the configuration of the heating device similar to the present embodiment is generally intended to be 4.2 × 10 −2 J / cm 2 · ° C. or more and 4.2 J / cm 2 · ° C. or less. Become. Among them, heating with a heat capacity of 8.8 × 10 −2 J / cm 2 · ° C. or more and 18.9 × 10 −2 J / cm 2 · ° C. or less can achieve both on-demand and high image quality. It was decided to use a film.

メインサーミスタ18は図2、3に示すように、加熱フィルム20の長手中央付近に配置され、加熱フィルム20の内面に接触するよう配置されている。このメインサーミスタ18は、加熱ニップ部の温度に、より近い温度である加熱フィルム20の温度を検出する手段として用いている。よって、通常の動作においては、メインサーミスタ18の検知温度が目標温度になるよう、温調制御される。なお、前記したようにメインサーミスタ18はヒータ16の裏面に配置してもよく、その場合はヒータ裏面の温度を目標温度に制御することになる。   As shown in FIGS. 2 and 3, the main thermistor 18 is disposed in the vicinity of the longitudinal center of the heating film 20 and is disposed so as to contact the inner surface of the heating film 20. The main thermistor 18 is used as means for detecting the temperature of the heating film 20 that is closer to the temperature of the heating nip portion. Therefore, in normal operation, temperature control is performed so that the detected temperature of the main thermistor 18 becomes the target temperature. As described above, the main thermistor 18 may be disposed on the back surface of the heater 16, and in this case, the temperature on the back surface of the heater is controlled to the target temperature.

サブサーミスタ19は図3に示すように、ヒータ16の端部付近に配設され、ヒータ16の裏面に接触するよう配置されている。このサブサーミスタ19は、加熱体であるヒータ16の温度を検出し、ヒータの温度が所定温度以上にならないようにモニターする安全装置としての役割を果たしている。   As shown in FIG. 3, the sub-thermistor 19 is disposed in the vicinity of the end of the heater 16 and is disposed so as to contact the back surface of the heater 16. The sub-thermistor 19 serves as a safety device that detects the temperature of the heater 16 that is a heating element and monitors the heater temperature so as not to exceed a predetermined temperature.

また、サブサーミスタ19により、立ち上げ時のヒータ16の温度のオーバーシュートや、端部の昇温をモニターする。そして、例えば端部の昇温によりヒータ16の端部の温度が所定の温度を超えた場合には、それ以上端部が昇温しないようにスループットを落とす等の制御を行う為の判断に用いられる。   Further, the sub-thermistor 19 monitors the overshoot of the temperature of the heater 16 at the start-up and the temperature rise at the end. For example, when the temperature at the end of the heater 16 exceeds a predetermined temperature due to the temperature rise at the end, it is used for judgment for performing control such as reducing the throughput so that the end does not further increase in temperature. It is done.

ヒータ16は、本実施例では、窒化アルミの基板上に、銀・パラジウム合金を含んだ導電ペーストをスクリーン印刷法によって均一な厚さの膜状に塗布することで抵抗発熱体を形成した上に耐圧ガラスによるガラスコートを施した、セラミックヒータを使用している。図4はそのようなセラミックヒータの一例の構造図である。   In this embodiment, the heater 16 is formed by forming a resistance heating element on a substrate of aluminum nitride by applying a conductive paste containing a silver / palladium alloy into a film having a uniform thickness by a screen printing method. A ceramic heater with a glass coating made of pressure-resistant glass is used. FIG. 4 is a structural diagram of an example of such a ceramic heater.

このヒータ16は、通紙方向と直交する方向を長手とする横長の窒化アルミ基板aを基材としている。そして、この窒化アルミ基板aの表面側に長手に沿ってスクリーン印刷により線状あるいは帯状に塗工した、電流が流れることにより発熱する銀パラジウム(Ag/Pd)合金を含んだ導電ペーストの、厚み10μm程度、幅1〜5mm程度の抵抗発熱体層bを有する。更に、この抵抗発熱体層bに対する給電パターンとして、同じく窒化アルミ基板aの表面側に銀ペーストのスクリーン印刷等によりパターン形成した、第1と第2の電極部c・d及び延長電路部eを有している。また、この抵抗発熱体層bと延長電路部eの保護と絶縁性を確保するためにそれらの上に形成した、加熱フィルム20との摺擦に耐えることが可能な、厚み10μm程度の薄肉のガラスコートg、窒化アルミ基板aの裏面側に設けたサブサーミスタ19等を備えている。   The heater 16 has a horizontally long aluminum nitride substrate a whose base is a direction orthogonal to the paper passing direction as a base material. Then, the thickness of the conductive paste containing silver palladium (Ag / Pd) alloy that is applied to the surface side of the aluminum nitride substrate a along the length by screen printing in a linear or belt shape and generates heat when current flows. It has a resistance heating element layer b having a width of about 10 μm and a width of about 1 to 5 mm. Further, as the power supply pattern for the resistance heating element layer b, the first and second electrode portions c and d and the extended electric circuit portion e, which are similarly patterned by screen printing of silver paste on the surface side of the aluminum nitride substrate a, are provided. Have. Further, a thin-walled material having a thickness of about 10 μm, which can withstand the rubbing with the heating film 20 formed on the resistance heating element layer b and the extension circuit portion e to ensure protection and insulation. A glass coat g and a sub-thermistor 19 provided on the back side of the aluminum nitride substrate a are provided.

上記のヒータ16は表面側を下向きに露呈させてヒータホルダ17に固定して支持させてある。   The heater 16 is supported by being fixed to the heater holder 17 with the surface side exposed downward.

上記ヒータ16の第1と第2の電極部c・d側には給電用コネクタ30が装着される。ヒータ駆動回路部28から上記の給電用コネクタ30を介して第1と第2の電極部c・dに給電されることで抵抗発熱体層bが発熱してヒータ16が迅速に昇温する。ヒータ駆動回路部28は制御回路部(CPU)21により制御される。   A power feeding connector 30 is mounted on the first and second electrode portions c and d of the heater 16. Power is supplied from the heater drive circuit section 28 to the first and second electrode sections c and d through the power supply connector 30, so that the resistance heating element layer b generates heat and the heater 16 quickly rises in temperature. The heater drive circuit unit 28 is controlled by a control circuit unit (CPU) 21.

通常使用においては、加圧ローラ22の回転開始とともに、加熱フィルム20の従動回転が開始し、ヒータ16の温度の上昇とともに、加熱フィルム20の内面温度も上昇していく。ヒータ16への通電は、PID制御によりコントロールされ、加熱フィルム20の内面温度、すなわち、メインサーミスタ18の検知温度が190℃になるように、入力電力が制御される。   In normal use, as the pressure roller 22 starts rotating, the driven rotation of the heating film 20 starts, and as the temperature of the heater 16 increases, the inner surface temperature of the heating film 20 also increases. Energization of the heater 16 is controlled by PID control, and the input power is controlled so that the inner surface temperature of the heating film 20, that is, the detected temperature of the main thermistor 18 becomes 190 ° C.

図5は定着手段の温度制御手段としての制御回路部(CPU)21とヒータ駆動回路部28のブロック図である。上記ヒータ16の給電用電極部c・dは給電コネクタ(不図示)を介してこのヒータ駆動回路部28に接続されている。   FIG. 5 is a block diagram of a control circuit section (CPU) 21 and a heater drive circuit section 28 as temperature control means of the fixing means. The power supply electrodes c and d of the heater 16 are connected to the heater drive circuit 28 via a power supply connector (not shown).

ヒータ駆動回路部28において、60は交流電源、61はトライアック、62はゼロクロス検知回路、21は制御回路部(CPU)である。トライアック61は制御回路部21により制御される。トライアック61はヒータ16の発熱抵抗体層bに対する通電・遮断を行う。   In the heater drive circuit unit 28, 60 is an AC power source, 61 is a triac, 62 is a zero cross detection circuit, and 21 is a control circuit unit (CPU). The triac 61 is controlled by the control circuit unit 21. The TRIAC 61 energizes / blocks the heating resistor layer b of the heater 16.

交流電源60はゼロクロス検知回路62を介して制御回路部21にゼロクロス信号を送出する。制御回路部21はこのゼロクロス信号を基にトライアック61を制御する。このようにしてヒータ駆動回路部28からヒータ16の発熱抵抗体層bに通電されることで、ヒータ16の全体が急速昇温する。   The AC power supply 60 sends a zero cross signal to the control circuit unit 21 via the zero cross detection circuit 62. The control circuit unit 21 controls the triac 61 based on this zero cross signal. In this manner, the heater 16 as a whole is rapidly heated by energizing the heating resistor layer b of the heater 16 from the heater drive circuit unit 28.

加熱フィルム20の温度を検知するメインサーミスタ18とヒータ16の温度を検知するサブサーミスタ19の出力はそれぞれA/Dコンバータ64、65を介して制御回路部(CPU)21に取り込まれる。   Outputs of the main thermistor 18 that detects the temperature of the heating film 20 and the sub-thermistor 19 that detects the temperature of the heater 16 are taken into the control circuit unit (CPU) 21 via the A / D converters 64 and 65, respectively.

制御回路部21はメインサーミスタ18からの加熱フィルム20の温度情報をもとにトライアック61によりヒータ16に通電する供給電力をPID制御して加熱フィルム20の温度が所定の制御目標温度(設定温度)に維持されるように制御する。   The control circuit unit 21 performs PID control of the power supplied to the heater 16 by the triac 61 based on the temperature information of the heating film 20 from the main thermistor 18 so that the temperature of the heating film 20 is a predetermined control target temperature (set temperature). Control to be maintained.

PID制御とは、比例制御(以下、「P制御」と称する)、積分制御(以下、「I制御」と称する)及び微分制御(以下、「D制御」と称する)を制御対象からの出力値に応じて組み合わせることにより、制御値を定めていく制御である。   The PID control is an output value from an object to be controlled by proportional control (hereinafter referred to as “P control”), integral control (hereinafter referred to as “I control”) and differential control (hereinafter referred to as “D control”). In this control, control values are determined by combining them according to the above.

供給電力の制御方法としては、本実施例では通常の主たる制御として波数制御(オン/オフ制御)を用いるとともに、記録材Pの突入前に供給電力を補正するタイミングに先んじて波数制御を位相制御に切り替え、電力補正を位相制御によって行う。そして電力補正が終了したタイミングで再び位相制御を波数制御に切り替える。ここで、波数制御のモードを第の電力供給制御モード、位相制御を第の電力供給制御モードとする。 As a method for controlling the supplied power, in this embodiment, wave number control (on / off control) is used as normal main control, and the wave number control is phase controlled prior to the timing of correcting the supplied power before the recording material P enters. And power correction is performed by phase control. Then, the phase control is switched to the wave number control again at the timing when the power correction is completed. Here, the wave number control mode is the first power supply control mode, and the phase control is the second power supply control mode.

電力補正のタイミングに先んじて波数制御を位相制御に切り替えることにより、電力補正を通電比率の更新周期が短い位相制御によって開始することができる。したがって電力補正のタイミングのずれが最小限に抑えられ、タイミングがずれることによって生じる電力不足による光沢ムラやオーバーシュートによるホットオフセットを低減することができる。   By switching the wave number control to the phase control prior to the power correction timing, the power correction can be started by the phase control with a short energization ratio update cycle. Therefore, the deviation of the timing of power correction can be minimized, and the unevenness of gloss due to power shortage caused by the deviation of timing and the hot offset due to overshoot can be reduced.

その一方で位相制御を用いるのは記録材の加熱ニップへの突入に合わせて行うごく僅かの電力補正期間のみで、大半の供給電力制御を波数制御によって行うため高調波電流の増大も最小限とすることができる。   On the other hand, phase control is used only in a very short power correction period that is performed in accordance with the entry of the recording material into the heating nip, and since most of the power supply control is performed by wave number control, the increase in harmonic current is minimized. can do.

本実施例では記録材Pの加熱ニップHへの突入100msec前にPID制御を停止し、そこから記録材の突入の0msec経過後まで所定電力の電力を供給する電力補正を行う。
また、波数制御から位相制御への切り替えは記録材Pの加熱ニップHへの突入300msec前から記録材の突入0msec後まで行う。
In this embodiment, the PID control is stopped 100 msec before the recording material P enters the heating nip H, and power correction is performed to supply a predetermined amount of power from that point until 0 msec after the recording material has entered.
Further, switching from wave number control to phase control is performed from 300 msec before the recording material P enters the heating nip H to 0 msec after the recording material enters.

PID制御を行わず所定の電力供給量を供給する期間および電力は、加熱フィルム20による記録材加熱時に加熱フィルム1周目後端と2周目先端の間に生じる加熱ムラ(光沢の段差)が最小になるように選択した。通紙開始時の記録材Pの突入前に電力補正を開始するのは、実際に補正電力を供給してからヒータ16の温度が上昇するまので時間を考慮しているためである。すなわち急峻な電力の供給に対して完全にヒータ温度は追従するわけではないため、実際の電力供給が温度に反映されるまでは若干のタイムラグが生じる。また、ヒータ16から加熱フィルム内面には当然接触熱抵抗が存在するため、ここでも熱が即座に伝わるわけではない。したがって、加熱フィルム20の記録材先端に該当する部分に適正に熱を供給しようとすれば、記録材Pの先端が加熱ニップHに突入してからでは遅いのである。   During the period when the predetermined power supply amount is supplied without performing PID control and the recording medium is heated by the heating film 20, heating unevenness (gloss level difference) generated between the first and second peripheral edges of the heating film is generated. Selected to be minimal. The reason why the power correction is started before the recording material P enters at the start of paper feeding is that time is taken into consideration until the temperature of the heater 16 rises after the correction power is actually supplied. That is, since the heater temperature does not completely follow the steep power supply, a slight time lag occurs until the actual power supply is reflected in the temperature. In addition, since there is naturally a contact thermal resistance from the heater 16 to the inner surface of the heating film, heat is not immediately transmitted here. Therefore, if heat is appropriately supplied to the portion corresponding to the leading end of the recording material of the heating film 20, it is slow after the leading end of the recording material P enters the heating nip H.

したがって、その分のタイムラグを見込んで、シーケンス上電力の補正を開始するタイミングは決められており、本実施例では記録材Pの加熱ニップHへの突入100msec前としている。   Therefore, in consideration of the time lag, the timing for starting the correction of power in the sequence is determined. In this embodiment, the recording material P enters the heating nip H before 100 msec.

ところで、このタイミングは本実施例では記録材Pの加熱ニップHへの突入タイミングに対してわずかではあるが、マージンをもたせた設定になっている。すなわち、理想的にはヒータの発熱が加熱フィルム内面の温度に反映されるタイミングが、記録材の突入タイミングに完全に合致することが好ましいが、若干それよりも早いタイミングで電力補正は開始されている。これは熱伝達のばらつきを考慮した場合、完全に記録材突入タイミングに電力補正を合わせることは難しいため、電力補正が遅れて温度低下するよりも、若干早めに電力補正を開始してやや温度が高くなる方向に調整することを選択していることによる。本実施例程度であれば実用上は問題ないが、無論このマージンを少しでも多くするほど、よりホットオフセットのリスクが高くなる。なお、この設定は本実施例の構成に限ったものではなく、適宜様々な選択が可能である。 By the way, in this embodiment, the timing is set with a margin, although it is a little with respect to the entry timing of the recording material P into the heating nip H. In other words, ideally, it is preferable that the timing at which the heat generated by the heater is reflected in the temperature of the inner surface of the heating film completely coincides with the inrush timing of the recording material, but the power correction is started at a slightly earlier timing. Yes. This is because it is difficult to completely adjust the power correction to the recording material entry timing when considering the variation in heat transfer, so the power correction starts slightly earlier than the power correction delays and the temperature drops, so the temperature is slightly higher. It becomes due to the fact that has chosen to adjust the direction. If it is about this embodiment, there is no problem in practical use, but of course, the risk of hot offset becomes higher as this margin is increased as much as possible. This setting is not limited to the configuration of the present embodiment, and various selections can be made as appropriate.

また、電力補正開始タイミングは、記録材Pの加熱ニップHへの突入タイミングを基点として設定しているが、実際には本実施例ではレジストローラ46による記録材Pの搬送開始タイミングを基点としている。すなわち、レジストローラ46による記録材Pの搬送開始時には、記録材Pの先端はレジストセンサ47の位置にあるため、ここから記録材Pが加熱ニップHに突入するタイミングを予測し、これに基づいてタイミングを決定している。すなわち実際の制御上の基点はレジストローラ46による記録材Pの搬送開始である。本実施例ではレジストローラ46を基点としているが、これとは別に加熱装置の上流側に搬送状態を検知するセンサを設けて、この検知結果を基点としてもよい。   In addition, the power correction start timing is set based on the entry timing of the recording material P into the heating nip H, but in actuality, in this embodiment, the conveyance start timing of the recording material P by the registration roller 46 is used as a base point. . That is, at the start of conveyance of the recording material P by the registration roller 46, the leading edge of the recording material P is at the position of the registration sensor 47, and therefore the timing at which the recording material P enters the heating nip H is predicted from this, and based on this The timing is determined. That is, the actual control base point is the start of conveyance of the recording material P by the registration roller 46. In this embodiment, the registration roller 46 is used as a base point. However, a sensor for detecting the conveyance state may be provided on the upstream side of the heating device, and the detection result may be used as the base point.

なお、本実施の形態ではヒータ16に供給する電力を補正する際に、記録材Pの坪量による熱容量の違いを考慮している。すなわち、記録材Pの坪量に応じて補正に用いる電力を変えており、本実施の形態においては、実験によって求まった必要電力値からペーパーモードによって場合分けしたテーブルに従ってヒータ16に供給する電力を補正する。実際にはユーザーがプリントモードを指定することによって、不図示のホストコンピュータよりプリントモード情報を、プリント信号とともに受信し、制御回路部21により通紙時の供給電力を決定する。   In the present embodiment, when the power supplied to the heater 16 is corrected, the difference in heat capacity due to the basis weight of the recording material P is taken into consideration. That is, the power used for the correction is changed according to the basis weight of the recording material P. In the present embodiment, the power supplied to the heater 16 according to the table classified according to the paper mode from the necessary power value obtained by the experiment. to correct. Actually, when the user designates the print mode, the print mode information is received together with the print signal from a host computer (not shown), and the control circuit unit 21 determines the supply power when the paper is passed.

表1に本実施の形態における各ペーパーモードと補正時供給電力のテーブルを示す。   Table 1 shows a table of each paper mode and correction supply power in the present embodiment.

Figure 0005550263
Figure 0005550263

図6に本実施の形態における、電力制御方法についてのフローチャートを示す。
以下にフローに従って、実際の補正動作について説明する。
FIG. 6 shows a flowchart of the power control method in the present embodiment.
The actual correction operation will be described below according to the flow.

本実施例では交流電源(交流電力)の周波数が50Hzの場合について説明する。
図6において、画像形成装置は電源ON後にプリント信号を受信可能な状態に立ち上がる(S1)。不図示のホストコンピュータからプリントコマンドを受信(S2)すると、プリント信号からペーパーモードを読み取る(S3)。プリンタ内の制御回路部(CPU)21は、表1に示すようにペーパーモードに対応した補正時供給電力E2(W)を決定する(S4)。その後、制御回路部21はヒータ駆動回路部28を駆動することにより、加熱フィルム20を所定温度に温調すべく、ヒータ16の立ち上げ温調制御を開始する(S5)。この際、ヒータ16への供給電力制御は波数制御によって行われる。波数制御は本実施例では20半波(所定波数)を1単位として通電比率の更新を行う。すなわち通電比率は0半波(0%通電)から20半波(100%通電)まで5%刻みで、通電比率の更新周期はAC電源が50Hzの場合で200msecである。
In this embodiment, a case where the frequency of the AC power supply (AC power) is 50 Hz will be described.
In FIG. 6, the image forming apparatus starts up in a state where a print signal can be received after the power is turned on (S1). When a print command is received from a host computer (not shown) (S2), the paper mode is read from the print signal (S3). The control circuit unit (CPU) 21 in the printer determines the correction supply power E2 (W) corresponding to the paper mode as shown in Table 1 (S4). Thereafter, the control circuit unit 21 drives the heater drive circuit unit 28 to start the heater 16 startup temperature control in order to control the temperature of the heating film 20 to a predetermined temperature (S5). At this time, power supply control to the heater 16 is performed by wave number control. In this embodiment, the wave number control is performed by updating the energization ratio with 20 half waves (predetermined wave number) as one unit. That is, the energization ratio is in increments of 5% from 0 half wave (0% energization) to 20 half wave (100% energization), and the update period of the energization ratio is 200 msec when the AC power supply is 50 Hz.

加熱フィルム20が所定温度付近になり、立ち上げ温調が終了(S6)すると、プリント温調温度である190℃を目標温度に設定してPID制御により目標温度に温調される(S7)。この時も供給電力制御は波数制御である。   When the heating film 20 is close to a predetermined temperature and the start-up temperature adjustment is completed (S6), the print temperature adjustment temperature of 190 ° C. is set as the target temperature, and the temperature is adjusted to the target temperature by PID control (S7). At this time, the supplied power control is wave number control.

その後、記録材突入の300msec前になると、供給電力制御を波数制御から位相制御に切り替える。(S8)ここでの位相制御は波数制御時の通電比率に合わせて、5%刻みで制御するように電源から供給される交流波形の1半波にたいして5%刻みの通電角を用いている。通電角はゼロクロス検知回路62にてゼロクロス信号を検知したときを起点にトライアック61をONするタイミングとして求められる。なお、位相制御時のみ通電比率をより細かく設定することも可能である。   Thereafter, when 300 msec before the recording material enters, the supply power control is switched from wave number control to phase control. (S8) The phase control here uses an energization angle of 5% for one half wave of the AC waveform supplied from the power supply so as to control in units of 5% according to the energization ratio at the time of wave number control. The energization angle is obtained as the timing at which the triac 61 is turned on starting from when the zero cross signal is detected by the zero cross detection circuit 62. It is also possible to set the energization ratio more finely only during phase control.

またこの時、制御回路部21が切り替え命令を出したとしても、波数制御の通電比率の更新周期がこのタイミングに合致していなければ波数制御から位相制御に即切り替えることはできない。したがって実際には波数制御の通電比率の更新タイミングを待って波数制御から位相制御への切り替えが行われることになる。   At this time, even if the control circuit unit 21 issues a switching command, it is not possible to immediately switch from wave number control to phase control unless the update period of the energization ratio of wave number control matches this timing. Therefore, in practice, switching from wave number control to phase control is performed after waiting for the update timing of the energization ratio of wave number control.

その後、記録材突入の100msec前まで電力制御としては位相制御を用いてPID制御を行いながら、目標温度で待機する(S9)。   After that, it waits at the target temperature while performing PID control using phase control as power control until 100 msec before entering the recording material (S9).

記録材突入の100msec前になると、PID制御を中止し、S4時に決定された補正時供給電力として所定の電力E2(W)を出力し(S10)、記録材突入後0msec後まで継続して、E2(W)を供給しつづける(S11)。この時も電力制御は位相制御であり、所定電力は交流波形の1半波内の通電角(位相角)で定義されている。   When 100 msec before the recording material enters, the PID control is stopped, and a predetermined power E2 (W) is output as the correction-time supply power determined at S4 (S10), and continues until 0 msec after the recording material enters, E2 (W) continues to be supplied (S11). At this time, the power control is phase control, and the predetermined power is defined by the energization angle (phase angle) within one half wave of the AC waveform.

その後、記録材突入から0msecまで経過すると位相制御を元の20半波を1単位として通電比率の更新を行う波数制御に切り替える。同時に、プリント温調温度である190℃を目標温度に設定してPID制御を再開する(S12、S13)。   After that, when 0 msec elapses after the recording material rushes, the phase control is switched to wave number control in which the current 20 half-wave is set as one unit and the energization ratio is updated. At the same time, the print temperature adjustment temperature of 190 ° C. is set as the target temperature, and the PID control is resumed (S12, S13).

以上の動作をプリント終了まで続け(S14)、プリントジョブが終了した時点で、温調制御が終了する(S15)。この補正は、プリンタ内の制御回路部(CPU)21内に備えられた、ペーパーモードと補正時供給電力E2(W)のテーブル(表1)に基づいて行う。   The above operation is continued until the end of printing (S14), and when the print job is completed, the temperature control is ended (S15). This correction is performed based on a table (Table 1) of the paper mode and correction supply power E2 (W) provided in the control circuit unit (CPU) 21 in the printer.

ここで、記録材の加熱ニップへの突入300msec前に位相制御に切り替える理由を説明する。   Here, the reason for switching to the phase control 300 msec before the recording material enters the heating nip will be described.

図7に供給電力のタイミングチャートを示す。   FIG. 7 shows a timing chart of the supplied power.

本実施例では記録材の加熱ニップへの突入100msec前に電力補正を開始するが、ここで通電比率の更新周期が合致しないと電力補正が適正に行われず光沢ムラやホットオフセットが生じる。もし仮にこのタイミングまで波数制御が続いた場合、偶然通電比率の更新タイミングが電力補正のタイミングに合わないかぎり、電力補正のタイミングで位相制御を用いようとしとも、位相制御に切り替えることはできない。したがって波数制御から位相制御への切り替えは電力補正のタイミングに先んじて行う必要があることは自明である。波数制御の通電比率の更新タイミングが波数制御から位相制御への切り替えタイミングと合わないことを考慮した場合、最大限タイミングがずれていたとしても確実に電力補正タイミングにおいては位相制御に切り替わっているように設定しなくてはならない。ここで、波数制御の通電比率の更新周期に相当する時間内は位相制御に切り替えることはできない。従って、電力補正のタイミングにおいて確実に位相制御に切り替わっているためには、電力補正のタイミングから波数制御の更新周期に相当する時間以上前のタイミングで位相制御に切り替わっていればよい。本実施例では、連続する2半波以上の所定数である20半波を1単位として通電比率の更新を行う波数制御であり、供給電力の更新周期が200msecであるため、電力補正の開始より200msec前に波数制御から位相制御に切り替わっていればよい。すなわち、電力補正が記録材の突入の100msec前であるから、位相制御への切り替えは300msec前に行えばよいということになる。   In this embodiment, power correction is started 100 msec before the recording material enters the heating nip. However, if the energization ratio update period does not match, the power correction is not performed properly and gloss unevenness and hot offset occur. If the wave number control continues until this timing, unless the accidental energization ratio update timing coincides with the power correction timing, the phase control cannot be switched to the phase control even if the phase control is used at the power correction timing. Therefore, it is obvious that switching from wave number control to phase control needs to be performed prior to the timing of power correction. Considering that the update timing of the energization ratio of the wave number control does not match the switching timing from the wave number control to the phase control, even if the maximum timing is shifted, the power correction timing is surely switched to the phase control. Must be set to Here, it is not possible to switch to the phase control within the time corresponding to the update period of the energization ratio of the wave number control. Therefore, in order to surely switch to the phase control at the power correction timing, it is only necessary to switch to the phase control at a timing more than the time corresponding to the update period of the wave number control from the power correction timing. In this embodiment, the wave number control is performed to update the energization ratio with 20 half waves, which is a predetermined number of continuous two or more half waves as one unit, and the supply power update cycle is 200 msec. It is only necessary to switch from wave number control to phase control 200 msec before. That is, since the power correction is performed 100 msec before the recording material rushes, the switching to the phase control may be performed 300 msec.

無論、これは高調波電流の増大を最小限とする上での最小値であり、電力補正のタイミングのずれを防止するという観点では、電力補正開始の200msecよりも前であればいつでもよい。   Of course, this is the minimum value for minimizing the increase in the harmonic current, and may be any time before 200 msec from the start of power correction from the viewpoint of preventing a shift in the timing of power correction.

また、位相制御から波数制御に戻すタイミングについても、本実施例では電力補正が終了するのと同時としているが、電力補正のタイミングのずれを防止するという観点では、電力補正終了後であればいつでもよい。   Further, the timing for returning from the phase control to the wave number control is also the same as the end of the power correction in the present embodiment. However, from the viewpoint of preventing the deviation of the timing of the power correction, any time after the end of the power correction. Good.

なお、本実施例では交流電源が50Hzの場合について説明しているが、60Hzの場合にはAC電圧の1波あたりの時間が異なるため、当然波数制御から位相制御に切り替えるタイミングも異なってよい。60Hzの場合は1半波が約8.33msecであるから通電比率の更新周期が20半波の本実施例の場合、時間的には電力補正開始の約166.6msec前に波数制御から位相制御に切り替えればよいということになる。したがって記録材の加熱ニップへの突入を基点とした場合は、266.6msecよりも前ということになる。   In this embodiment, the case where the AC power supply is 50 Hz is described. However, since the time per one wave of the AC voltage is different in the case of 60 Hz, the timing of switching from wave number control to phase control may be different. In the case of 60 Hz, since one half wave is about 8.33 msec, in the case of the present embodiment in which the energization ratio update period is 20 half waves, in time, from wave number control to phase control about 166.6 msec before the start of power correction. This means that you can switch to Therefore, when the base point is the entry of the recording material into the heating nip, it is before 266.6 msec.

ここで、交流電源の周波数を検知して、周波数に応じて設定値を異ならせてもよい。また、60Hzと50Hzでは50Hzの方がより早い切り替えタイミングになることから、想定しうる最も低い電源周波数に合わせて、電源周波数によらず最も早いタイミングに切り替えタイミングを設定しておくこともできる。   Here, the frequency of the AC power supply may be detected, and the set value may be varied according to the frequency. In addition, since the switching timing is faster at 50 Hz at 60 Hz and 50 Hz, the switching timing can be set at the earliest timing regardless of the power frequency in accordance with the lowest power frequency that can be assumed.

また、この値は本実施例の波数制御が20半波を更新周期とするからであり、これに限定するものではない。例えば10半波ごとに通電比率の更新を行う波数制御の場合には100msecが更新周期となるため、電力補正開始の100msec前に波数制御から位相制御に切り替えればよいことになる。   Moreover, this value is because the wave number control of the present embodiment sets 20 half waves as the update period, and is not limited to this. For example, in the case of wave number control in which the energization ratio is updated every 10 half-waves, the update cycle is 100 msec. Therefore, it is only necessary to switch from wave number control to phase control 100 msec before the start of power correction.

ところで、上記の例ではヒータ16に供給する電力を補正する際に、ペーパーモードとして記録材Pの坪量による熱容量の違いを考慮しているが、ペーパーモードとして装置の動作速度を異ならせる場合もある。すなわち、坪量60〜70g/mと71〜90g/mの記録材をそれぞれ薄紙モードと通常モードとして通常の速度で定着温度を異ならせて動作させる。一方、坪量91〜128g/mの記録材は厚紙モード1として通常の1/2の速度で装置を動作させ、坪量129〜220g/mの記録材は厚紙モード2として通常の1/3の速度で動作させることもある。このような場合には、補正電力の場合分けだけでなく、補正タイミングを異ならせてもよい。 In the above example, when the power supplied to the heater 16 is corrected, the difference in heat capacity due to the basis weight of the recording material P is considered as the paper mode. is there. That is, recording materials having a basis weight of 60 to 70 g / m 2 and 71 to 90 g / m 2 are operated at different normal fixing speeds in a thin paper mode and a normal mode, respectively. On the other hand, a basis weight 91~128g / m 2 of the recording material to operate the device at normal half speed as thick paper mode 1, basis weight 129~220g / m 2 of the recording material is usually 1 as thick paper mode 2 It may be operated at a speed of / 3. In such a case, the correction timing may be varied as well as the case of the correction power.

この方法として例えば表2に示すようにペーパーモードに応じて補正電力と補正タイミングのテーブルを用い、プリント信号からペーパーモードが決定した時点で電力補正のパラメータを設定すればよい。   As this method, for example, as shown in Table 2, a correction power and correction timing table may be used according to the paper mode, and the power correction parameters may be set when the paper mode is determined from the print signal.

Figure 0005550263
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このように動作速度ごとに補正タイミングを異ならせる理由は、本実施例では前記したように記録材Pの加熱ニップHへの突入タイミングに対して電力補正開始タイミングに若干のマージンをもたせていることに関係する。装置の動作速度が遅いほど加熱フィルムの回転速度も遅くなるが、この時、マージンとしてとっている時間が同じであれば、回転速度が遅い分加熱フィルムの走行距離の点ではマージン分に相当する領域が狭くなる。したがって装置の動作速度が遅い場合にはマージンに相当する分を若干上乗せする必要がある。無論、これはマージンを見込んだ場合であり、必ずしも動作速度ごとに補正タイミングを異ならせる必要はなく、本実施例の記載もこれを限定するものではない。例えば完全に記録材の突入に合わせて電力補正タイミングを設定しているならば、補正開始タイミングはヒータから加熱フィルム内面への熱伝達のタイムラグに相当する分だけであり、動作速度によってタイミングを変える必要はない。   In this embodiment, the reason for making the correction timing different for each operation speed is that, as described above, the power correction start timing has a slight margin with respect to the timing at which the recording material P enters the heating nip H. Related to. The slower the operating speed of the device, the slower the rotation speed of the heating film. At this time, if the time taken as a margin is the same, the rotation speed is slower and it corresponds to the margin in terms of the travel distance of the heating film. The area becomes narrower. Therefore, when the operation speed of the apparatus is slow, it is necessary to add a portion corresponding to the margin. Of course, this is a case where a margin is expected, and it is not always necessary to change the correction timing for each operation speed, and the description of the present embodiment does not limit this. For example, if the power correction timing is set completely in accordance with the entry of the recording material, the correction start timing is only an amount corresponding to the time lag of heat transfer from the heater to the inner surface of the heating film, and the timing is changed depending on the operation speed. There is no need.

また、補正タイミングが異なる場合は当然、波数制御から位相制御への切り替えタイミングも異なってくる。表2の場合、本実施例では位相制御への切り替えタイミングは、補正開始タイミングが110msec前であれば、記録材の突入の310msec前であり、補正開始タイミングが120msec前であれば、記録材の突入の320msec前としている。   Of course, when the correction timing is different, the switching timing from the wave number control to the phase control is also different. In the case of Table 2, in this embodiment, the switching timing to the phase control is 310 msec before the entry of the recording material if the correction start timing is 110 msec, and if the correction start timing is 120 msec, the recording material 320 msec before the rush.

これは前記したように補正開始タイミングに対して波数制御の更新周期に相当する時間分以上先んじて位相制御に切り替える必要があるためである。本実施例では波数制御の更新周期が200msecであるから各補正開始タイミングに対して200msec先んじて位相制御への切り替えを行っている。   This is because, as described above, it is necessary to switch to the phase control at least a time corresponding to the update period of the wave number control with respect to the correction start timing. In this embodiment, since the wave number control update cycle is 200 msec, switching to phase control is performed 200 msec before each correction start timing.

また、補正終了タイミングに関しては、厚紙ほど記録材の突入時に大きく熱が奪われるため、薄紙よりも加熱フィルムの表面温度が安定するまでの時間が僅かに長くなる。したがって、本実施例では坪量が大きい記録材ほど補正終了タイミングを遅くして、合わせこみを行っている。ただし、加熱フィルムやヒータの熱容量、熱伝導率等の装置構成によっては、必ずしも坪量によって補正終了タイミングを異ならせる必要はない。   Regarding the correction end timing, the thicker the paper, the more heat is taken away when the recording material enters, so the time until the surface temperature of the heating film is stabilized becomes slightly longer than that of the thin paper. Therefore, in the present embodiment, the recording material having a larger basis weight is adjusted by delaying the correction end timing. However, depending on the apparatus configuration such as the heat capacity and heat conductivity of the heating film and heater, it is not always necessary to change the correction end timing depending on the basis weight.

なお、位相制御から波数制御への切り替えタイミングは補正終了タイミングと同時であるが、補正終了タイミング以降であればいつでも構わないのは前記したのと同様である。
ところで、上記の例ではペーパーモードとして坪量のみを設定したが、記録材Pの表面性等による差もペーパーモードに含めることができる。記録材表面の平滑性が悪い、ラフ紙と呼ばれる記録材や、表面性がきわめて平滑な光沢紙、OHTなどのフィルム系の記録材においては、加熱装置から記録材Pへの伝熱性や熱容量が一般的なプリント用紙とは異なることから、電力補正に用いる際の電力は異なる。したがって、これらの記録材の種類に応じて電力補正値を異ならせればより最適な制御ができる。
The switching timing from the phase control to the wave number control is the same as the correction end timing, but it may be any time after the correction end timing as described above.
In the above example, only the basis weight is set as the paper mode, but a difference due to the surface property of the recording material P can also be included in the paper mode. The recording material called rough paper with poor smoothness on the surface of the recording material, glossy paper with extremely smooth surface properties, and film-based recording materials such as OHT have heat transfer and heat capacity from the heating device to the recording material P. Since it is different from general print paper, the power used for power correction is different. Therefore, more optimal control can be performed if the power correction value is varied according to the type of the recording material.

表3に記録材の種類も含めた各ペーパーモードと電力補正のパラメータのテーブルを示す。なお、光沢紙はより高い光沢を出すため坪量が小さくても装置の動作速度を遅くして、単位時間あたりの加熱量を増している。また、ラフ紙は表面が粗く定着性が悪いため、同様に装置の動作速度を遅くして単位時間あたりの加熱量を増して確実に定着が可能となるようにしている。   Table 3 shows a table of parameters for each paper mode and power correction including the type of recording material. In addition, since glossy paper gives higher gloss, even if the basis weight is small, the operation speed of the apparatus is decreased and the heating amount per unit time is increased. Further, since rough paper has a rough surface and poor fixability, the operation speed of the apparatus is similarly slowed down to increase the amount of heating per unit time so that fixing can be reliably performed.

Figure 0005550263
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なお、記録材Pの種類はユーザーがプリンタドライバやコントロールパネルで設定するペーパーモードによって指定することもできるが、メディアセンサ51で判別することもできる。   The type of the recording material P can be specified by the paper mode set by the user using the printer driver or the control panel, but can also be determined by the media sensor 51.

図1に示すように本実施例の画像形成装置内にはメディアセンサ51が配置されている。メディアセンサ51の構成概略図を図8に示す。メディアセンサ51は光源としてLED33、読取手段としてCMOSセンサ34、結像レンズとしてレンズ35、36を有している。LED33を光源とする光は、レンズ35を介し、記録材搬送ガイド31もしくは記録材搬送ガイド31上の記録材P表面に照射される。この反射光は、レンズ36を介し集光されてCMOSセンサ34に結像される。これによって、記録材搬送ガイド31もしくは記録材Pの表面映像を読み取る。これにより、記録材Pの紙繊維の表面状態を読み込み、そのアナログ出力をA/D変換しディジタルデータとする。ディジタルデータのゲイン演算及びフィルタ演算は、制御プロセッサ(図不示)によってプログラマブルに処理される。そして、映像比較演算をおこない、この映像比較演算結果に基づき紙種を判定する。   As shown in FIG. 1, a media sensor 51 is arranged in the image forming apparatus of this embodiment. A schematic diagram of the configuration of the media sensor 51 is shown in FIG. The media sensor 51 includes an LED 33 as a light source, a CMOS sensor 34 as a reading unit, and lenses 35 and 36 as imaging lenses. Light having the LED 33 as a light source is irradiated to the recording material conveyance guide 31 or the surface of the recording material P on the recording material conveyance guide 31 through the lens 35. This reflected light is condensed through the lens 36 and imaged on the CMOS sensor 34. Thereby, the surface image of the recording material conveyance guide 31 or the recording material P is read. Thereby, the surface state of the paper fiber of the recording material P is read, and the analog output is A / D converted into digital data. The gain calculation and filter calculation of the digital data are processed in a programmable manner by a control processor (not shown). Then, a video comparison calculation is performed, and the paper type is determined based on the video comparison calculation result.

ところで、記録材Pの加熱ニップHへの突入によって特に光沢ムラによる段差ができやすいのは、いわゆる光沢紙である。何故なら光沢紙は表面の平滑度がきわめて高いため、わずかな温度の差が光沢の差となって現れるからである。また、このように表面の平滑な光沢紙では、わずかな温度の差がホットオフセットとしても現れるため、電力補正値、補正タイミングの点できわめて高い精度を要求される。他に、坪量の大きい記録材も記録材Pの加熱ニップHへの突入による温度変化が大きいため比較的影響が出やすいといえる。このため表3では電力補正値として光沢紙や厚紙が特に大きくなっている。   By the way, it is so-called glossy paper that is particularly likely to have a level difference due to gloss unevenness due to the recording material P entering the heating nip H. This is because glossy paper has a very high surface smoothness, and a slight temperature difference appears as a difference in gloss. Further, in such glossy paper with a smooth surface, a slight temperature difference also appears as a hot offset, so that extremely high accuracy is required in terms of power correction value and correction timing. In addition, it can be said that a recording material having a large basis weight is relatively easily affected by a large temperature change due to the recording material P entering the heating nip H. Therefore, in Table 3, glossy paper and thick paper are particularly large as power correction values.

逆に一般に広く使われる坪量が64〜90g/m程度のプリント用紙は、表面の平滑性はそれほど高くもなく、また坪量も小さいため記録材Pの加熱ニップHへの突入による加熱フィルムの温度変化も小さい。 On the other hand, generally used printing paper having a basis weight of about 64 to 90 g / m 2 is not so high in surface smoothness and has a small basis weight, so that the heating film is formed by the recording material P entering the heating nip H. The temperature change is small.

したがって、坪量の小さい通常のプリント用紙では電力補正値も小さく、補正タイミングもそれほど厳しくはない。またラフ紙は表面が平滑でないため光沢が出づらい。この種のプリント用紙では仮に補正が行われなくてもそれほど光沢段差は大きくは目立たない。よって位相制御を用いずに、波数制御だけで電力補正を行っても補正タイミングのずれとしては許容レベルになる。   Therefore, a normal printing paper with a small basis weight has a small power correction value and the correction timing is not so strict. In addition, rough paper is not glossy because its surface is not smooth. With this type of printing paper, even if correction is not performed, the gloss level difference is not so conspicuous. Therefore, even if the power correction is performed only by the wave number control without using the phase control, the deviation of the correction timing becomes an allowable level.

そこで、たとえば記録材の坪量や種類によっては波数制御から位相制御の切り替えを行わない構成とすることもできる。これにはペーパーモードに応じて電力補正パラメータを設定する際に、例えば表4に示すテーブルを用いればよい。   Therefore, for example, depending on the basis weight and type of the recording material, a configuration in which switching from wave number control to phase control is not performed may be employed. For this purpose, for example, the table shown in Table 4 may be used when setting the power correction parameter according to the paper mode.

Figure 0005550263
Figure 0005550263

なお、本実施例の電力補正タイミングに関しては、この数値に限定するものではない。また本実施例では記録材の加熱ニップへの突入を挟んでその前後に亘って電力補正を行っているが、電力補正は記録材の突入前に終了することもできる。これは電力補正期間は、ヒータへの電力の供給に対してヒータの温度上昇にタイムラグが生じることを前提に設定していることからも明らかである。   Note that the power correction timing of the present embodiment is not limited to this value. In this embodiment, the power correction is performed before and after the recording material enters the heating nip. However, the power correction can be ended before the recording material enters. This is apparent from the fact that the power correction period is set on the assumption that a time lag occurs in the temperature rise of the heater with respect to the supply of power to the heater.

以上、説明したように、記録材Pの加熱ニップHへの突入タイミングの前後一定時間、PID制御を中止し、ヒータ16に供給される電力を所定の値に補正して供給する。これとともに、電力補正のタイミングに先んじて波数制御を位相制御に切り替えることで、高調波電流を増すことなく電力補正のタイミングと供給電力の更新タイミングのずれを極小に抑えることができる。これにより記録材Pの突入に伴う温度変動を生じることなく、より安定した温度制御を行うことができる。   As described above, the PID control is stopped for a certain time before and after the entry timing of the recording material P into the heating nip H, and the power supplied to the heater 16 is corrected to a predetermined value and supplied. At the same time, by switching the wave number control to the phase control prior to the power correction timing, it is possible to minimize the deviation between the power correction timing and the supply power update timing without increasing the harmonic current. Thus, more stable temperature control can be performed without causing temperature fluctuations accompanying the entry of the recording material P.

実施例1においては、電力供給に際して通電比率の主たる制御には波数制御を用いていたが、本実施例では波数制御と位相制御を組み合わせた制御を用いる。これは波数制御のように所定周期内に必ず1半波に対して100%通電もしくは非通電(0%通電)を行う波形を有するとともに、同じ周期内に1半波に対して通電角を制御して位相制御を行う波形を含ませることで、所定周期での通電比率を制御するものである。ここでは、この制御を「ハイブリッド制御」と定義する。   In the first embodiment, the wave number control is used for the main control of the energization ratio at the time of power supply. However, in this embodiment, a combination of the wave number control and the phase control is used. This has a waveform that always conducts 100% energization or non-energization (0% energization) for one half wave within a predetermined period like wave number control, and controls the energization angle for one half wave within the same period. Thus, by including a waveform for performing phase control, the energization ratio in a predetermined cycle is controlled. Here, this control is defined as “hybrid control”.

すなわちハイブリッド制御は、基本的に1半波以上の数半波を1単位とした波数制御であるが、その内の数半波に対して位相制御を行うものである。   That is, the hybrid control is basically wave number control in which several half waves of one half wave or more are set as one unit, and phase control is performed with respect to several half waves.

ハイブリッド制御では制御周期内に位相制御を行う波形を含むため、ここで細かい通電比率の設定ができ、波数制御だけで通電比率を制御する場合よりも制御周期を短くできる。一方、AC電圧の一部の波にのみ位相制御を行うため、位相制御だけで通電比率を制御する場合よりも高調波電流の増加を極力抑える設定とすることができる。   In hybrid control, since the waveform for performing phase control is included in the control cycle, a fine energization ratio can be set here, and the control cycle can be shortened compared with the case where the energization ratio is controlled only by wave number control. On the other hand, since the phase control is performed only on a part of the waves of the AC voltage, it is possible to make a setting that suppresses the increase of the harmonic current as much as possible compared to the case where the energization ratio is controlled only by the phase control.

本実施例では通電比率の制御周期は8半波とした。ここで交流電源が50Hzの場合には制御周期(更新周期)は80msecとなる。   In this embodiment, the control period of the energization ratio is 8 half waves. Here, when the AC power supply is 50 Hz, the control cycle (update cycle) is 80 msec.

8半波単位で通常の波数制御を行った場合は、通電比率は12.5%刻みでしか制御できないため、ヒータに供給される電力の変動幅が大きくなる。するとヒータの温度リップルも大きくなるため、顕画像を加熱処理した際には、加熱ムラが画像上の光沢ムラとなって現れやすくなる。これに対して、本実施例に用いるハイブリッド制御では8半波中に位相制御を行う半波を数波含むことで、8半波単位でも細かい通電比率を設定できる。   When normal wave number control is performed in units of 8 half-waves, the energization ratio can be controlled only in increments of 12.5%, so the fluctuation range of the power supplied to the heater becomes large. Then, since the temperature ripple of the heater also increases, when the visible image is heated, uneven heating tends to appear as uneven gloss on the image. On the other hand, in the hybrid control used in this embodiment, a small energization ratio can be set even in units of 8 half-waves by including several half-waves for phase control in the 8 half-waves.

また20半波単位の波数制御のみで行う場合よりも、通常動作時の通電比率の更新周期が短くできるため、よりムラのない安定した制御にすることができるとともに、フリッカノイズも減らすことができる。   In addition, since the cycle of updating the energization ratio during normal operation can be shortened compared to the case where only the wave number control in units of 20 half-waves is performed, stable control without unevenness can be achieved and flicker noise can be reduced. .

ハイブリッド制御では1単位あたりの波数をより少なくすることができるが、あまり少なくすると全体における位相制御の比率が高くなるため高調波電流が増大する。したがって本実施例ではバランスのとれた8半波を通電比率の更新周期として設定した。勿論、装置構成によってこれは異なるものであり、この設定に限定するものではない。   In hybrid control, the number of waves per unit can be reduced. However, if the number is too small, the ratio of phase control in the whole increases, and the harmonic current increases. Therefore, in this embodiment, balanced eight half waves are set as the energization ratio update period. Of course, this differs depending on the apparatus configuration, and is not limited to this setting.

なお、実際の制御では各通電比率ごとにあらかじめAC電圧の波形パターンを設定しておき、PID制御によって設定される通電比率ごとに各パターンにしたがった波形で通電する。   In actual control, a waveform pattern of an AC voltage is set in advance for each energization ratio, and energization is performed with a waveform according to each pattern for each energization ratio set by PID control.

表5に本実施例の通電比率ごとの波形パターンを示す。本実施例では通電比率を5%刻みとして0%から100%まで計21パターンの波形を設定した。なお、実施例1も含め本実施例では5%刻みの通電比率を例に記載しているが、無論、通電比率はより細かくすることができ、例えば1%刻みに設定することもできる。ハイブリッド制御では位相制御を行う半波を含むため、通電比率の設定をいくら細かくしても、波数の制御単位を増す必要はない。   Table 5 shows a waveform pattern for each energization ratio of this example. In this example, the energization ratio was set in increments of 5%, and a total of 21 waveforms were set from 0% to 100%. In this embodiment, including the first embodiment, the energization ratio in increments of 5% is described as an example. Of course, the energization ratio can be made finer, for example, can be set in increments of 1%. Since the hybrid control includes a half-wave that performs phase control, it is not necessary to increase the control unit of the wave number no matter how finely the energization ratio is set.

Figure 0005550263
Figure 0005550263

本実施例では上記の波形パターンを用いたハイブリッド制御で供給電力制御を行い、記録材の加熱ニップへの突入タイミング前にヒータへの供給電力補正を行うタイミングに先んじて、ハイブリッド制御を位相制御に切り替え、電力補正は位相制御によって行う。   In this embodiment, the supply power control is performed by hybrid control using the above waveform pattern, and the hybrid control is changed to phase control prior to the timing of correcting the supply power to the heater before the recording material enters the heating nip. Switching and power correction are performed by phase control.

図9に本実施例の動作のフローチャートを示す。以下にフローに従って、実際の補正動作について説明する。なお、本実施例では、画像形成装置の構成も実施例1と同様であり、図1に示すとおりである。また、加熱装置の構成は、実施例1と同様で図2〜4に示した通りであり、重複する説明は省略する。   FIG. 9 shows a flowchart of the operation of this embodiment. The actual correction operation will be described below according to the flow. In this embodiment, the configuration of the image forming apparatus is the same as that of the first embodiment, as shown in FIG. Moreover, the structure of a heating apparatus is the same as that of Example 1, and is as having shown in FIGS. 2-4, The overlapping description is abbreviate | omitted.

図9において、画像形成装置は電源ON後にプリント信号を受信可能な状態に立ち上がる(S101)。不図示のホストコンピュータからプリントコマンドを受信(S102)すると、プリント信号からペーパーモードを読み取る(S103)。プリンタ内の制御回路部(CPU)21は、表1に示すようにペーパーモードに対応した補正時供給電力E2(W)を決定する(S104)。その後、制御回路部21はヒータ駆動回路部28を駆動することにより、加熱フィルム20を所定温度に温調すべく、ヒータ16の立ち上げ温調制御を開始する(S105)。この際、ヒータ16への供給電力制御は表5に示した通電比率のパターンを用いたハイブリッド制御によって行われる。本実施例では通電比率の更新周期はAC電源が50Hzの場合で80msecである。   In FIG. 9, the image forming apparatus starts up in a state where it can receive a print signal after the power is turned on (S101). When a print command is received from a host computer (not shown) (S102), the paper mode is read from the print signal (S103). The control circuit unit (CPU) 21 in the printer determines the correction supply power E2 (W) corresponding to the paper mode as shown in Table 1 (S104). Thereafter, the control circuit unit 21 drives the heater drive circuit unit 28 to start the heater 16 startup temperature control in order to control the temperature of the heating film 20 to a predetermined temperature (S105). At this time, power supply control to the heater 16 is performed by hybrid control using the energization ratio pattern shown in Table 5. In the present embodiment, the update period of the energization ratio is 80 msec when the AC power source is 50 Hz.

加熱フィルム20が所定温度付近になり、立ち上げ温調が終了(S106)すると、プリント温調温度である190℃を目標温度に設定してハイブリッド制御を用いたPID制御により目標温度に温調される(S107)。   When the heating film 20 is close to a predetermined temperature and the start-up temperature adjustment is completed (S106), the print temperature adjustment temperature 190 ° C. is set as the target temperature, and the temperature is adjusted to the target temperature by PID control using hybrid control. (S107).

その後、記録材突入の180msec前になると、供給電力制御をハイブリッド制御から位相制御に切り替える(S108)。この時、実際には制御回路部21が切り替え命令を出して以降、次にハイブリッド制御の通電比率の更新タイミングがきた時にハイブリッド制御から位相制御に切り替わる。したがって実際に切り替わるタイミングは記録材突入の180msec前から100msecの間でばらつく。   Thereafter, when 180 msec before the recording material enters, the supply power control is switched from the hybrid control to the phase control (S108). At this time, actually, after the control circuit unit 21 issues a switching command, the hybrid control is switched to the phase control when the next energization ratio update timing of the hybrid control comes. Therefore, the actual switching timing varies from 180 msec before entering the recording material to 100 msec.

記録材突入の180msec前から位相制御に切り替えるのは、ハイブリッド制御から位相制御に切り替わるタイミングは、実施例1のように電力補正の開始タイミングから通電比率の更新周期に相当する時間分以上遡るタイミングでなくてはならないからである。すなわち本実施例のハイブリッド制御の通電比率の更新周期が8半波=80msec(50Hzの場合)であり、80+100=180msecとなるためである。勿論実施例1にも記載したように交流電源の周波数に応じてこの数値は異ならせてもよい。   The reason why the phase control is switched to 180 msec before the recording material rushes is that the timing when the hybrid control is switched to the phase control is a timing that goes back more than the time corresponding to the update period of the energization ratio from the power correction start timing as in the first embodiment. It is necessary. That is, the update period of the energization ratio of the hybrid control of this embodiment is 8 half waves = 80 msec (in the case of 50 Hz), and 80 + 100 = 180 msec. Of course, as described in the first embodiment, this numerical value may be varied depending on the frequency of the AC power supply.

その後、位相制御に切り替わりしだい電力制御としては位相制御を用いてPID制御を行いながら、目標温度で待機する(S109)。少なくとも記録材突入の100msec前の時点では確実に位相制御に切り替わっている。そのため、記録材突入の100msec前になるとPID制御を中止し、S104時に決定された補正時供給電力として所定電力E2(W)を出力し(S110)、記録材突入後0msec後まで継続して、位相制御によりE2(W)を供給し続ける(S111)。その後、記録材突入から0msec前まで経過すると位相制御を元の8波を1単位として通電比率の更新を行うハイブリッド制御に切り替える。同時に、プリント温調温度である190℃を目標温度に設定してPID制御を再開する(S112、S113)。   After that, as soon as the phase control is switched, the power control waits at the target temperature while performing the PID control using the phase control (S109). The phase control is surely switched to at least 100 msec before entering the recording material. Therefore, the PID control is stopped 100 msec before the recording material rushes, the predetermined power E2 (W) is output as the correction power supply determined at S104 (S110), and continues until 0 msec after the recording material rushes. E2 (W) is continuously supplied by phase control (S111). Thereafter, when the recording material rushes to 0 msec before, the phase control is switched to the hybrid control in which the current ratio is updated with the original 8 waves as one unit. At the same time, the print temperature adjustment temperature of 190 ° C. is set as the target temperature and the PID control is resumed (S112, S113).

以上の動作をプリント終了まで続け(S114)、プリントジョブが終了した時点で、温調制御が終了する(S115)。この補正は、プリンタ内の制御回路部(CPU)21内に備えられた、ペーパーモードと補正時供給電力E2(W)のテーブル(表1)に基づいて行う。   The above operation is continued until the end of printing (S114), and when the print job is finished, the temperature control is finished (S115). This correction is performed based on a table (Table 1) of the paper mode and correction supply power E2 (W) provided in the control circuit unit (CPU) 21 in the printer.

以上、説明したように波数制御に位相制御を組み合わせたハイブリッド制御を用いることで、高調波電流をある程度抑えながら通電比率の更新周期を短くして、より通常の温度制御を安定させることができる。   As described above, by using the hybrid control in which the phase control is combined with the wave number control as described above, it is possible to shorten the energization ratio update period while suppressing the harmonic current to some extent, and to stabilize the normal temperature control.

1M、1C、1Y、1Bk 画像形成部
2a、2b、2c、2d 感光ドラム
3a、3b、3c、3d 帯電ローラ
4a、4b、4c、4d 現像装置
5a、5b、5c、5d 転写ローラ
6a、6b、6c、6d ドラムクリーニング装置
12 加熱装置
16 セラミックヒー
18 メインサーミス
19 サブサーミスタ
20 加熱フィル
21 制御回路
22 加圧ロー
28 ヒータ駆動回路部
40 中間転写ベルト
44 2次転写ローラ
45 ベルトクリーニング装置
46 レジストローラ
47 レジストセンサ
50 環境センサ
51 メディアセンサ
60 交流電
P 記録材
N 1次転写部
M 2次転写部
t トナー
1M, 1C, 1Y, 1Bk Image forming units 2a, 2b, 2c, 2d Photosensitive drums 3a, 3b, 3c, 3d Charging rollers 4a, 4b, 4c, 4d Developing devices 5a, 5b, 5c, 5d Transfer rollers 6a, 6b, 6c, 6d drum cleaning device 12 heating device 16 ceramic heater motor 18 main thermistor 19 sub thermistor 20 heated fill arm 21 the control circuit 22 the pressure low la 28 heater driving circuit portion 40 the intermediate transfer belt 44 secondary transfer roller 45 belt cleaning 46 registration rollers 47 register sensor 50 environmental sensor 51 media sensor 60 AC power P recording material N 1 transfer portion M 2 transfer portion t toner

Claims (17)

未定着トナー像を記録材に形成する画像形成部と、
定着回転体と、商用交流電源から供給される電力によって発熱し前記定着回転体を加熱するヒータと、前記定着回転体との間にニップ部を形成する加圧部材と、前記定着回転体又は前記ヒータの温度を検知する温度検知部材と、を有し、前記ニップ部で前記未定着トナー像が形成された記録材を搬送しながら加熱し前記未定着トナー像を記録材に定着する定着部と、
前記温度検知部材の検知温度に応じて前記商用交流電源から前記ヒータへ供給する電力を制御する電力制御部と、を備える画像形成装置において、
前記電力制御部は、波数制御または波数制御と位相制御とを組み合わせた制御を用いて第1の周期毎に前記検知温度に応じた電力を前記ヒータに供給する第1の電力供給制御モードと、位相制御を用いて前記第1の周期より短い第2の周期毎に前記検知温度に応じた電力を前記ヒータに供給する第2の電力供給制御モードと、前記ヒータに供給する電力を増加させる第3の電力供給制御モードと、を実行可能であって、
前記ニップ部で前記未定着トナー像を記録材に定着する時は前記第1の電力供給制御モードを実行し、
記録材の先端が前記ニップ部へ進入する前に、前記第3の電力供給制御モードを実行し、前記第3の電力供給制御モードの前に前記第1の電力供給制御モードを実行する状態から前記第2の電力供給制御モードを実行する状態へ切り替えることを特徴とする画像形成装置。
An image forming unit for forming an unfixed toner image on a recording material;
A fixing rotator, a heater that generates heat by electric power supplied from a commercial AC power source and heats the fixing rotator, a pressure member that forms a nip portion between the fixing rotator, and the fixing rotator or the A temperature detecting member that detects the temperature of the heater, and a fixing unit that heats the recording material on which the unfixed toner image is formed at the nip portion while heating the recording material and fixes the unfixed toner image on the recording material. ,
An image forming apparatus comprising: a power control unit that controls power supplied from the commercial AC power source to the heater according to a detection temperature of the temperature detection member.
The power control unit includes a first power supply control mode in which power corresponding to the detected temperature is supplied to the heater for each first cycle by using wave number control or control in which wave number control and phase control are combined . A second power supply control mode in which power corresponding to the detected temperature is supplied to the heater every second cycle shorter than the first cycle using phase control; and a second power supply control mode for increasing the power supplied to the heater. 3 power supply control modes can be executed,
When the unfixed toner image is fixed on the recording material at the nip portion, the first power supply control mode is executed,
From the state in which the third power supply control mode is executed before the leading edge of the recording material enters the nip portion, and the first power supply control mode is executed before the third power supply control mode. An image forming apparatus that switches to a state in which the second power supply control mode is executed.
記録材の先端が前記ニップ部へ進入する前に、前記第1の電力供給制御モード、前記第2の電力供給制御モード、前記第3の電力供給制御モード、の順に前記ヒータへの電力供給制御を実行することを特徴とする請求項1に記載の画像形成装置。   Before the leading edge of the recording material enters the nip portion, the power supply control to the heater is performed in the order of the first power supply control mode, the second power supply control mode, and the third power supply control mode. The image forming apparatus according to claim 1, wherein: 前記第1の電力供給制御モードから前記第2の電力供給制御モードに切り替えるタイミングは、前記第3の電力供給制御モードが開始されるタイミングから、前記第1の周期に相当する時間以上前のタイミングであることを特徴とする請求項1に記載の画像形成装置。 The timing for switching from the first power supply control mode to the second power supply control mode is a timing that is more than the time corresponding to the first period from the timing at which the third power supply control mode is started. The image forming apparatus according to claim 1, wherein the image forming apparatus is an image forming apparatus. 前記ニップ部で記録材を第1の速度で搬送する第1の定着処理モードと、前記ニップ部で記録材を前記第1の速度より遅い第2の速度で搬送する第2の定着処理モードと、を実行可能であり、
前記第3の電力供給制御モードの実行を開始してから記録紙の先端が前記ニップ部へ進入するまでの時間は、前記第1の定着処理モードよりも前記第2の定着処理モードの方が長いことを特徴とする請求項1乃至のいずれか1項に記載の画像形成装置。
A first fixing processing mode in which the recording material is transported at a first speed in the nip portion; and a second fixing processing mode in which the recording material is transported at a second speed slower than the first speed in the nip portion. Is feasible, and
The time from the start of execution of the third power supply control mode until the leading edge of the recording paper enters the nip portion is greater in the second fixing processing mode than in the first fixing processing mode. the image forming apparatus according to any one of claims 1 to 3, wherein the longer.
前記第2の定着処理モードにおいて前記第3の電力供給制御モードを実行する間に前記ヒータに供給する電力は、前記第1の定着処理モードにおいて前記第3の電力供給制御モードを実行する間に前記ヒータに供給する電力よりも大きいことを特徴とする請求項に記載の画像形成装置。 The power supplied to the heater during execution of the third power supply control mode in the second fixing processing mode is the same as that during execution of the third power supply control mode in the first fixing processing mode. The image forming apparatus according to claim 4 , wherein the power is larger than the power supplied to the heater. 記録材として普通紙が使用された場合に前記第1の定着処理モードが実行され、記録材として前記普通紙よりも坪量の大きい厚紙が使用された場合に前記第2の定着処理モードが実行されることを特徴とする請求項又はに記載の画像形成装置。 The first fixing processing mode is executed when plain paper is used as the recording material, and the second fixing processing mode is executed when thick paper having a basis weight larger than that of the plain paper is used as the recording material. the image forming apparatus according to claim 4 or 5, characterized in that it is. 記録材として光沢紙が使用された場合に、記録材の先端が前記ニップ部へ進入する前に、前記第3の電力供給制御モードを実行し、前記第3の電力供給制御モードの前に前記第1の電力供給制御モードを実行する状態から前記第2の電力供給制御モードを実行する状態へ切り替えることを特徴とする請求項1乃至のいずれか1項に記載の画像形成装置。 When glossy paper is used as the recording material, the third power supply control mode is executed before the leading edge of the recording material enters the nip portion, and before the third power supply control mode, the third power supply control mode is executed. the image forming apparatus according to any one of claims 1 to 6, characterized in that switching to a state for executing the second power supply control mode from the state to execute the first power supply control mode. 記録材としてラフ紙が使用された場合に、記録材の先端が前記ニップ部へ進入する前に、前記第1の電力供給制御モードのみを実行することを特徴とする請求項1乃至のいずれか1項に記載の画像形成装置。 When the rough paper is used as a recording material, before the leading end of the recording material enters into the nip, one of the claims 1 to 7, characterized in that to perform only the first power supply control mode The image forming apparatus according to claim 1. 前記第3の電力供給制御モードは、位相制御のみで制御を行うモードであることを特徴とする請求項1乃至のいずれか1項に記載の画像形成装置。 The third power supply control mode, the image forming apparatus according to any one of claims 1 to 8, characterized in that a mode for controlling only the phase control. 前記定着回転体はエンドレスベルトであることを特徴とする請求項1乃至のいずれか1項に記載の画像形成装置。 The fixing rotator image forming apparatus according to any one of claims 1 to 9, characterized in that an endless belt. 前記ヒータは前記ベルトに接触することを特徴とする請求項10に記載の画像形成装置。 The image forming apparatus according to claim 10 , wherein the heater is in contact with the belt. 前記ヒータは前記ベルトの内面に接触し、前記ベルトを介して前記加圧部材と共に前記ニップ部を形成することを特徴とする請求項11に記載の画像形成装置。 The image forming apparatus according to claim 11 , wherein the heater is in contact with an inner surface of the belt and forms the nip portion together with the pressure member via the belt. 未定着トナー像を記録材に形成する画像形成部と、
定着回転体と、商用交流電源から供給される電力によって発熱し前記定着回転体を加熱するヒータと、前記定着回転体との間にニップ部を形成する加圧部材と、前記定着回転体又は前記ヒータの温度を検知する温度検知部材と、を有し、前記ニップ部で前記未定着トナー像が形成された記録材を搬送しながら加熱し前記未定着トナー像を記録材に定着する定着部と、
前記温度検知部材の検知温度に応じて前記商用交流電源から前記ヒータへ供給する電力を制御する電力制御部と、を備える画像形成装置において、
前記電力制御部は、波数制御または波数制御と位相制御とを組み合わせた制御を用いて第1の周期毎に前記検知温度に応じた電力を前記ヒータに供給する第1の電力供給制御モードと、位相制御を用いて前記第1の周期より短い第2の周期毎に前記検知温度に応じた電力を前記ヒータに供給する第2の電力供給制御モードと、を実行可能であって、前記ニップ部で前記未定着トナー像を記録材に定着する時は前記第1の電力供給制御モードを実行し、
記録材の先端が前記ニップ部へ進入する前に、前記第1の電力供給制御モードを実行する状態から前記第2の電力供給制御モードを実行する状態へ切り替え前記第2の電力供給制御モードを実行している間に前記ヒータへ供給する電力を増加させることを特徴とする画像形成装置。
An image forming unit for forming an unfixed toner image on a recording material;
A fixing rotator, a heater that generates heat by electric power supplied from a commercial AC power source and heats the fixing rotator, a pressure member that forms a nip portion between the fixing rotator, and the fixing rotator or the A temperature detecting member that detects the temperature of the heater, and a fixing unit that heats the recording material on which the unfixed toner image is formed at the nip portion while heating the recording material and fixes the unfixed toner image on the recording material. ,
An image forming apparatus comprising: a power control unit that controls power supplied from the commercial AC power source to the heater according to a detection temperature of the temperature detection member.
The power control unit includes a first power supply control mode in which power corresponding to the detected temperature is supplied to the heater for each first cycle by using wave number control or control in which wave number control and phase control are combined . A second power supply control mode in which power corresponding to the detected temperature is supplied to the heater every second period shorter than the first period using phase control, and the nip portion When the unfixed toner image is fixed on the recording material, the first power supply control mode is executed.
Before the leading edge of the recording material enters the nip portion, the second power supply control mode is switched from the state in which the first power supply control mode is executed to the state in which the second power supply control mode is executed. An image forming apparatus comprising: increasing power supplied to the heater during execution.
前記第1の電力供給制御モードから前記第2の電力供給制御モードに切り替えるタイミングは、前記第2の電力供給制御モードを実行している間に前記ヒータへ供給する電力を増加させることを開始するタイミングから、前記第1の周期に相当する時間以上前のタイミングであることを特徴とする請求項13に記載の画像形成装置。 The timing for switching from the first power supply control mode to the second power supply control mode starts to increase the power supplied to the heater while the second power supply control mode is being executed. The image forming apparatus according to claim 13 , wherein the timing is at least a time before the time corresponding to the first period from the timing. 前記定着回転体はエンドレスベルトであることを特徴とする請求項13又は14に記載の画像形成装置。 The image forming apparatus according to claim 13 or 14, wherein the fixing rotator is an endless belt. 前記ヒータは前記ベルトに接触することを特徴とする請求項15に記載の画像形成装置。 The image forming apparatus according to claim 15 , wherein the heater is in contact with the belt. 前記ヒータは前記ベルトの内面に接触し、前記ベルトを介して前記加圧部材と共に前記ニップ部を形成することを特徴とする請求項16に記載の画像形成装置。 The image forming apparatus according to claim 16 , wherein the heater is in contact with an inner surface of the belt and forms the nip portion together with the pressure member via the belt.
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