JPH05297758A - Fixing device - Google Patents

Fixing device

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Publication number
JPH05297758A
JPH05297758A JP4100933A JP10093392A JPH05297758A JP H05297758 A JPH05297758 A JP H05297758A JP 4100933 A JP4100933 A JP 4100933A JP 10093392 A JP10093392 A JP 10093392A JP H05297758 A JPH05297758 A JP H05297758A
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JP
Japan
Prior art keywords
temperature
power
electric power
allowable
recording paper
Prior art date
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Pending
Application number
JP4100933A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Katsuya Oda
勝也 小田
Akiyoshi Kanzaki
明佳 神前
Kenju Oka
建樹 岡
Norimasa Kubota
憲応 窪田
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Minolta Co Ltd
Original Assignee
Minolta Co Ltd
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Filing date
Publication date
Application filed by Minolta Co Ltd filed Critical Minolta Co Ltd
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Publication of JPH05297758A publication Critical patent/JPH05297758A/en
Pending legal-status Critical Current

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Abstract

PURPOSE:To restrain temperature ripple and overshoot to a minimum and to prevent the unevenness of fixing and the shortening of the life of each part. CONSTITUTION:A microcomputer 13 controls an SSR 12 through a NAND circuit 16 and a buffer 17 based on temperature detected by a thermistor 7 so as to supply power to a resistance heating element 3 by switching the power (200W) at which the temperature of the nip part of an upper roller necessarily rises when the paper of allowable maximum size and maximum basis weight, where toner is stuck all over the surface, passes under the allowable lowest ambient temperature of an image forming device and the power (100W) at which the temperature of the nip part of the upper roller necessarily lowers when the recording paper of allowable minimum size and minimum basis weight, where the toner is not stuck, passes under the allowable highest ambient temperature.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、例えば電子写真式複写
機やプリンタ等に適用され、記録紙に形成されたトナー
像を熱定着する定着装置に関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a fixing device which is applied to, for example, an electrophotographic copying machine, a printer or the like and heat-fixes a toner image formed on a recording sheet.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来より、感光導電体に形成した静電潜
像をトナーで現像し、得られたトナー像を記録紙に転写
した後、定着装置で熱定着することにより画像を形成す
る電子写真式の複写機やプリンタが用いられている。上
記定着装置は、例えばハロゲンランプ等の発熱体をO
N、OFFすることにより、定着温度を所定の範囲に制
御するようになっている。
2. Description of the Related Art Conventionally, an electrostatic latent image formed on a photosensitive conductor is developed with toner, the obtained toner image is transferred to a recording paper, and then thermally fixed by a fixing device to form an image. Photocopiers and printers are used. In the fixing device, a heating element such as a halogen lamp is used as an O
By turning off N and OFF, the fixing temperature is controlled within a predetermined range.

【0003】[0003]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
ように発熱体をON、OFFして定着温度を制御するよ
うに構成された定着装置では、発熱体のON時には定着
温度が急激に上昇する一方、OFF時には定着温度が急
激に低下する。それゆえ、温度リプルが大きく、定着の
程度にむらが生じがちであるうえ、温度のオーバシュー
トも大きいために定着装置等を構成する各部の寿命低下
を招きがちであるという問題点を有していた。
However, in the fixing device configured to control the fixing temperature by turning on and off the heating element as described above, the fixing temperature rises sharply when the heating element is turned on. , OFF, the fixing temperature drops sharply. Therefore, there is a problem that the temperature ripple is large, unevenness in the degree of fixing tends to occur, and the temperature overshoot is large, so that the life of each part constituting the fixing device and the like tends to be shortened. It was

【0004】本発明は上記の点に鑑み、温度リプルやオ
ーバシュートを小さく抑えて、定着むらや各部の寿命低
下を防止することができる定着装置の提供を目的として
いる。
In view of the above points, an object of the present invention is to provide a fixing device capable of suppressing temperature ripples and overshoots to prevent uneven fixing and shortening of the life of each part.

【0005】[0005]

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、請求項1の発明は、トナー像が形成された記録紙に
加熱ローラを圧接して定着を行う定着装置において、前
記加熱ローラを加熱するための発熱手段と、発熱手段に
電力を供給する電力供給手段と、加熱ローラの記録紙圧
接部またはその付近の温度を検出する温度検出手段と、
温度検出手段によって所定の温度より低い第1の温度が
検出されたときに、電力供給手段に第1の電力を供給さ
せる一方、前記所定の温度よりも高い第2の温度が検出
されたときに、第2の電力を供給させるように制御する
制御手段とを有し、上記第1の電力は、許容最低環境温
度のもとで、全面にトナーの付着した許容最大サイズお
よび最大坪量の用紙が通紙された場合に、検出手段の検
出温度を上昇させ得る電力に設定されている一方、上記
第2の電力は、許容最高環境温度のもとで、トナーの付
着していない許容最小サイズおよび最小坪量の用紙が通
紙された場合に、検出手段の検出温度を低下させ得る電
力に設定されていることを特徴としている。
In order to achieve the above object, the invention of claim 1 is a fixing device for fixing a recording paper on which a toner image is formed by pressing a heating roller against the recording paper to heat the heating roller. Heating means for heating, a power supply means for supplying power to the heating means, and a temperature detection means for detecting the temperature of the recording paper pressure contact portion of the heating roller or the vicinity thereof,
When the temperature detecting means detects the first temperature lower than the predetermined temperature, the power supply means is caused to supply the first electric power, and when the second temperature higher than the predetermined temperature is detected. And a control means for controlling to supply a second electric power, and the first electric power has a maximum allowable size and a maximum basis weight with toner adhered to the entire surface under the minimum allowable environmental temperature. Is set to an electric power that can raise the temperature detected by the detecting means when the paper is passed, the second electric power is an allowable minimum size with no toner adhered under the maximum allowable environmental temperature. Also, when the paper having the minimum basis weight is passed, the electric power is set so that the temperature detected by the detection means can be lowered.

【0006】また、請求項2の発明は、トナー像が形成
された記録紙に加熱ローラを圧接して定着を行う定着装
置において、前記加熱ローラを加熱するための発熱手段
と、発熱手段に電力を供給する電力供給手段と、加熱ロ
ーラの記録紙圧接部またはその付近の温度を検出する温
度検出手段と、電力供給手段に、所定の周期を検出手段
の検出温度に基づいて所定の比で配分した時間ごとに、
第1の電力と、第1の電力よりも小さい第2の電力とを
交互に供給させるように制御する制御手段とを備えたこ
とを特徴としている。
According to a second aspect of the present invention, in a fixing device for fixing a recording paper on which a toner image is formed by pressing a heating roller against the recording paper, a heating means for heating the heating roller and an electric power for the heating means. Power supply means, a temperature detection means for detecting the temperature of the recording paper pressure contact portion of the heating roller or the vicinity thereof, and a power supply means, a predetermined cycle is distributed at a predetermined ratio based on the temperature detected by the detection means. Every hour
It is characterized in that it is provided with control means for controlling so as to alternately supply the first electric power and the second electric power smaller than the first electric power.

【0007】[0007]

【作用】請求項1の発明においては、制御手段は、電力
供給手段に、温度検出手段によって第1の温度が検出さ
れたときに、許容最低環境温度のもとで全面にトナーの
付着した許容最大サイズおよび最大坪量の用紙が通紙さ
れた場合に検出手段の検出温度を上昇させ得る第1の電
力を供給させる一方、第1の温度よりも高い第2の温度
が検出されたときに、許容最高環境温度のもとでトナー
の付着していない許容最小サイズおよび最小坪量の用紙
が通紙された場合に検出手段の検出温度を低下させ得る
第2の電力を供給させるように制御する。
According to the present invention, the control means allows the power supply means to allow the toner to adhere to the entire surface under the minimum allowable environmental temperature when the first temperature is detected by the temperature detecting means. When the first electric power that can raise the detection temperature of the detection unit is supplied when the paper of the maximum size and the maximum basis weight is passed, and when the second temperature higher than the first temperature is detected. Controlling to supply a second electric power capable of lowering the temperature detected by the detecting means when a sheet of the minimum allowable size and minimum basis weight without toner adhered is passed under the maximum allowable ambient temperature To do.

【0008】また、請求項2の発明においては、制御手
段は、電力供給手段に、所定の周期を検出手段の検出温
度に基づいて所定の比で配分した時間ごとに、第1の電
力と、第1の電力よりも小さい第2の電力とを交互に供
給させるように制御する。
Further, in the invention of claim 2, the control means provides the power supply means with the first power at every time when a predetermined cycle is distributed at a predetermined ratio based on the temperature detected by the detection means. The control is performed so that the second electric power smaller than the first electric power is supplied alternately.

【0009】[0009]

【実施例】【Example】

(第1実施例)以下、本発明の第1実施例として、画像
形成装置に適用された定着装置の例を図1ないし図9に
基づいて説明する。定着装置には、図1に示すように、
円筒状の薄肉金属ローラから成る上ローラ1と、シリコ
ンスポンジ等から成る弾性層を有する下ローラ2とが設
けられている。
(First Embodiment) As a first embodiment of the present invention, an example of a fixing device applied to an image forming apparatus will be described below with reference to FIGS. In the fixing device, as shown in FIG.
An upper roller 1 made of a cylindrical thin metal roller and a lower roller 2 having an elastic layer made of silicon sponge are provided.

【0010】上ローラ1における記録紙のニップ部内面
側には、図2に示すように伝熱アルミブロック4が設け
られている。この伝熱アルミブロック4は、図示しない
フレームに取り付けられたステー5との間に設けられる
スプリング6によって上ローラ1の内面に密着するよう
に付勢されている。上記伝熱アルミブロック4には、図
3に示すように両端部に電極3a・3aを有する抵抗発
熱体3が取り付けられている。より詳しくは、図4に示
すように、伝熱アルミブロック4にアルマイト処理層4
aの形成された凹部4bが設けられ、この凹部4bに抵
抗発熱体3が埋め込まれている。このようにアルマイト
処理層4aが形成されていることにより、抵抗発熱体3
と伝熱アルミブロック4とを絶縁するとともに、その間
の熱抵抗を小さく抑えられるようになっている。
A heat transfer aluminum block 4 is provided on the inner surface side of the nip portion of the recording paper in the upper roller 1, as shown in FIG. The heat transfer aluminum block 4 is biased by a spring 6 provided between the heat transfer aluminum block 4 and a stay 5 attached to a frame (not shown) so as to come into close contact with the inner surface of the upper roller 1. As shown in FIG. 3, a resistance heating element 3 having electrodes 3a, 3a at both ends is attached to the heat transfer aluminum block 4. More specifically, as shown in FIG. 4, the alumite treatment layer 4 is formed on the heat transfer aluminum block 4.
A concave portion 4b having a formed therein is provided, and the resistance heating element 3 is embedded in the concave portion 4b. Since the alumite treatment layer 4a is formed in this manner, the resistance heating element 3
The heat transfer aluminum block 4 and the heat transfer aluminum block 4 are insulated from each other, and the heat resistance therebetween can be suppressed small.

【0011】また、伝熱アルミブロック4の上部には、
伝熱アルミブロック4の温度を検出するサーミスタ7が
取り付けられている。なお、サーミスタ7は伝熱アルミ
ブロック4の上部に設けるのに限らず、伝熱アルミブロ
ック4における上ローラ1との接触部付近に設けてもよ
い。上記サーミスタ7は、図5に示す制御回路11に接
続されるとともに、抵抗発熱体3は温度ヒューズ8およ
び制御回路11のSSR(ソリッドステートリレー)1
2を介して電源9に接続され、供給電力が制御されるよ
うになっている。上記温度ヒューズ8は機械損傷を招く
ほどの過大温度上昇を防止するためのものである。
In addition, on the upper part of the heat transfer aluminum block 4,
A thermistor 7 that detects the temperature of the heat transfer aluminum block 4 is attached. The thermistor 7 is not limited to being provided on the upper portion of the heat transfer aluminum block 4, but may be provided near the contact portion of the heat transfer aluminum block 4 with the upper roller 1. The thermistor 7 is connected to the control circuit 11 shown in FIG. 5, and the resistance heating element 3 includes the temperature fuse 8 and the SSR (solid state relay) 1 of the control circuit 11.
It is connected to the power source 9 via 2 and the supplied power is controlled. The temperature fuse 8 is for preventing an excessive temperature rise that may cause mechanical damage.

【0012】制御回路11は、サーミスタ7の端子7a
の電位、および定着装置が適用される画像形成装置の動
作状態に応じて所定のデューティ比の制御信号を出力す
るマイクロコンピュータ13を備えている。ここで、発
熱体として前記のように抵抗発熱体3が用いられている
ので、ハロゲンランプを用いる場合に比べて制御信号の
ON、OFF時間の制約が少なく、所望のデューティ比
で制御することが比較的容易にできる。
The control circuit 11 has a terminal 7a of the thermistor 7.
And a microcomputer 13 for outputting a control signal having a predetermined duty ratio in accordance with the potential and the operating state of the image forming apparatus to which the fixing device is applied. Here, since the resistance heating element 3 is used as the heating element as described above, the ON / OFF time of the control signal is less restricted as compared with the case where a halogen lamp is used, and the control can be performed at a desired duty ratio. It's relatively easy.

【0013】また、制御回路11には、安全回路14が
設けられている。この安全回路14は、サーミスタ7の
端子7aの電位を所定の上限電位と比較するコンパレー
タ15と、コンパレータ15の出力に応じてマイクロコ
ンピュータ13からの制御信号をマスクするNAND回
路16を備え、マイクロコンピュータ13が暴走した場
合などに制御信号を強制的にインアクティブにするよう
になっている。NAND回路16の出力端子は、バッフ
ァ17を介してSSR12のゲート端子に接続されてい
る。SSR12は図6に示すようにゼロクロス動作する
ことにより、スイッチングに伴うノイズを小さく抑え得
るようになっている。
A safety circuit 14 is provided in the control circuit 11. The safety circuit 14 includes a comparator 15 that compares the potential of the terminal 7a of the thermistor 7 with a predetermined upper limit potential, and a NAND circuit 16 that masks a control signal from the microcomputer 13 according to the output of the comparator 15. The control signal is forcibly made inactive when 13 runs away. The output terminal of the NAND circuit 16 is connected to the gate terminal of the SSR 12 via the buffer 17. As shown in FIG. 6, the SSR 12 is capable of suppressing noise caused by switching by performing a zero-cross operation.

【0014】上記の構成において、定着装置で行われる
温度制御動作を図7ないし図9に基づいて説明する。図
7はマイクロコンピュータ13の制御動作を示すフロー
チャート、図8は画像形成装置の動作および定着装置各
部の温度等を示すタイムチャート、図9は供給電力と温
度リプルとの関係を示すタイムチャートである。
The temperature control operation performed in the fixing device having the above-mentioned structure will be described with reference to FIGS. 7 is a flowchart showing the control operation of the microcomputer 13, FIG. 8 is a time chart showing the operation of the image forming apparatus and the temperature of each part of the fixing device, and FIG. 9 is a time chart showing the relationship between the supplied power and the temperature ripple. ..

【0015】なお、以下の説明においては、上ローラ1
のニップ部、および伝熱アルミブロック4のサーミスタ
7取り付け部における、画像形成装置の待機時の制御温
度T1’、T1が、それぞれ150℃、および200
℃、定着動作時の制御温度T2’、T2が、それぞれ1
80℃、および230℃であるとして説明する。まず、
定着装置の作動指示が与えられると、マイクロコンピュ
ータ13はデューティ比100%の制御信号を出力し、
SSR12が連続的にONになって抵抗発熱体3に40
0Wの電力が供給される(S1)。
In the following description, the upper roller 1
Control temperatures T1 ′ and T1 at the time of standby of the image forming apparatus in the nip part of No. 2 and the thermistor 7 mounting part of the heat transfer aluminum block 4 are 150 ° C. and 200, respectively.
℃, control temperature T2 ', T2 during the fixing operation is 1
It is assumed that the temperature is 80 ° C. and 230 ° C. First,
When the operation instruction of the fixing device is given, the microcomputer 13 outputs a control signal with a duty ratio of 100%,
The SSR12 is continuously turned on, and the resistance heating element 3 receives 40
Electric power of 0 W is supplied (S1).

【0016】次にサーミスタ7による検出温度Temp
が待機時制御温度T1(=200℃)よりも低いかどう
かを判定し(S2)、低くなければ、すなわち画像形成
装置の電源がOFFにされた後に間もなく再度ONにさ
れた場合などで、短時間のうちに待機時制御温度T1以
上になった場合には、すぐに(S6)に移行する。一
方、待機時制御温度T1よりも低ければ、さらに、作動
指示が与えられてから20秒経過したかどうかを判定す
る(S3)。20秒経過していなければ上記(S1)以
降を繰り返し、20秒経過すれば(図8のA)、(S
4)に移行する。
Next, the temperature Temp detected by the thermistor 7
Is lower than the standby control temperature T1 (= 200 ° C.) (S2), and if it is not lower, that is, when the image forming apparatus is turned on again shortly after being turned off, a short If the control temperature T1 during the standby time is reached or exceeded during the time, the process immediately proceeds to (S6). On the other hand, if it is lower than the standby control temperature T1, it is further determined whether or not 20 seconds have elapsed since the operation instruction was given (S3). If 20 seconds have not elapsed, the above (S1) and subsequent steps are repeated, and if 20 seconds have elapsed (A in FIG. 8), (S
Go to 4).

【0017】ここで、上記待機時制御温度T1は、画像
形成動作が開始された際に、記録紙の先端が定着装置に
到達するまでの時間に定着可能な温度まで上昇させ得る
温度であればよい。また、この条件を満たす限り、でき
るだけ低い温度である方がウォームアップ時間を短くす
ることができる。(S4)では、温度のオーバシュート
を小さく抑えるためにデューティ比50%の制御信号を
出力して200Wの電力を供給するとともに、検出温度
Tempが待機時制御温度T1以上になったかどうかを
判定し(S5)、待機時制御温度T1以上になるまで
(S4、S5)を繰り返した後(図8のB)、(S6)
に移行する。
Here, the standby control temperature T1 is a temperature that can be raised to a temperature at which fixing can be performed before the leading edge of the recording paper reaches the fixing device when the image forming operation is started. Good. Further, as long as this condition is satisfied, the warm-up time can be shortened as the temperature is as low as possible. In (S4), a control signal having a duty ratio of 50% is output to supply a power of 200 W in order to suppress the temperature overshoot, and it is determined whether the detected temperature Temp has become equal to or higher than the standby control temperature T1. (S5), after repeating (S4, S5) until the standby control temperature T1 or higher (B in FIG. 8), (S6)
Move to.

【0018】(S6)では、画像形成動作が可能である
ことを示す“READY”メッセージが、図示しない表
示パネルに表示される。次に、検出温度Tempが待機
時制御温度T1よりも低いかどうかの判定(S7)に応
じて、60Wまたは0Wの電力を供給するとともに(S
8、S9)、画像形成指示がなされたかどうかを判定し
(S10)、画像形成指示がなされるまで(S7)以降
を繰り返す。
In (S6), a "READY" message indicating that the image forming operation is possible is displayed on a display panel (not shown). Next, according to the determination (S7) as to whether the detected temperature Temp is lower than the standby control temperature T1, power of 60 W or 0 W is supplied (S7).
8, S9), it is determined whether or not an image forming instruction has been issued (S10), and the steps from S7 onward are repeated until the image forming instruction is given.

【0019】ここで、上記60Wまたは0Wの電力は、
次の条件を満たすように設定された電力である。すなわ
ち、60Wは、画像形成装置の許容最低環境温度のもと
で、上ローラ1が駆動されていない場合に、ニップ部の
温度が必ず上昇する最低の電力である一方、0Wは、許
容最高環境温度のもとで、上ローラ1が駆動されていな
い場合に、ニップ部の温度が必ず低下する電力である。
Here, the electric power of 60 W or 0 W is
The power is set to satisfy the following conditions. That is, 60 W is the minimum electric power that the temperature of the nip portion always rises when the upper roller 1 is not driven under the allowable minimum environmental temperature of the image forming apparatus, while 0 W is the maximum allowable environmental temperature. It is electric power that always lowers the temperature of the nip portion when the upper roller 1 is not driven under the temperature.

【0020】(S10)で画像形成指示がなされたと判
定されると(図8のC)、まず400Wの電力を供給す
る(S11)。この場合、図示しないメインモータの駆
動によって上ローラ1および下ローラ2が回転してお
り、両ローラの熱が行き渡っていない部分に熱量が奪わ
れるために、温度の上昇程度は前記定着装置の作動指示
がなされたときに400Wの電力が供給される場合より
も緩やかになるが、トナー像の形成された記録紙の先端
が定着装置に到達するまでの時間に定着可能な温度まで
上昇すればよい。
When it is determined in (S10) that the image forming instruction is given (C in FIG. 8), first, 400 W of electric power is supplied (S11). In this case, the upper roller 1 and the lower roller 2 are rotated by the driving of a main motor (not shown), and the heat amount is taken to a portion where the heat of both rollers is not spread, so that the temperature rise is caused by the operation of the fixing device. Although it becomes slower than when 400 W of electric power is supplied when an instruction is given, it may be raised to a temperature at which fixing is possible in a time period until the leading edge of the recording paper on which the toner image is formed reaches the fixing device. ..

【0021】次に、検出温度Tempが画像形成時制御
温度T2(=230℃)よりも低いかどうかを判定し
(S12)、画像形成時制御温度T2以上であれば(図
8のD)、(S16)に移行して供給電力を100Wに
落とす。一方、画像形成時制御温度T2よりも低けれ
ば、さらに、画像形成指示がなされてから30秒経過し
たかどうかを判定し(S13)、30秒経過していなけ
れば上記(S11)以降を繰り返し、30秒経過すれば
(S14)に移行する。なお、通常は30秒経過するま
でに画像形成時制御温度T2に達して(S16)に移行
するが、サーミスタ7の動作不良の場合などに、長時間
400Wの電力が供給されて各部に悪影響を与えるのを
防止するために、最大限30秒で(S11)〜(S1
3)のループを抜け出すようになっている。
Next, it is determined whether the detected temperature Temp is lower than the image forming control temperature T2 (= 230 ° C.) (S12). If the detected temperature Temp is not lower than the image forming control temperature T2 (D in FIG. 8), The process proceeds to (S16) and the supplied power is reduced to 100W. On the other hand, if the temperature is lower than the image forming control temperature T2, it is further determined whether or not 30 seconds have elapsed since the image forming instruction was issued (S13). If 30 seconds have not elapsed, the above (S11) and subsequent steps are repeated, When 30 seconds have passed, the process proceeds to (S14). Normally, the control temperature T2 during image formation is reached by 30 seconds and the process proceeds to (S16). However, when the thermistor 7 malfunctions, 400 W of electric power is supplied for a long time to adversely affect each part. In order to prevent giving, (S11) ~ (S1
It is designed to get out of the loop of 3).

【0022】(S14)〜(S17)では、検出温度T
empが画像形成時制御温度T2よりも低いかどうかの
判定(S14)に応じて、200Wまたは100Wの電
力を供給するとともに(S15、S16)、画像形成が
終了したかどうかを判定し(S17)、画像形成が終了
するまで(S14)以降を繰り返す。画像形成が終了す
ると(図8のE)、前記(S7)に戻り、以下同様の制
御を繰り返す。なお、画像形成が連続して行われる場合
には、最後の画像形成が終了したときに(図8のF)、
(S7)に戻る。
In (S14) to (S17), the detected temperature T
According to the determination (S14) as to whether the emp is lower than the image formation control temperature T2, the power of 200 W or 100 W is supplied (S15, S16), and it is determined whether the image formation is completed (S17). , And the subsequent steps are repeated until the image formation is completed (S14). When the image formation is completed (E in FIG. 8), the process returns to (S7) and the same control is repeated. When the image formation is continuously performed, when the last image formation is completed (F in FIG. 8),
Return to (S7).

【0023】ここで、上記200Wまたは100Wの電
力は、次の条件を満たすように設定された電力である。
すなわち、200Wは、画像形成装置が許容する最低の
環境温湿度のもとで、全面にトナーの付着した許容最大
サイズおよび最大坪量の用紙が通紙された場合に、上ロ
ーラ1のニップ部の温度が必ず上昇する電力である一
方、100Wは、許容最高環境温湿度のもとで、トナー
の付着していない許容最小サイズおよび最小坪量の記録
紙が通紙された場合に、上ローラ1のニップ部の温度が
必ず低下する電力である。特に、上記の条件をぎりぎり
で満たすように設定することにより、温度リプルを小さ
く抑えることができる。
Here, the power of 200 W or 100 W is power set to satisfy the following conditions.
That is, 200 W is the nip portion of the upper roller 1 when a sheet of the maximum allowable size and the maximum basis weight with toner adhered to the entire surface is passed under the minimum environmental temperature and humidity allowed by the image forming apparatus. While the temperature of the upper roller always increases, 100W is the upper roller when the recording paper of the allowable minimum size and the minimum basis weight with no toner is passed under the allowable maximum environmental temperature and humidity. The electric power is such that the temperature of the nip portion of No. 1 always drops. In particular, the temperature ripple can be suppressed to a small level by setting the above condition to the limit.

【0024】このように設定すれば、例えば常温常湿に
おいて坪量が80g/m2 の記録紙にB/W(黒白比)
5%程度の一般的な文書を印字させた場合、200Wと
100Wとの切り換え周期が1秒程度になり、ニップ部
の温度リプルは4℃以下程度に抑えることができる。な
お、記録紙の坪量が小さい場合などには、例えば温度リ
プルが6〜7℃などと大きくなるが、上記のような1組
の設定電力をあらかじめ複数通り設定しておき、記録紙
の坪量や使用環境などに応じて自動的に、あるいはユー
ザの操作によって選択し得るようにしてもよい。
With this setting, for example, B / W (black-white ratio) is applied to a recording paper having a basis weight of 80 g / m 2 at room temperature and normal humidity.
When a general document of about 5% is printed, the switching cycle between 200 W and 100 W is about 1 second, and the temperature ripple at the nip portion can be suppressed to about 4 ° C. or less. When the basis weight of the recording paper is small, for example, the temperature ripple becomes large, such as 6 to 7 ° C., but one set of the set electric powers as described above is set in advance in plural numbers, and the basis weight of the recording paper is set. The selection may be made automatically according to the amount or use environment, or by a user operation.

【0025】また、(S14)の判定を閾温度によって
行うのに代えて、予測制御によって早めに供給電力の切
り換えを行うようにすれば、制御は複雑になるが、一
層、温度リプルを小さく抑えるようにすることもでき
る。また、上記の例では制御信号のデューティ比を変化
させて供給電力を制御する例を示したが、200Wと1
00Wとの切り換えだけを行うためには、SSRを組み
合わせて、図10に示すように交流の全波を通過させる
か半波だけを通過させるかを切り換えるようにしてもよ
い。また、SSRの代わりにトライアックなど種々の素
子を用いることもできる。 (第2実施例)以下、本発明の第2実施例を図11に基
づいて説明する。
Further, instead of making the determination in (S14) by the threshold temperature, if the supplied power is switched earlier by the predictive control, the control becomes complicated, but the temperature ripple is further suppressed. You can also do so. In the above example, the duty ratio of the control signal is changed to control the supply power, but 200 W and 1
In order to perform only switching to 00W, SSR may be combined to switch between passing the full wave of AC and passing only the half wave of AC as shown in FIG. Further, various elements such as a triac can be used instead of the SSR. (Second Embodiment) A second embodiment of the present invention will be described below with reference to FIG.

【0026】本第2実施例においては、定着装置の機械
的構成、および制御回路11のハードウェア構成は前記
第1実施例と同様で、マイクロコンピュータ13によっ
て行われる制御、特に画像形成時の制御が異なる。すな
わち、画像形成指示がなされると、まず、温度変化を判
定するための前回温度T0の仮の初期値として画像形成
時制御温度T2を保持する(S21)。
In the second embodiment, the mechanical structure of the fixing device and the hardware structure of the control circuit 11 are the same as those in the first embodiment, and the control performed by the microcomputer 13, particularly the control during image formation. Is different. That is, when an image forming instruction is given, first, the image forming control temperature T2 is held as a temporary initial value of the previous temperature T0 for determining the temperature change (S21).

【0027】次に、サーミスタ7による検出温度Tem
pを現在温度Teとして保持した後(S22)、前回温
度T0よりも高いかどうかを判定する(S23)。この
判定に応じて、図示しないROMに格納されている温度
上昇時テーブル、または温度下降時テーブルから、現在
温度Teに応じた100Wおよび200Wの電力を供給
する時間tLO、tHIを読み出す(S24、S2
5)。ここで、tLOとtHIとの合計は例えば1秒に
なるように設定されている。
Next, the temperature Tem detected by the thermistor 7
After holding p as the current temperature Te (S22), it is determined whether the temperature is higher than the previous temperature T0 (S23). In accordance with this determination, the times tLO and tHI for supplying electric power of 100 W and 200 W according to the current temperature Te are read from the temperature rising table or the temperature falling table stored in the ROM (not shown) (S24, S2).
5). Here, the total of tLO and tHI is set to be, for example, 1 second.

【0028】また、温度上昇時テーブル、および温度下
降時テーブルに保持されているtLO、tHIの値は、
同じ現在温度Teに対して、温度下降時テーブルよりも
温度上昇時テーブルの方が、tLOの値が大きくなるよ
うに設定されている。より具体的には、例えば現在温度
Teが画像形成時制御温度T2よりも低い場合には、現
在温度Teが下降中であればアンダーシュートを小さく
抑えるために1秒間連続して(または1秒間のうち充分
長い時間だけ)200Wの電力を供給する一方、上昇中
であればオーバシュートを小さく抑えるために1秒間の
うち、所定の時間は100Wの電力を供給し、かつ、こ
の100Wの供給時間は現在温度Teが画像形成時制御
温度T2に近づくほど長くなるように設定されている。
つまり、tLOの長さとtHIとの長さの逆転する現在
温度Teは、温度上昇時の方が下降時よりも低くなって
いる。
The values of tLO and tHI held in the temperature rising table and the temperature falling table are
For the same current temperature Te, the temperature rise table is set to have a larger tLO value than the temperature fall table. More specifically, for example, when the current temperature Te is lower than the control temperature T2 at the time of image formation, if the current temperature Te is decreasing, it is continued for 1 second (or for 1 second in order to suppress the undershoot). 200W of electric power is supplied for a sufficiently long time, while 100W of electric power is supplied for a predetermined time within one second in order to suppress overshoot during rising, and this 100W supply time is The current temperature Te is set to increase as it approaches the image forming control temperature T2.
That is, the current temperature Te at which the length of tLO and the length of tHI are reversed is lower when the temperature rises than when it falls.

【0029】上記のようにして(S24)または(S2
5)で電力供給時間tLO、tHIが決定されると、こ
れに応じた時間だけ100Wおよび200Wの電力を供
給する(S26)。ここで、何れの電力を先に供給する
かも、現在温度Teや温度上昇中か下降中かに基づいて
切り換えるようにしてもよい。その後、現在温度Teを
前回温度T0として保持し(S27)、その他の種々の
処理を行ってから(S28)、画像形成が終了したかど
うかを判定し(S29)、画像形成が終了するまで(S
22)以降を繰り返す。
As described above (S24) or (S2)
When the power supply times tLO and tHI are determined in 5), the powers of 100 W and 200 W are supplied only for the time corresponding to this (S26). Here, which electric power is supplied first may be switched based on the current temperature Te and whether the temperature is currently rising or falling. After that, the current temperature Te is held as the previous temperature T0 (S27), various other processes are performed (S28), it is determined whether the image formation is completed (S29), and the image formation is completed (S29). S
22) and subsequent steps are repeated.

【0030】[0030]

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
所定の2段階の電力を切り換えて定着温度を制御するこ
とにより、定着温度を急激に変化させることがないの
で、温度リプルやオーバシュートを小さく抑えて、定着
むらや各部の寿命低下を防止することができるという効
果を奏する。
As described above, according to the present invention,
By controlling the fixing temperature by switching the electric power in two predetermined steps, the fixing temperature is not abruptly changed. Therefore, temperature ripples and overshoots can be suppressed to a small level to prevent uneven fixing and shorten the life of each part. There is an effect that can be.

【0031】また、検出手段の検出温度に応じた比で配
分した時間ごとに2段階の電力を切り換えることによ
り、一層温度リプル等を小さく抑えることができるとい
う効果を奏する。
Further, by switching the electric power in two stages for each time distributed at the ratio according to the temperature detected by the detecting means, there is an effect that temperature ripple and the like can be further suppressed.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】第1実施例における定着装置の構成を示す斜視
図である。
FIG. 1 is a perspective view illustrating a configuration of a fixing device according to a first exemplary embodiment.

【図2】同、定着装置の構成を示す断面正面図である。FIG. 2 is a sectional front view showing the configuration of the fixing device.

【図3】同、抵抗発熱体の構成を示す平面図である。FIG. 3 is a plan view showing the structure of the resistance heating element.

【図4】同、伝熱アルミブロックの詳細な構成を示す斜
視図である。
FIG. 4 is a perspective view showing a detailed structure of the heat transfer aluminum block.

【図5】同、制御回路の構成を示す回路図である。FIG. 5 is a circuit diagram showing a configuration of a control circuit of the same.

【図6】同、供給電力の切り換え波形を示す説明図であ
る。
FIG. 6 is an explanatory diagram showing a switching waveform of supplied power.

【図7】マイクロコンピュータの制御動作を示すフロー
チャートである。
FIG. 7 is a flowchart showing a control operation of the microcomputer.

【図8】画像形成装置の動作および定着装置各部の温度
等を示すタイムチャートである。
FIG. 8 is a time chart showing the operation of the image forming apparatus and the temperature of each part of the fixing device.

【図9】供給電力と温度リプルとの関係を示すタイムチ
ャートである。
FIG. 9 is a time chart showing the relationship between supplied power and temperature ripple.

【図10】変形例における供給電力の切り換え波形を示
す説明図である。
FIG. 10 is an explanatory diagram showing a switching waveform of supplied power in a modified example.

【図11】第2実施例におけるマイクロコンピュータの
制御動作を示すフローチャートである。
FIG. 11 is a flowchart showing the control operation of the microcomputer in the second embodiment.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 上ローラ 2 下ローラ 3 抵抗発熱体 3a 電極 4 伝熱アルミブロック 4a アルマイト処理層 4b 凹部 5 ステー 6 スプリング 7 サーミスタ 7a 端子 8 温度ヒューズ 9 電源 11 制御回路 12 SSR 13 マイクロコンピュータ 14 安全回路 15 コンパレータ 16 NAND回路 17 バッファ 1 Upper Roller 2 Lower Roller 3 Resistance Heating Element 3a Electrode 4 Heat Transfer Aluminum Block 4a Alumite Treatment Layer 4b Recess 5 Stay 6 Spring 7 Thermistor 7a Terminal 8 Thermal Fuse 9 Power Supply 11 Control Circuit 12 SSR 13 Microcomputer 14 Safety Circuit 15 Comparator 16 NAND circuit 17 buffer

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 岡 建樹 大阪市中央区安土町二丁目3番13号 大阪 国際ビルミノルタカメラ株式会社内 (72)発明者 窪田 憲応 大阪市中央区安土町二丁目3番13号 大阪 国際ビルミノルタカメラ株式会社内 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of front page (72) Inventor Kenki Oka 2-3-13 Azuchi-cho, Chuo-ku, Osaka Inside Osaka Kokusai Building Minolta Camera Co., Ltd. (72) Inventor Keno Kubota 2-chome, Azuchi-cho, Chuo-ku, Osaka 3-13 No. 13 Osaka International Building Minolta Camera Co., Ltd.

Claims (3)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 トナー像が形成された記録紙に加熱ロー
ラを圧接して定着を行う定着装置において、 前記加熱ローラを加熱するための発熱手段と、 発熱手段に電力を供給する電力供給手段と、 加熱ローラの記録紙圧接部またはその付近の温度を検出
する温度検出手段と、 温度検出手段によって所定の温度より低い第1の温度が
検出されたときに、電力供給手段に第1の電力を供給さ
せる一方、前記所定の温度よりも高い第2の温度が検出
されたときに、第2の電力を供給させるように制御する
制御手段とを有し、 上記第1の電力は、許容最低環境温度のもとで、全面に
トナーの付着した許容最大サイズおよび最大坪量の用紙
が通紙された場合に、検出手段の検出温度を上昇させ得
る電力に設定されている一方、上記第2の電力は、許容
最高環境温度のもとで、トナーの付着していない許容最
小サイズおよび最小坪量の用紙が通紙された場合に、検
出手段の検出温度を低下させ得る電力に設定されている
ことを特徴とする定着装置。
1. A fixing device for fixing a recording paper on which a toner image is formed by pressing a heating roller against the recording paper, the heating means for heating the heating roller, and a power supply means for supplying electric power to the heating means. Temperature detecting means for detecting the temperature of the heating roller at or near the recording paper pressure contact portion, and when the temperature detecting means detects a first temperature lower than a predetermined temperature, first power is supplied to the power supply means. And a control means for controlling to supply the second electric power when the second temperature higher than the predetermined temperature is detected while the electric power is supplied. The temperature is set to an electric power capable of increasing the detection temperature of the detection unit when a sheet of the maximum allowable size and the maximum basis weight with toner adhered to the entire surface is passed under the temperature. Power is the highest allowed It is characterized in that it is set to an electric power capable of lowering the detection temperature of the detection means when a sheet of the allowable minimum size and the minimum basis weight without toner is passed under the boundary temperature. Fixing device.
【請求項2】 トナー像が形成された記録紙に加熱ロー
ラを圧接して定着を行う定着装置において、 前記加熱ローラを加熱するための発熱手段と、 発熱手段に電力を供給する電力供給手段と、 加熱ローラの記録紙圧接部またはその付近の温度を検出
する温度検出手段と、 電力供給手段に、所定の周期を検出手段の検出温度に基
づいて所定の比で配分した時間ごとに、第1の電力と、
第1の電力よりも小さい第2の電力とを交互に供給させ
るように制御する制御手段とを備えたことを特徴とする
定着装置。
2. A fixing device for fixing a recording paper on which a toner image is formed by pressing a heating roller against the recording paper, and heating means for heating the heating roller, and power supply means for supplying electric power to the heating means. A temperature detection means for detecting the temperature of the heating roller at or near the recording paper pressure contact portion; and a power supply means for each time when a predetermined cycle is distributed at a predetermined ratio based on the temperature detected by the detection means. Power of
A fixing device comprising: a control unit that controls to alternately supply a second electric power that is smaller than the first electric power.
【請求項3】 上記第1の電力は、許容最低環境温度の
もとで、全面にトナーの付着した許容最大サイズおよび
最大坪量の用紙が通紙された場合に、検出手段の検出温
度を上昇させ得る電力に設定されている一方、上記第2
の電力は、許容最高環境温度のもとで、トナーの付着し
ていない許容最小サイズおよび最小坪量の用紙が通紙さ
れた場合に、検出手段の検出温度を低下させ得る電力に
設定されていることを特徴とする請求項2の定着装置。
3. The first electric power is used to detect the temperature detected by the detecting means when a sheet having an allowable maximum size and a maximum basis weight with toner adhered to the entire surface is passed under the allowable minimum environmental temperature. While the power is set to increase, the second
The power of is set to the power that can lower the detection temperature of the detection means when the paper of the allowable minimum size and the minimum basis weight with no toner is passed under the maximum allowable ambient temperature. The fixing device according to claim 2, wherein
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5682577A (en) * 1995-02-24 1997-10-28 Richoh Company, Ltd. Method and apparatus for controlling a temperature of a fixing roller in an printing/copying device
JP2018072512A (en) * 2016-10-27 2018-05-10 キヤノン株式会社 Fixing device and image forming apparatus

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