JPH08248815A - Fixing device - Google Patents

Fixing device

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Publication number
JPH08248815A
JPH08248815A JP7828995A JP7828995A JPH08248815A JP H08248815 A JPH08248815 A JP H08248815A JP 7828995 A JP7828995 A JP 7828995A JP 7828995 A JP7828995 A JP 7828995A JP H08248815 A JPH08248815 A JP H08248815A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
temperature
heat roll
fixing device
roll
rotation
Prior art date
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Pending
Application number
JP7828995A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Shunpei Tamaoki
俊平 玉置
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.)
Ricoh Co Ltd
Original Assignee
Ricoh Co Ltd
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Filing date
Publication date
Application filed by Ricoh Co Ltd filed Critical Ricoh Co Ltd
Priority to JP7828995A priority Critical patent/JPH08248815A/en
Publication of JPH08248815A publication Critical patent/JPH08248815A/en
Pending legal-status Critical Current

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  • Fixing For Electrophotography (AREA)
  • Control Of Temperature (AREA)

Abstract

PURPOSE: To reduce power consumption between pages space without lowering a recording processing speed by stopping the rotation of a heating roll in a paper non-passing state between the pages and keeping the heating roll at a temp. capable of reaching a fixed required temp. during a time from the start of the rotation to the reaching of the leading edge of a recording paper. CONSTITUTION: A stopping means 31 stops the rotation of the heating roll when a page memory for output 29 is not filled with data for a page (the paper nonpassing state between the pages). A starting means 33 starts to carry the recording paper and rotate the heating roll when the data for a page is stored in the page memory for the output 29. A temperature setting means 35 in the case of stopping the rotation of the heating roll sets the temp. of the heating roll 17 so that it reaches a fixable temp. during a period of time from the start of the carrying of the recording paper to the arrival of the leading edge to a fixing device 15. A control means 37 controls the temp. of the heating roll during stop to be the fixable temp.

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、複写機等の画像形成装
置において、記録紙上のトナー像を熱によって定着させ
る定着装置に関し、特に、マシン処理速度を落とすこと
なくページ間の温度維持電力の低減を達成することがで
きる定着装置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a fixing device for fixing a toner image on a recording sheet by heat in an image forming apparatus such as a copying machine, and more particularly to a temperature maintaining power between pages without slowing machine processing speed. It relates to a fixing device capable of achieving a reduction.

【0002】[0002]

【従来の技術】一般に、複写機等の画像形成装置におい
ては、加熱手段により加熱されるヒートロールと圧接し
て記録紙を加圧するために設けられた加圧ロールにより
記録紙上の非定着面を加熱して記録紙上にトナー像を定
着させる定着装置が、知られている。この定着装置はロ
ーエンドレーザープリンター、普通紙レーザーファクシ
ミリにおいては、装置全体の電力消費量の90%以上を
占めているため、環境保護の立場からの省エネ化のター
ゲットとなっている。ここで、特に重要視されているの
は、動作待機時の消費電力である。電子写真機器では、
定着部の温度が定着可能な値まで直ちに上昇可能なこと
を目的として、動作待機時においても定着部の温度を定
着可能な温度かまたはその近くまで昇温維持する動作が
なされてきた。これらの機器では、全稼働時間に占める
待機時間の割合が95%以上であるのが平均的であるこ
とから、この待機時の温度維持を廃止する方向で各社に
おける検討が進められている。
2. Description of the Related Art Generally, in an image forming apparatus such as a copying machine, a non-fixed surface on the recording paper is fixed by a pressure roll provided in pressure contact with a heat roll heated by a heating means. A fixing device that heats and fixes a toner image on a recording sheet is known. In low-end laser printers and plain paper laser facsimiles, this fixing device occupies 90% or more of the power consumption of the entire device, and is therefore a target for energy saving from the standpoint of environmental protection. Here, what is particularly emphasized is the power consumption during operation standby. In electrophotographic equipment,
For the purpose of being able to immediately raise the temperature of the fixing portion to a fixable value, an operation has been performed in which the temperature of the fixing portion is maintained at or near the fixing temperature even during operation standby. In these devices, the ratio of the standby time to the total operating time is 95% or more on average, and therefore, companies are studying to eliminate the temperature maintenance during the standby.

【0003】これらの機器では、データ転送にはデータ
通信時間が必要であり、実際の動作時間内においてもペ
ージ間の所要通信時間が通紙記録時間に較べて長く、そ
の場合の温度維持電力の占める割合が大きい。従って、
この場合でも待機時と同様に温度維持の廃止が環境保護
の立場からは望ましい。上記待機時間またはページ間所
要時間における定着ロールの温度維持を無くした場合、
通紙記録準備が完了した後のウォームアップ時間が必要
となり、マシンの処理速度が低下してユーザーのプロダ
クティビティを阻害してしまう問題があった。
In these devices, a data communication time is required for data transfer, and the required communication time between pages is longer than the paper passing recording time even in the actual operation time, and the temperature maintenance power in that case is required. It has a large share. Therefore,
Even in this case, it is desirable from the standpoint of environmental protection to abolish temperature maintenance as in the case of standby. When the temperature of the fixing roll is not maintained during the above standby time or required time between pages,
There is a problem that a warm-up time is required after the preparation for passing recording is completed, and the processing speed of the machine is reduced to hinder the user's productivity.

【0004】また、従来技術としては、特開昭64−4
784号公報に記録紙搬送開始から定着部にその先端が
到達するまでの時間に定着ロールが定着可能温度に達す
ることが可能な様に定着ロール熱容量を設定する技術
が、特開平4−6412号公報には、立ち上がり時間に
よってヒータ電力制御方法を所定の算出式で切り替える
技術が、特開平1−161511号公報には、第1、第
2の設定温度間の温度上昇速度からヒータウォームアッ
プ時間算出を行う技術が開示されているが、いずれの従
来例も上記問題点を解決するためには十分ではなかっ
た。
Further, as a conventional technique, Japanese Patent Laid-Open No. 64-4
Japanese Patent Application Laid-Open No. 4-6412 discloses a technique for setting the heat capacity of a fixing roll so that the fixing roll can reach a fixable temperature in the time from the start of recording paper conveyance to the arrival of the leading end of the fixing unit in Japanese Patent Publication No. 78412. In the publication, there is a technique for switching the heater power control method by a predetermined calculation formula according to the rising time, and in JP-A-1-161511, the heater warm-up time is calculated from the temperature rising speed between the first and second set temperatures. However, none of the conventional examples is sufficient for solving the above problems.

【0005】[0005]

【発明の目的】本発明は、上述の如き従来の問題点を解
決するためになされたもので、その目的は、マシン処理
速度を落とすことなくページ間の温度維持電力の低減を
達成することができる定着装置を提供することである。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve the above-mentioned conventional problems, and an object of the present invention is to achieve reduction in temperature maintenance power between pages without reducing machine processing speed. It is to provide a fixing device that can perform.

【0006】[0006]

【発明の構成】上記目的を達成するため、請求項1に記
載の発明は、画像形成装置においてトナー像を有する記
録紙を、加熱したヒートロールと加圧ロールとの間に通
すことによって上記記録紙上にトナー像を定着させる定
着装置において、出力用ページメモリーに1ページ分の
データが満ちていない場合には、ヒートロール回転を停
止させる手段と、出力用ページメモリーに1ページ分の
データが蓄積されると同時に記録紙搬送とヒートロール
回転を開始する手段と、上記記録紙搬送開始から定着装
置にその先端が到達するまでの時間にヒートロールが定
着可能温度に達することが可能なヒートロール回転停止
時の温度設定手段と、その設定温度にヒートロール回転
停止中の定着ロール温度を制御する手段とを備えたこと
を特徴とする。請求項2に記載の発明は、請求項1に記
載の定着装置において、さらに、ヒートロール回転の有
無に応じて、加熱電力制御のための設定値を変更する手
段を備えたことを特徴とする。請求項3に記載の発明
は、請求項1に記載の定着装置において、さらに、ウォ
ームアップ開始時時点における温度が第1の所定温度以
下の場合にのみ、少なくとも第1の所定温度よりも高温
の第2の所定温度からさらに高温である第3の所定温度
に到達するのに要する時間の計測値から、加熱電力制御
の適正な定数値を変更する手段を備えたことを特徴とす
る。
In order to achieve the above object, the invention according to claim 1 is to perform the above recording by passing a recording paper having a toner image in an image forming apparatus between a heated heat roll and a pressure roll. In a fixing device that fixes a toner image on paper, if the output page memory is not full of data for one page, a means for stopping the heat roll rotation and one page of data is stored in the output page memory. At the same time, the means for starting the conveyance of the recording paper and the rotation of the heat roll, and the rotation of the heat roll for enabling the heat roll to reach the fixable temperature in the time from the start of the conveyance of the recording paper to the arrival of the leading edge of the fixing device It is characterized in that it is provided with a temperature setting means at the time of stop and a means for controlling the fixing roll temperature while the rotation of the heat roll is stopped at the set temperature. According to a second aspect of the present invention, the fixing device according to the first aspect further includes means for changing a set value for heating power control according to whether or not the heat roll is rotated. . According to a third aspect of the present invention, in the fixing device according to the first aspect, the temperature is higher than at least the first predetermined temperature only when the temperature at the start of warm-up is equal to or lower than the first predetermined temperature. It is characterized by further comprising means for changing an appropriate constant value of the heating power control from the measured value of the time required to reach the third predetermined temperature which is higher than the second predetermined temperature.

【0007】[0007]

【作用】上記構成によれば、ページ間の無通紙状態にお
いてはヒートロールが回転していないため、加圧ロール
経由での熱拡散が低減され、温度維持電力を削減でき
る。さらにヒートロールの設定温度を回転開始から定着
装置への記録紙先端到達までの間に定着必要温度に到達
可能な温度に維持するために、記録処理速度を損なうこ
となくページ間消費電力を削減可能である。また、ヒー
トロールの回転有無によってヒートロールへの電力供給
を切り替えることが可能になり、制御の遅延を抑えるこ
とによってヒートロールの温度リップルを防止できる。
また、ウォームアップ時の昇温速度から加熱制御電力の
制御を補正できるために、電源電圧やヒータ電力のばら
つきを相殺することができる。さらに、初期温度が所定
値よりも低い場合にのみ補正を行うことにより、前回の
印字動作の余熱による昇温速度の変動がある場合におい
ては補正動作を除外できるために、誤った補正の実行を
防止可能である。
According to the above construction, since the heat roll is not rotating in the paper-free state between pages, heat diffusion via the pressure roll is reduced, and the temperature maintenance power can be reduced. Furthermore, since the set temperature of the heat roll is maintained at a temperature that can reach the required fixing temperature between the start of rotation and the arrival of the leading edge of the recording paper at the fixing device, the power consumption between pages can be reduced without impairing the recording processing speed. Is. Further, it is possible to switch the power supply to the heat roll depending on whether the heat roll is rotated or not, and it is possible to prevent the temperature ripple of the heat roll by suppressing the control delay.
Further, since the control of the heating control power can be corrected from the temperature rising rate during warm-up, it is possible to cancel the variations in the power supply voltage and the heater power. Further, by performing the correction only when the initial temperature is lower than the predetermined value, it is possible to exclude the correction operation when there is a change in the temperature rising rate due to the residual heat of the previous printing operation. It can be prevented.

【0008】[0008]

【実施例】以下、本発明の一実施例を図面に基づいて説
明する。図1は、本発明を実施した定着装置を含む給紙
部から排紙部までの記録紙経路を示したものである。図
1において、記録紙給紙部1からピックアップローラー
3によって送り出された記録紙5はレジストセンサー7
およびレジストローラー9を経由して転写部11におい
て感光体13上からトナー画像を転写された後に、定着
装置15を構成する定着ヒートロール17と加圧ロール
19によって狭持加圧と同時に加熱されてから排紙され
るまで60mm/SECの線速で搬送される。
An embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 shows a recording paper path from a paper feed unit including a fixing device embodying the present invention to a paper discharge unit. In FIG. 1, the recording paper 5 sent out from the recording paper feeding section 1 by the pickup roller 3 is a registration sensor 7
Further, after the toner image is transferred from the photoconductor 13 at the transfer portion 11 via the resist roller 9, the fixing heat roller 17 and the pressure roller 19 constituting the fixing device 15 heat the nipping pressure at the same time. The sheet is conveyed at a linear velocity of 60 mm / SEC until it is ejected.

【0009】図2は上記定着装置15の構成を示す図で
あり、ヒートロール17は加熱可能な手段として、ハロ
ゲンランプヒーター21を内蔵している。ヒートロール
17は主としてアルミ、鉄、SUS等の金属材料からな
り、加圧ロール19表面にはシリコンゴム23の被覆が
なされている。実施例においては、ヒートロール17は
20φ×0.7t×270Lであり、加圧ロール19は
10φの芯がね25に6tのシリコンゴム23(JIS
A硬度16)が被覆されたものである。加圧は片側2.
0Kgfの力で両端部でなされており、ランプは定格7
00Wのものを使用している。またヒートロール17の
一部にはヒートロール温度検出素子としてのサーミスタ
27が取付けられている。
FIG. 2 is a diagram showing the structure of the fixing device 15, and the heat roll 17 has a halogen lamp heater 21 built therein as a heating means. The heat roll 17 is mainly made of a metal material such as aluminum, iron or SUS, and the surface of the pressure roll 19 is covered with a silicone rubber 23. In the embodiment, the heat roll 17 is 20φ × 0.7t × 270L, and the pressure roll 19 is 10φ core 25 and 6t silicon rubber 23 (JIS.
A hardness 16) is coated. Pressurization on one side 2.
The lamp is rated at 7 with a power of 0 kgf.
I am using the one of 00W. Further, a thermistor 27 as a heat roll temperature detecting element is attached to a part of the heat roll 17.

【0010】本実施例において、ヒートロール17への
給電は記録動作が必要な時に限られており、記録動作が
必要になった場合はレーザー書き込み用ポリゴンモータ
ーの起動およびヒーター21への給電開始が行われる。
このトリガーとなる条件としては、ファクシミリ受信時
におけるリンギングディテクトまたはコピー開始信号ま
たはプリントデータの入力等がある。
In this embodiment, the power supply to the heat roll 17 is limited when the recording operation is necessary. When the recording operation is required, the laser writing polygon motor is started and the power supply to the heater 21 is started. Done.
The triggering conditions include the input of ringing detect or copy start signal or print data at the time of facsimile reception.

【0011】図3はウォームアップとその直後の印字動
作の状況をヒートロール温度およびサーミスター出力温
度と併せて図示したものであり、ヒートロール温度が設
定値になった時点で通紙が行われるようにあらかじめ記
録動作開始(これは給紙部1のピックアップ動作を指す
がこの例では感光体13および定着装置15を駆動する
メインモーターの起動を指す)は設定値よりも低い所定
ヒートロール温度で許可されるように設定されている。
FIG. 3 shows the state of the warm-up and the printing operation immediately after that, together with the heat roll temperature and the thermistor output temperature. When the heat roll temperature reaches the set value, the paper is passed. As described above, the recording operation is started in advance (this refers to the pickup operation of the paper feeding unit 1, but in this example, the activation of the main motor that drives the photoconductor 13 and the fixing device 15) at a predetermined heat roll temperature lower than the set value. It is set to be allowed.

【0012】すなわち、記録動作開始して記録紙先端が
給紙部1から定着装置15に達するまでの時間(図3に
おける時間B)は図1に示したような記録紙経路と搬送
速度で決定されるものであり、この例では約4.5秒間
である。この間のヒートロール17の昇温速さはほぼ一
定であるため定着設定温度に対して記録動作開始を許可
できる最低温度はほぼ一律にきまる。ここで、ウォーム
アップ開始時点Cを除いて実際のヒートロール温度とサ
ーミスタ27による検出温度に差が見られるのは、サー
ミスタ熱容量とヒートロール17および外部への熱抵抗
で決まるサーミスタ応答遅延のためである。この検出誤
差は、ウォームアップの様に温度変化が急激な場合は著
しいが、待機時もしくは定着中の様に温度変化が緩慢な
場合は少なくなる。
That is, the time (time B in FIG. 3) from the start of the recording operation until the leading edge of the recording paper reaches the fixing device 15 from the paper feeding section 1 is determined by the recording paper path and the conveying speed as shown in FIG. Which is about 4.5 seconds in this example. During this period, the rate of temperature rise of the heat roll 17 is substantially constant, and therefore the minimum temperature at which the start of the recording operation can be permitted with respect to the fixing set temperature is substantially uniform. Here, there is a difference between the actual heat roll temperature and the temperature detected by the thermistor 27 except at the warm-up start time point C because of the thermistor heat capacity and the thermistor response delay determined by the heat roll 17 and the thermal resistance to the outside. is there. This detection error is remarkable when the temperature change is abrupt such as warm-up, but is small when the temperature change is slow such as during standby or during fixing.

【0013】本実施例ではウォームアップ開始温度から
上記所定温度にヒートロール温度が到達するために必要
な時間(図3の時間A)を予測する手段を設けており、
かつウォームアップ後の時間経過を計測する手段を有し
ており、適切な時点で記録動作開始許可を発信する様に
している。上記時間計測の手段としては、例えば装置制
御部に設けられたソフトウェアタイマーまたはハードウ
ェアタイマー等が使用可能である。記録動作開始適正温
度に定着ヒートロール17が到達するまでの所要時間の
予測手段としては、ウォームアップ開始時点におけるサ
ーミスター検出温度に対応したウォームアップ所要時間
を設定することで、極めて正確に記録動作開始適正温度
に定着ヒートロール17が到達する時点の予測が可能で
ある。
In this embodiment, means for predicting the time required for the heat roll temperature to reach the predetermined temperature from the warm-up start temperature (time A in FIG. 3) is provided.
Moreover, it has means for measuring the elapsed time after warm-up, and the recording operation start permission is transmitted at an appropriate time. As the means for measuring the time, for example, a software timer or a hardware timer provided in the device controller can be used. As a means for predicting the time required for the fixing heat roll 17 to reach the proper temperature for starting the recording operation, the warm-up required time corresponding to the thermistor detection temperature at the start of the warm-up is set, so that the recording operation can be performed very accurately. It is possible to predict when the fixing heat roll 17 reaches the appropriate starting temperature.

【0014】ここで、レーザープリンタ、ファクシミリ
等の出力においては、ページ間の記録出力間隔が比較的
長く、この間の温度維持電力を低減することが望まし
い。また、一方ではページ出力データがそろった後は速
やかに記録動作を実行することが速度の面では好まし
い。
Here, in the output of a laser printer, a facsimile, etc., the recording output interval between pages is relatively long, and it is desirable to reduce the temperature maintenance power during this period. On the other hand, it is preferable from the viewpoint of speed that the recording operation is executed promptly after the page output data is completed.

【0015】そこで、この第1実施例においては、図4
に示す様に、出力用ページメモリー29に1ページ分の
データが満ちていない場合(ページ間の無通紙状態)に
は、ヒートロール回転を停止させる停止手段31と、出
力用ページメモリー29に1ページ分のデータが蓄積さ
れると同時に記録紙搬送とヒートロール回転を開始する
開始手段33と、記録紙搬送開始から定着装置15にそ
の先端が到達するまでの時間にヒートロール17が定着
可能温度に達することが可能なヒートロール回転停止時
の温度設定手段35と、その温度にヒートロール回転停
止中のヒートロール温度を制御する制御手段37とを有
することで、記録出力速度を損なうことなくページ間消
費電力を極力低減している。上記ヒートロール回転停止
手段31、ヒートロール回転開始手段33、ヒートロー
ル停止時温度設定手段35、および温度制御手段37
は、実際には、上記定着装置15を有する画像形成装置
に設けられたCPU、RAM、ROM等で達成される。
Therefore, in the first embodiment, as shown in FIG.
As shown in, when the output page memory 29 is not full of data for one page (no paper passing between pages), the stop means 31 for stopping the rotation of the heat roll and the output page memory 29 are stored. The heat roller 17 can be fixed in the time from the start of recording paper conveyance to the end of the fixing device 15 when the recording paper conveyance and the heat roll rotation are started at the same time when one page of data is accumulated. By having the temperature setting means 35 at the time of stopping the heat roll rotation capable of reaching the temperature and the control means 37 for controlling the temperature of the heat roll at the time of stopping the heat roll rotation, the recording output speed is not impaired. Power consumption between pages is reduced as much as possible. The heat roll rotation stop means 31, the heat roll rotation start means 33, the heat roll stop temperature setting means 35, and the temperature control means 37.
Is actually achieved by the CPU, RAM, ROM, etc. provided in the image forming apparatus having the fixing device 15.

【0016】以下、上記第1実施例の動作メカニズムに
ついて図5および図6を参照して説明する。上記ヒート
ロール17が回転している場合、図5に示すように回転
する加圧ロール19の全周へヒートロール17からの熱
伝達が行われ、また、加圧ロール19表面から芯がね2
5への熱伝達も同様に加圧ロール全周から芯がね25へ
行われる。これに対してヒートロール17の回転が停止
している間は図6に示す様に加圧ロール19のニップ部
Dのみへヒートロール17からの熱伝達が行われ、ま
た、加圧ロール表面から芯がね25への熱伝達もニップ
部Dから芯がね25へ行われる。両者を比較すると後者
の方が熱抵抗が小さくなるために、ヒートロール17の
温度維持に必要な電力は後者の方がはるかに小さい。
The operation mechanism of the first embodiment will be described below with reference to FIGS. 5 and 6. When the heat roll 17 is rotating, heat is transferred from the heat roll 17 to the entire circumference of the rotating pressure roll 19 as shown in FIG.
The heat transfer to the core 5 is similarly performed from the entire circumference of the pressure roll to the core 25. On the other hand, while the rotation of the heat roll 17 is stopped, heat is transferred from the heat roll 17 only to the nip portion D of the pressure roll 19 as shown in FIG. Heat transfer to the core rod 25 is also performed from the nip portion D to the core rod 25. Comparing the two, the latter has a smaller thermal resistance, so that the latter requires much smaller electric power to maintain the temperature of the heat roll 17.

【0017】さらに、維持設定温度を記録動作開始から
定着装置15への記録紙到達までに昇温可能な温度に設
定するために、定着温度での維持電力に比較して小電力
化が可能である。これは、 (温度維持電力)=(ヒートロールと外部との熱抵抗)
×(ヒートロールと外部との温度差) の関係によるものである。
Further, since the maintenance set temperature is set to a temperature that can be raised from the start of the recording operation to the arrival of the recording paper at the fixing device 15, the power consumption can be reduced as compared with the maintenance power at the fixing temperature. is there. This is (temperature maintenance power) = (heat resistance between heat roll and outside)
This is due to the relationship of x (the temperature difference between the heat roll and the outside).

【0018】この第1実施例においては、ページ間の無
通紙状態においては、ヒートロール17の回転を停止さ
せるため、定着温度180℃に対して、ページ間維持温
度150℃が可能となったために、温度維持電力が20
%低減できた。すなわち、ページ間の無通紙状態におい
てはヒートロール17が回転していないため、加圧ロー
ル19経由での熱拡散が低減され、温度維持電力を削減
できる。さらにヒートロール17の設定温度を回転開始
から定着装置15への記録紙先端到達までの間に定着必
要温度に到達可能な温度に維持するために、記録処理速
度を損なうことなくページ間消費電力を削減可能であ
る。
In the first embodiment, since the rotation of the heat roll 17 is stopped in the paper non-passage state between pages, the inter-page maintaining temperature of 150 ° C. can be set against the fixing temperature of 180 ° C. In addition, the temperature maintenance power is 20
% Could be reduced. That is, since the heat roll 17 does not rotate in the non-sheet passing state between pages, the heat diffusion via the pressure roll 19 is reduced and the temperature maintenance power can be reduced. Further, in order to maintain the set temperature of the heat roll 17 at a temperature at which the required fixing temperature can be reached from the start of rotation to the arrival of the leading edge of the recording paper at the fixing device 15, the interpage power consumption is reduced without impairing the recording processing speed. It can be reduced.

【0019】次に、本発明による定着装置の第2実施例
について説明する。図7は、ページ間でヒートロール回
転を停止させた場合のヒートロール温度の状態をヒート
ロール回転有無を表す線と同時に示したものである。図
7に示す様に、通常、設定温度の上下の温度ばらつきを
少なくするためにON/OFF制御におけるON時の電
力とOFF時の電力を通常の最大およびゼロではなく各
々緩やかに温度変化が行われるようにそれぞれ400W
と50W程度に設定しており、各々位相制御により電力
供給している。すなわちサーミスタ検出温度が設定温度
よりも高い場合(ON)400Wに、設定温度よりも低
い場合(OFF)は50Wに各々供給電力を設定し、温
度の変動を緩慢にすることによって温度制御の応答遅延
によるリップル幅を少なくしている。しかしながら、図
3に示す様な記録動作開始時のウォームアップとページ
間後の定着設定温度までの約4.5秒間のウォームアッ
プ時間Bにおいてはヒータへ最大定格電力を供給してい
る。
Next, a second embodiment of the fixing device according to the present invention will be described. FIG. 7 shows the state of the heat roll temperature when the rotation of the heat roll is stopped between pages together with the line showing the presence or absence of the heat roll rotation. As shown in FIG. 7, normally, in order to reduce the temperature variation above and below the set temperature, the ON power and the OFF power in the ON / OFF control are not the maximum and zero which are the usual values, but the temperature changes gradually. 400W each
And about 50 W, and power is supplied by each phase control. That is, when the thermistor detected temperature is higher than the set temperature (ON), 400 W, and when it is lower than the set temperature (OFF), the power supply is set to 50 W, respectively, and the temperature fluctuation is slowed to slow the temperature control response delay. The ripple width due to is reduced. However, the maximum rated power is supplied to the heater during the warm-up at the start of the recording operation and the warm-up time B of about 4.5 seconds until the fixing set temperature after the inter-page as shown in FIG.

【0020】また、図7においてはページ間におけるオ
ーバーシュートとヒートロール回転時におけるアンダー
シュートが大きくリップル幅が十分小さくなっていな
い。これは上記ON/OFF時の供給電力設定値がヒー
タONの場合はヒートロール回転中の最適値に、ヒータ
OFFの場合はページ間における最適値に設定されてい
るためである。ここで、もしヒートロール回転中の最適
値に合わせてOFF時の供給電力を設定した場合は、ペ
ージ間でのヒートロール停止中において温度が常に上昇
してしまう不具合が生じる。また、もしヒートロール停
止中の最適値に合わせてON時の供給電力を設定した場
合は、ヒートロール回転中において温度が常に下降して
しまう不具合が生じる。いづれの場合も制御不能とな
る。上記の様な制御以外に一般に設定温度と検出温度の
差分値および微分値と検出温度の変化率からテーブルま
たは算出式によって供給電力を決定するPID制御が行
われる場合があるが、この場合もヒートロール回転有無
によってテーブルまたは算出式の最適な値または係数が
異なるために上記と同様の不具合を生じる。
Further, in FIG. 7, overshoot between pages and undershoot during rotation of the heat roll are large, and the ripple width is not sufficiently small. This is because the supply power setting value during ON / OFF is set to the optimum value during heat roll rotation when the heater is ON, and to the optimum value between pages when the heater is OFF. Here, if the power supply at the time of OFF is set in accordance with the optimum value during the rotation of the heat roll, the temperature always rises while the heat roll is stopped between pages. Further, if the power supply at the time of ON is set in accordance with the optimum value while the heat roll is stopped, there is a problem that the temperature always drops during the rotation of the heat roll. In either case, it will be out of control. In addition to the control as described above, PID control that determines the supply power by a table or a calculation formula from the difference value between the set temperature and the detected temperature and the differential value and the rate of change of the detected temperature may be performed. Since the optimum value or coefficient of the table or the calculation formula differs depending on whether or not the roll is rotated, the same problem as described above occurs.

【0021】そこで、この第2実施例においては、図8
に示す様に、上記不具合を解決し温度リップル幅の縮小
を十分小さくするために、温度設定手段39に定着ロー
ル回転の有無に応じて、加熱電力制御のための設定値を
変更する手段43を設けている。この第2実施例では、
ヒートロール回転中はON時400WでOFF時150
W、ヒートロール停止中はON時180WでOFF時5
0Wの供給電力設定を行うために、各々の状態で最適の
電力供給制御がなされ、図9に示す様に、図7で示した
ような温度リップルを低減できる。
Therefore, in the second embodiment, as shown in FIG.
In order to solve the above problems and sufficiently reduce the temperature ripple width, the temperature setting means 39 is provided with means 43 for changing the set value for heating power control according to the presence / absence of rotation of the fixing roll. It is provided. In the second embodiment,
400 W when ON and 150 when OFF while the heat roll is rotating
W, 180 W when ON and 5 when OFF when heat roll is stopped
In order to set the supply power of 0 W, the optimum power supply control is performed in each state, and as shown in FIG. 9, the temperature ripple as shown in FIG. 7 can be reduced.

【0022】また、上記第2実施例を上記第1実施例に
組み合わせると図10に示す様な電力低減の効果が生れ
る。なお、これらの効果は一般的なPID制御において
も同様であり、その場合はPIDの各定数を切り替える
かまたは参照テーブルの変更によって電力制御設定値の
変更がなされる。この様に、この第2実施例によれば、
ヒートロール17の回転有無によってヒートロール17
への電力供給を切り替えることが可能になり、制御の遅
延を抑えることによってヒートロール17の温度リップ
ルを防止できる。
When the second embodiment is combined with the first embodiment, the effect of reducing the power as shown in FIG. 10 is produced. Note that these effects are the same in general PID control, and in that case, the power control set value is changed by switching each constant of PID or changing the reference table. Thus, according to this second embodiment,
The heat roll 17 depends on whether the heat roll 17 is rotated or not.
It is possible to switch the power supply to the heat roll 17 and suppress the delay of the control, so that the temperature ripple of the heat roll 17 can be prevented.

【0023】次に、本発明に従う定着装置の第3実施例
について説明する。まず、上記第1実施例におけるペー
ジ間設定温度は、決まった時間内に定着可能温度への昇
温必要時間によってきまるために、ヒータ21への最大
供給電力によって変動をうける。また、上記第2実施例
における制御電力は、高価なために事実上搭載が困難な
供給電力モニターを使わない限りヒータ21への最大供
給電力をもとに設定される。ここで、ヒータ21への最
大供給電力は、電源電圧変動やヒータ抵抗のばらつきに
よって大きく変化するため、実際は何らかの補正が必要
である。
Next, a third embodiment of the fixing device according to the present invention will be described. First, the inter-page set temperature in the first embodiment is affected by the maximum power supply to the heater 21 because it depends on the time required to raise the temperature to the fixable temperature within a fixed time. In addition, the control power in the second embodiment is set based on the maximum power supply to the heater 21 unless a power supply monitor that is practically difficult to mount because it is expensive is used. Here, the maximum electric power supplied to the heater 21 greatly changes due to fluctuations in the power supply voltage and variations in the heater resistance, so some correction is actually required.

【0024】そこで、この第3実施例では、上記問題を
解決するために図11に示す様に、温度設定手段45
に、ウォームアップ開始時時点におけるヒートロール温
度検出値が第1の所定温度以下の場合にのみ、少なくと
も第1の所定温度よりも高温の第2の所定温度からさら
に高温である第3の所定温度に到達するのに要する時間
の計測値から、加熱電力制御の適正な定数値を変更して
補正を行う手段47を設けている。
Therefore, in the third embodiment, in order to solve the above problem, as shown in FIG. 11, the temperature setting means 45 is used.
In addition, only when the detected heat roll temperature value at the start of warm-up is equal to or lower than the first predetermined temperature, at least the second predetermined temperature higher than the first predetermined temperature to the third predetermined temperature higher than the second predetermined temperature. Means 47 is provided for performing correction by changing the appropriate constant value of the heating power control from the measured value of the time required to reach the temperature.

【0025】この第3実施例においては、ウォームアッ
プ時には極力所要時間を低減するために最大供給電力を
ヒータ21へ供給する。この昇温速度の要因としては、
供給電力以外にヒータ21の熱容量と外部への熱抵抗が
存在する。ヒータ熱容量は経時変化をほとんどせず安定
しており、精度も加工精度と同等であるためにばらつき
が無視できる。また、外部への熱抵抗はその大半が加圧
ロール19を経由するものであるが、ウォームアップ時
は回転停止しているためにこの熱抵抗のヒートロール昇
温速度への寄与は極めて小さい。このために最大供給電
力変動には、ウォームアップ時の昇温速度でモニター可
能である。実際検出されるヒートロール温度は、サーミ
スタ27による測定値であり、図3に示したように実際
のヒートロール温度とは異なるが、相対的な補正は温度
範囲の適切な選択によって可能である。
In the third embodiment, the maximum supply power is supplied to the heater 21 in order to reduce the required time as much as possible during warm-up. Factors of this heating rate are
In addition to the supplied power, the heat capacity of the heater 21 and the thermal resistance to the outside exist. The heat capacity of the heater is stable with almost no change over time, and the accuracy is equivalent to the processing accuracy, so the variation can be ignored. Most of the heat resistance to the outside goes through the pressure roll 19, but since the rotation is stopped during warm-up, the contribution of this heat resistance to the heat roll temperature rising rate is extremely small. For this reason, the maximum supply power fluctuation can be monitored at the rate of temperature rise during warm-up. The actually detected heat roll temperature is a measured value by the thermistor 27 and is different from the actual heat roll temperature as shown in FIG. 3, but relative correction can be made by appropriately selecting the temperature range.

【0026】この第3実施例においては、サーミスタ検
出値が50℃から80℃までの昇温に要する時間から補
正を行い、かつウォームアップ開始温度が40℃以下の
場合にのみ補正を実施している。昇温所要時間と対応す
る最大供給電力の値は以下の関係であった。 3 秒 790W 3.5秒 680W 4 秒 600W これらの結果を内挿して用いることより、最大供給電力
を算出した。この結果から、上記第1実施例におけるペ
ージ間維持温度は以下のような対応から算出される。 最大供給電力 ページ間維持温度 790W 145℃ 680W 150℃ 600W 154℃ また、上記第2実施例における電力制御は、最大供給電
力の値と基準定格の700Wとの比から補正して行うこ
とができる。
In the third embodiment, the correction is performed based on the time required for the thermistor detection value to rise from 50 ° C. to 80 ° C., and only when the warm-up start temperature is 40 ° C. or less. There is. The value of the maximum supply power corresponding to the temperature rise time has the following relationship. 3 seconds 790W 3.5 seconds 680W 4 seconds 600W The maximum supply power was calculated by interpolating these results. From this result, the inter-page maintaining temperature in the first embodiment is calculated from the following correspondence. Maximum supply power Inter-page maintenance temperature 790W 145 ° C 680W 150 ° C 600W 154 ° C The power control in the second embodiment can be performed by correcting from the ratio of the maximum supply power value and the standard rating of 700W.

【0027】前回の印字動作による影響でウォームアッ
プ開始温度が50℃付近の場合は、図3にみられる様に
ウォームアップ開始直後のサーミスタ検出温度は非直線
的な立ち上がりとなる。これはサーミスタの熱応答によ
る遅延のためと考えられるが、このために最大消費電力
の推定誤差が大きくなり好ましくない。これに対して、
この第3実施例ではウォームアップ開始時時点における
ヒートロール温度検出値が第1の所定温度以下の場合に
のみ補正を実施している。すなわち、この第3実施例に
おいては、ウォームアップ開始温度が40℃以下の場合
のみ補正を行うことでこの問題を解決している。
When the warm-up start temperature is around 50 ° C. due to the influence of the previous printing operation, the temperature detected by the thermistor immediately after the start of warm-up has a non-linear rise as shown in FIG. This is considered to be due to the delay due to the thermal response of the thermistor, but this is not preferable because the estimation error of the maximum power consumption becomes large. On the contrary,
In the third embodiment, the correction is performed only when the detected heat roll temperature value at the start of warm-up is equal to or lower than the first predetermined temperature. That is, in the third embodiment, this problem is solved by performing the correction only when the warm-up start temperature is 40 ° C. or lower.

【0028】この第3実施例によれば、ウォームアップ
時の昇温速度から加熱制御電力の制御を補正できるため
に、電源電圧やヒータ電力のばらつきを相殺することが
できる。さらに、初期温度が所定値よりも低い場合にの
み上記補正を行うことにより、前回の印字動作の余熱に
よる昇温速度の変動がある場合においては補正動作を除
外できるために、誤った補正の実行を防止可能である。
According to the third embodiment, the control of the heating control power can be corrected from the rate of temperature rise during warm-up, so that variations in power supply voltage and heater power can be offset. Further, by performing the above correction only when the initial temperature is lower than the predetermined value, it is possible to exclude the correction operation when there is a change in the temperature rising rate due to the residual heat of the previous printing operation. Can be prevented.

【0029】[0029]

【発明の効果】本発明によれば、ページ間の無通紙状態
においてはヒートロールが回転していないため、加圧ロ
ール経由での熱拡散が低減され、温度維持電力を削減で
きる。さらにヒートロールの設定温度を回転開始から定
着装置への記録紙先端到達までの間に定着必要温度に到
達可能な温度に維持するために、記録処理速度を損なう
ことなくページ間消費電力を削減可能である。
According to the present invention, since the heat roll is not rotating in the paper-free state between pages, the heat diffusion via the pressure roll is reduced and the temperature maintenance power can be reduced. Furthermore, since the set temperature of the heat roll is maintained at a temperature that can reach the required fixing temperature between the start of rotation and the arrival of the leading edge of the recording paper at the fixing device, the power consumption between pages can be reduced without impairing the recording processing speed. Is.

【0030】また、ヒートロールの回転有無によってヒ
ートロールへの電力供給を切り替えることが可能にな
り、制御の遅延を抑えることによってヒートロールの温
度リップルを防止できる。また、ウォームアップ時の昇
温速度から加熱制御電力の制御を補正できるために、電
源電圧やヒータ電力のばらつきを相殺することができ
る。さらに、初期温度が所定値よりも低い場合にのみ補
正を行うことにより、前回の印字動作の余熱による昇温
速度の変動がある場合においては補正動作を除外できる
ために、誤った補正の実行を防止可能である。
Further, the power supply to the heat roll can be switched depending on whether the heat roll is rotated or not, and the temperature ripple of the heat roll can be prevented by suppressing the control delay. Further, since the control of the heating control power can be corrected from the temperature rising rate during warm-up, it is possible to cancel the variations in the power supply voltage and the heater power. Further, by performing the correction only when the initial temperature is lower than the predetermined value, it is possible to exclude the correction operation when there is a change in the temperature rising rate due to the residual heat of the previous printing operation. It can be prevented.

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

【図1】本発明を実施した定着装置を含む給紙部から排
紙部までの記録紙経路を示す概略構成図である。
FIG. 1 is a schematic configuration diagram showing a recording paper path from a paper feed unit including a fixing device embodying the present invention to a paper discharge unit.

【図2】図1で示した定着装置の概略構成図である。FIG. 2 is a schematic configuration diagram of the fixing device shown in FIG.

【図3】本発明による定着装置の第1実施例におけるヒ
ートロール温度制御の説明図である。
FIG. 3 is an explanatory diagram of heat roll temperature control in the first embodiment of the fixing device according to the present invention.

【図4】本発明による定着装置の第1実施例における制
御部の機能構成図である。
FIG. 4 is a functional configuration diagram of a control unit in the first embodiment of the fixing device according to the present invention.

【図5】本発明による定着装置の第1実施例における動
作説明図である。
FIG. 5 is an operation explanatory diagram of the fixing device according to the first embodiment of the present invention.

【図6】本発明による定着装置の第1実施例における動
作説明図である。
FIG. 6 is an operation explanatory diagram of the fixing device according to the first embodiment of the present invention.

【図7】本発明による定着装置の第2実施例におけるヒ
ートロール温度制御の説明図である。
FIG. 7 is an explanatory diagram of heat roll temperature control in the second embodiment of the fixing device according to the present invention.

【図8】本発明による定着装置の第2実施例における制
御部の機能構成図である。
FIG. 8 is a functional configuration diagram of a controller in a second embodiment of the fixing device according to the present invention.

【図9】本発明による定着装置の第2実施例におけるヒ
ートロール温度制御の説明図である。
FIG. 9 is an explanatory diagram of heat roll temperature control in the second embodiment of the fixing device according to the present invention.

【図10】本発明による定着装置の第2実施例における
ヒートロール温度制御の説明図である。
FIG. 10 is an explanatory diagram of heat roll temperature control in the second embodiment of the fixing device according to the present invention.

【図11】本発明による定着装置の第3実施例における
制御部の機能構成図である。
FIG. 11 is a functional configuration diagram of a control unit in a third embodiment of the fixing device according to the present invention.

【符号の簡単な説明】[Brief description of reference numerals]

1…記録紙給紙部、 3…ピック
アップローラ、5…記録紙、
7…レジストセンサー、9…レジストローラ、
11…転写部、13…感光体、
15…定着装置、17…ヒートロ
ール、 19…加圧ロール、21…
ヒーター、 23…シリコンゴ
ム、25…芯がね、 27…
サーミスタ、29…出力ページメモリ、
31…ヒートロール回転停止手段、33…ヒートロー
ル回転開始手段、35…ヒートロール停止時温度設定手
段、 37、41…温度制御手段、39、45…温度設
定手段、 43…設定値変更手段、47…
定数値変更手段、
1 ... Recording paper feeding section, 3 ... Pickup roller, 5 ... Recording paper,
7 ... Registration sensor, 9 ... Registration roller,
11 ... transfer part, 13 ... photoconductor,
15 ... Fixing device, 17 ... Heat roll, 19 ... Pressure roll, 21 ...
Heater, 23 ... Silicon rubber, 25 ... Core, 27 ...
Thermistor, 29 ... Output page memory,
31 ... Heat roll rotation stop means, 33 ... Heat roll rotation start means, 35 ... Heat roll stop temperature setting means, 37, 41 ... Temperature control means, 39, 45 ... Temperature setting means, 43 ... Set value changing means, 47 …
Constant value changing means,

Claims (3)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 画像形成装置においてトナー像を有する
記録紙を、加熱したヒートロールと加圧ロールとの間に
通すことによって上記記録紙上にトナー像を定着させる
定着装置であって、出力用ページメモリーに1ページ分
のデータが満ちていない場合にはヒートロール回転を停
止させる手段と、出力用ページメモリーに1ページ分の
データが蓄積されると同時に記録紙搬送とヒートロール
回転を開始させる手段と、上記記録紙搬送開始から定着
装置にその先端が到達するまでの時間に上記ヒートロー
ルが定着可能温度に達することが可能なヒートロール回
転停止時の温度の設定手段と、その設定温度にヒートロ
ール回転停止中の定着ロール温度を制御する手段とを備
えたことを特徴とする定着装置。
1. A fixing device for fixing a toner image on a recording paper having a toner image on the recording paper by passing the recording paper having the toner image between a heated heat roll and a pressure roll in the image forming apparatus. A means for stopping the rotation of the heat roll when the memory is not full of data for one page, and a means for starting the conveyance of the recording paper and the rotation of the heat roll at the same time when the data for one page is accumulated in the output page memory. And a means for setting the temperature when the heat roll is stopped so that the heat roll can reach the fixing possible temperature during the time from the start of the recording paper conveyance to the arrival of the leading edge of the fixing device, and the heat roll is heated to the set temperature. And a means for controlling the temperature of the fixing roll while the rotation of the roll is stopped.
【請求項2】 上記定着装置が、さらに、ヒートロール
回転の有無に応じて、加熱電力制御のための設定値を変
更する手段を備えたことを特徴とする請求項1に記載の
定着装置。
2. The fixing device according to claim 1, wherein the fixing device further comprises means for changing a set value for heating power control according to the presence or absence of rotation of a heat roll.
【請求項3】 上記定着装置が、さらに、ウォームアッ
プ開始時時点における温度が第1の所定温度以下の場合
にのみ、少なくとも第1の所定温度よりも高温の第2の
所定温度からさらに高温である第3の所定温度に到達す
るのに要する時間の計測値から、加熱電力制御の適正な
定数値を変更する手段を備えたことを特徴とする請求項
1に記載の定着装置。
3. The fixing device further increases the temperature from a second predetermined temperature higher than at least the first predetermined temperature to a higher temperature only when the temperature at the start of warm-up is equal to or lower than the first predetermined temperature. The fixing device according to claim 1, further comprising means for changing an appropriate constant value of heating power control from a measured value of a time required to reach a certain third predetermined temperature.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2013524310A (en) * 2010-03-25 2013-06-17 クルツ,ゲルハルト Equipment for delivering media at an adjustable temperature

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