JP2007225990A - Fixing device and color image forming device using the same - Google Patents
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- Fixing For Electrophotography (AREA)
- Color Electrophotography (AREA)
Abstract
Description
本発明は、カラ−複写機やファクシミリ、プリンタなどの静電記録式画像形成装置に使用される定着装置に関する。 The present invention relates to a fixing device used in an electrostatic recording image forming apparatus such as a color copying machine, a facsimile machine, or a printer.
カラー画像形成装置においては、通常、白黒画像も形成可能になっている。このような装置において、一般的に、通紙時の定着電力の過剰電力供給を防止するために、通紙開始所定時間経過後に通紙時の電力を変更する制御を有している。
転写材に転写されるトナ−の付着量が白黒の2倍となるカラ−画像形成は、定着性が白黒画像形成よりも比較的悪い。従来、カラ−画像形成と白黒画像形成と同等の生産性を確保している画像形成装置は、特に定着立上がり直後の画像形成時の定着性の観点から、立上がり直後の定着性の悪いカラ−画像形成に立上がり電力、通紙時電力、通紙時電力変更時間を合わせていたため、白黒画像形成時の立上がり時の電力がムダになっていた。
ここで、「立ち上がり」と呼んでいるのは、画像形成装置の電源が投入されたときの定着装置の温度上昇をさすのではなく、画像形成装置がすでに使用可能状態に置かれている状態において、画像形成指令が出た時点から定着可能になるまでの時間のことを言う。
カラー画像用の定着ローラと、白黒画像用の定着ローラを別に構成して、それぞれのローラを必要な所定温度まで加熱するよう構成した例がある(例えば特許文献1 参照。)。しかし、電源投入のときは、商用電源の供給能力範囲で、両方のローラに電力を供給するという記載はあるが、画像形成指令が出た時点からの立ち上がり時間については言及が無い。
In a color image forming apparatus, it is usually possible to form a black and white image. In such an apparatus, in general, in order to prevent an excessive power supply of fixing power at the time of paper passing, there is a control to change the power at the time of paper passing after a lapse of a predetermined time after starting the paper passing.
Color image formation in which the amount of toner deposited on the transfer material is twice that of black and white is relatively poor in fixability than black and white image formation. 2. Description of the Related Art Conventionally, an image forming apparatus that secures productivity equivalent to color image formation and monochrome image formation is a color image with poor fixability immediately after start-up, particularly from the viewpoint of fixability during image formation immediately after start-up of fixing. Since the rising power, the paper passing power, and the paper passing power change time are combined for the formation, the power at the time of black and white image formation is wasted.
Here, “rising” does not mean a temperature rise of the fixing device when the power of the image forming apparatus is turned on, but in a state where the image forming apparatus is already in a usable state. The time from when the image formation command is issued until the image can be fixed.
There is an example in which a fixing roller for a color image and a fixing roller for a black and white image are separately configured and each roller is heated to a necessary predetermined temperature (see, for example, Patent Document 1). However, there is a description that when power is turned on, power is supplied to both rollers within the range of commercial power supply capability, but there is no mention of the rise time from when the image formation command is issued.
定着ローラは共通に用いて、カラー画像用の定着下限温度と、白黒画像用の定着下限温度を異ならせる例がある(例えば、特許文献2 参照。)。この構成では、外部加熱ローラを有していて、白黒画像を定着した後、カラー画像定着に移行する場合の定着ローラ温度を問題として取り上げている。白黒画像定着後に、カラー画像定着に移行する場合には、定着ローラ温度がカラー画像定着下限温度よりも低くなっていたら、外部加熱ローラへの供給電力を、白黒画像の場合よりも大きくすることが示されている。しかし、定着立ち上がり時間に関しては特に言及がない。
すばやい立ち上がり特性を有する電磁誘導加熱方式の定着装置が種々提案されている(例えば、特許文献3参照。)。この文献では、定着装置を予熱する場合としない場合を含めて、立ち上がりが短時間で行えることが示されているが、カラー画像と白黒画像で定着装置に与える電力を変化させるような記載は無い。
There is an example in which a fixing roller is used in common, and a fixing lower limit temperature for a color image and a fixing lower limit temperature for a monochrome image are made different (for example, see Patent Document 2). In this configuration, an external heating roller is provided, and the fixing roller temperature when shifting to color image fixing after fixing a monochrome image is taken up as a problem. When shifting to color image fixing after monochrome image fixing, if the fixing roller temperature is lower than the color image fixing lower limit temperature, the power supplied to the external heating roller may be made larger than that for monochrome images. It is shown. However, there is no particular mention regarding the fixing rise time.
Various types of electromagnetic induction heating type fixing devices having quick start-up characteristics have been proposed (for example, see Patent Document 3). This document shows that the start-up can be performed in a short time, including the case where the fixing device is preheated and the case where it is not preheated, but there is no description of changing the power applied to the fixing device between a color image and a monochrome image. .
カラー画像形成装置で白黒画像を形成する場合でも、定着能力をカラー画像用に合わせてあると、不必要なエネルギ消費を行うことになるので、この無駄をなくすことを目的とする。 Even when a black and white image is formed by a color image forming apparatus, if the fixing ability is matched to that for a color image, unnecessary energy consumption will be performed, and the object is to eliminate this waste.
請求項1に記載の発明では、加熱源と、該加熱源によって加熱される定着ローラと、該定着ローラに対し所定の圧力をもって接する加圧部材とを有し、前記定着ローラと前記加圧部材との間に形成される定着部に、未定着トナー像を形成された記録媒体を通過させることによって、前記トナー像を前記記録媒体に定着させるカラー画像形成装置の定着装置において、画像形成指令が出たことにより、前記加熱源に所定の立ち上がり時電力を供給するに当たって、該立ち上がり時電力の大きさは、前記画像形成指令が白黒画像形成指令である場合は、カラー画像形成指令である場合より小さく設定することを特徴とする。 According to a first aspect of the present invention, a heating source, a fixing roller heated by the heating source, and a pressure member that contacts the fixing roller with a predetermined pressure, the fixing roller and the pressure member are provided. In the fixing device of the color image forming apparatus that fixes the toner image on the recording medium by passing the recording medium on which the unfixed toner image is formed through a fixing unit formed between When the predetermined rising power is supplied to the heating source, the magnitude of the rising power is larger than that when the image forming command is a black and white image forming command. It is characterized by being set small.
請求項2に記載の発明では、請求項1に記載の定着装置において、前記加熱源に供給する電力は、前記画像形成指令が出た後、前記記録媒体が前記定着部に至ったとき、前記立ち上がり時電力より小さい通紙時電力に切り替えることを特徴とする。
請求項3に記載の発明では、請求項2に記載の定着装置において、前記通紙時電力の大きさは、前記画像形成指令が白黒画像形成指令である場合は、カラー画像形成指令である場合より小さく設定することを特徴とする。
According to a second aspect of the present invention, in the fixing device according to the first aspect, the power supplied to the heating source is obtained when the recording medium reaches the fixing unit after the image formation command is issued. It is characterized by switching to a paper passing power smaller than a rising power.
According to a third aspect of the present invention, in the fixing device according to the second aspect, the magnitude of the sheet passing power is a color image formation command when the image formation command is a monochrome image formation command. It is characterized by setting it smaller.
請求項4に記載の発明では、請求項1に記載の定着装置において、前記加熱源に供給する電力は、前記記録媒体が前記定着部に至って所定時間経過後、前記立ち上がり時電力より小さい通紙時電力に切り替えることを特徴とする。
請求項5に記載の発明では、請求項4に記載の定着装置において、前記通紙時電力の大きさは、前記画像形成指令が白黒画像形成指令である場合は、カラー画像形成指令である場合より小さく設定することを特徴とする。
According to a fourth aspect of the present invention, in the fixing device according to the first aspect, the power supplied to the heating source is smaller than the rising power after the recording medium reaches the fixing unit and a predetermined time has elapsed. It is characterized by switching to hourly power.
According to a fifth aspect of the present invention, in the fixing device according to the fourth aspect, the magnitude of the paper passing power is a color image formation command when the image formation command is a monochrome image formation command. It is characterized by setting it smaller.
請求項6に記載の発明では、加熱源と、該加熱源によって加熱される定着ローラと、該定着ローラに対し所定の圧力をもって接する加圧部材とを有し、前記定着ローラと前記加圧部材との間に形成される定着部に、未定着トナー像を形成された記録媒体を通過させることによって、前記トナー像を前記記録媒体に定着させるカラー画像形成装置の定着装置において、画像形成指令が出たことにより、前記加熱源に所定の立ち上がり時電力を供給し、前記記録媒体が前記定着部に至って所定時間経過後、前記立ち上がり時電力より小さい通紙時電力に切り替え、その通紙時電力の大きさは、前記画像形成指令が白黒画像形成指令である場合は、カラー画像形成指令である場合より小さく設定することを特徴とする。 The invention according to claim 6 includes a heating source, a fixing roller heated by the heating source, and a pressure member that contacts the fixing roller with a predetermined pressure, and the fixing roller and the pressure member In the fixing device of the color image forming apparatus that fixes the toner image on the recording medium by passing the recording medium on which the unfixed toner image is formed through a fixing unit formed between When a predetermined rise time power is supplied to the heating source, the recording medium reaches the fixing unit, and after a lapse of a predetermined time, it is switched to a paper feed time power smaller than the rise time power. The size of is set smaller when the image formation command is a monochrome image formation command than when it is a color image formation command.
請求項7に記載の発明では、請求項1ないし6のいずれか1つに記載の定着装置を用いたカラー画像形成装置を特徴とする。 According to a seventh aspect of the invention, there is provided a color image forming apparatus using the fixing device according to any one of the first to sixth aspects.
本発明によれば、カラー画像形成装置を用いて白黒画像を形成しても、定着装置に不必要な電力を供給しないで済むため、エネルギ消費を節約できる。 According to the present invention, even when a black and white image is formed using a color image forming apparatus, it is not necessary to supply unnecessary power to the fixing apparatus, so that energy consumption can be saved.
図1は本発明を適用する電磁誘導加熱方式の定着装置を説明するための図である。
同図において符号1は発熱ローラ、2は定着ローラ、3はベルト、4は加圧ローラ、5は温度検知手段、6は誘導加熱手段、7は励磁コイル、8はコイルガイド板、9はコイルコア、10は励磁コイルコア支持部材、11は記録媒体、Tはトナーをそれぞれ示す。
定着装置は、誘導加熱手段6の電磁誘導により発熱される発熱ローラ1と、発熱ローラ1と平行に配置された定着ローラ2と、発熱ローラ1と定着ローラ2とに張け渡され、発熱ローラ1により加熱されるとともに少なくともこれらの何れかのローラの回転により矢印A方向に回転する無端帯状の耐熱性ベルト(トナー加熱媒体)3と、ベルト3を介して定着ローラ2に圧接されるとともにベルト3に対して順方向に回転する加圧ローラ4とから構成されている。
FIG. 1 is a view for explaining an electromagnetic induction heating type fixing apparatus to which the present invention is applied.
In the figure,
The fixing device is stretched over the
発熱ローラ1は、たとえば鉄、コバルト、ニッケルまたはこれら金属の合金等の中空円筒状の磁性金属部材からなり、低熱容量で昇温の速い構成となっている。
定着ローラ2は、たとえばステンレススチール等の金属製の芯金2aと、耐熱性を有するシリコンゴムをソリッド状または発泡状にして芯金2aを被覆した弾性部材2bとからなる。そして、加圧ローラ4からの押圧力でこの加圧ローラ4と定着ローラ2との間に所定幅Nの接触部を形成している。発熱ローラ1と定着ローラ2とに張り渡されたベルト3は、誘導加熱手段6により発熱される発熱ローラ1との接触部位W1で加熱される。そして、ローラ1、2の回転によってベルト3の内面が連続的に加熱され、結果としてベルト全体に亘って加熱される。
定着装置が所定温度まで上昇すると、未定着トナーTを担持した転写紙などの記録媒体11が、定着ローラ2と加圧ローラ4の間に形成された幅Nの接触部に矢印B方向から挿入される。記録媒体上の未定着トナーTは、定着ローラ側から受ける熱と、両ローラから受ける圧力によって軟化し、記録媒体に対する密着性が増して定着される。
The
The
When the fixing device rises to a predetermined temperature, the
図2は誘導加熱手段を説明するための図である。同図(a)は断面図、同図(b)は正面図である。
電磁誘導により発熱ローラ1を発熱する誘導加熱手段6は、図1および図2(a)、(b)に示すように、磁界発生手段である励磁コイル7と、この励磁コイル7が巻き回されたコイルガイド板8とを有している。コイルガイド板8は加熱ローラ1の外周面に近接配置された半円筒形状をしており、図2(b)に示すように、励磁コイル7は長い一本の励磁コイル線材をこのコイルガイド板8に沿って発熱ローラ1の軸方向に交互に巻き付けたものである。励磁コイル7は、発振回路が周波数可変の駆動電源(図示せず)に接続されている。
励磁コイル7の外側には、図1に示すように、フェライト等の強磁性体よりなる半円筒形状の励磁コイルコア9が、励磁コイルコア支持部材10に固定されて励磁コイル7に近接配置されている。
なお、本実施の形態において、励磁コイルコア9は比透磁率が2500のものを使用している。
FIG. 2 is a diagram for explaining the induction heating means. FIG. 3A is a cross-sectional view, and FIG.
As shown in FIG. 1 and FIGS. 2 (a) and 2 (b), the induction heating means 6 that generates heat from the
As shown in FIG. 1, a semi-cylindrical excitation coil core 9 made of a ferromagnetic material such as ferrite is fixed to the excitation coil
In the present embodiment, the exciting coil core 9 has a relative permeability of 2500.
励磁コイル7には駆動電源から10kHz〜1MHzの高周波交流電流、好ましくは20kHz〜800kHzの高周波交流電流が給電され、これにより交番磁界を発生する。そして、発熱ローラ1と耐熱性ベルト3との接触領域W1およびその近傍部においてこの交番磁界が発熱ローラ1に作用し、この内部では交番磁界の変化を妨げる方向に渦電流が流れる。
この渦電流が発熱ローラ1の抵抗に応じたジュール熱を発生させ、主として発熱ローラ1とベルト3との接触領域およびその近傍部において発熱ローラ1が電磁誘導加熱される。
本発明の定着装置においては図1に示すように定着ベルトの表面の温度を温度検知手段5により検知している。
予め、画像形成装置内には、カラ−画像形成と、白黒画像形成が選択可能なように構成してある。カラー画像形成が指定された場合の装置の状態をカラーモード、白黒画像形成が指定された場合の装置の状態を白黒モードと呼ぶ。
A high frequency alternating current of 10 kHz to 1 MHz, preferably a high frequency alternating current of 20 kHz to 800 kHz is supplied to the exciting coil 7 from a driving power source, thereby generating an alternating magnetic field. The alternating magnetic field acts on the
This eddy current generates Joule heat corresponding to the resistance of the
In the fixing device of the present invention, the temperature of the surface of the fixing belt is detected by the temperature detecting means 5 as shown in FIG.
In the image forming apparatus, color image formation and monochrome image formation can be selected in advance. The state of the apparatus when color image formation is designated is called a color mode, and the state of the apparatus when monochrome image formation is designated is called a monochrome mode.
図3はカラ−モードと白黒モードにおける定着立ち上がり特性を説明するための図である。
同図において符号Gc1はカラーモード時の立ち上がり曲線、Gm1は白黒モード時の立ち上がり曲線、PWは供給電力、TBは基準温度、Tc0はカラーモード時の通紙開始設定温度、Tm0は白黒モード時の通紙開始設定温度、tc1、tm1等は立ち上がり時間をそれぞれ示す。図中、太線は供給電力を示す。
同図において横軸は時間(t)、縦軸はベルト温度(T)と入力電力(W)を示す。
同図に示す様に、定着が立上がり前にカラ−画像形成または白黒画像形成どちらかが選択されると、立上がり時、図1に示した発熱ローラ1、定着ローラ2、ベルト3、加圧ローラ4が回転、誘導加熱手段6が加熱、検知手段5がベルト温度を検出し、カラ−画像形成は通紙開始設定温度Tc0まで、白黒画像形成は通紙開始設定温度Tm0になるまで立ち上がり電力を投入する。Tm0がTc0より小さく設定されているのは、カラー画像の定着よりも白黒画像の定着の方がエネルギ消費が少なく、その分通紙による温度低下が少ないため、連続通紙をしても温度変化がカラー画像に比べて白黒画像の方が少ないためである。
基準温度TBは、電磁誘導加熱方式の場合であれば、通常、環境温度そのものになる。ただし、熱慣性の大きい定着装置であれば、画像形成中でないときでも常時加熱しておく場合があり、その場合は予熱温度を意味することになる。その意味では、電磁誘導方式でなくてハロゲンランプ方式のような加熱手段を用いた定着装置でも、同図の説明を適用することができる。
FIG. 3 is a diagram for explaining the fixing rising characteristics in the color mode and the black and white mode.
In the same figure, Gc1 is a rising curve in the color mode, Gm1 is a rising curve in the monochrome mode, PW is the power supply, TB is the reference temperature, Tc0 is the paper passing start temperature in the color mode, and Tm0 is in the monochrome mode. The paper passing start set temperature, tc1, tm1, and the like indicate rise times. In the figure, the thick line indicates the power supply.
In the figure, the horizontal axis represents time (t), and the vertical axis represents belt temperature (T) and input power (W).
As shown in the figure, when either color image formation or black-and-white image formation is selected before the start of fixing, the
In the case of the electromagnetic induction heating method, the reference temperature TB is usually the ambient temperature itself. However, in the case of a fixing device having a large thermal inertia, there is a case where it is always heated even when an image is not being formed. In this case, the preheating temperature is meant. In that sense, the description in FIG. 10 can be applied to a fixing device using a heating unit such as a halogen lamp method instead of an electromagnetic induction method.
立ち上がり電力の供給の仕方によって、それぞれのモードにおける立ち上がり曲線は異なる。
曲線Gc1は供給可能な最大電力PWMを与えたときの、ベルト3の検知手段5の位置における立ち上がり曲線を示している。このとき、カラーモードにおける通紙開始設定温度Tc0になるまでの時間をtc1とする。この時点で記録紙を定着装置に導入してよい。時間tc1に至るまでに、ベルト3は複数回回転をするので、ミクロ的には階段状の昇温曲線になるが、簡略的に連続昇温として示してある(以後の図においても同様である。)。
同じ曲線が白黒モードにおける通紙開始設定温度Tm0を通過する時間をtm1とすると、白黒モードの場合は時間tm1で記録紙を定着装置に導入してよい(Gm1)。しかし、白黒モード指定から、記録紙11が定着位置に到達するまでの時間txmがtm1よりも大きくかかる場合がある。この場合は無理に立ち上がり時間をtm1に収める必要が無いので、装置にかける負荷をなるべく小さくするため、最大電力PWMよりも小さい供給電力をかけて、立ち上がり時間が所望の時間tm2になるようにすればよい。
The rising curve in each mode differs depending on how the rising power is supplied.
A curve Gc1 shows a rising curve at the position of the detecting means 5 of the
Assuming that the time for the same curve to pass the sheet passing start temperature Tm0 in the monochrome mode is tm1, in the monochrome mode, the recording sheet may be introduced into the fixing device at the time tm1 (Gm1). However, the time txm from when the monochrome mode is specified until the
例えば、txmがtc1と等しい場合、あるいは白黒モードの立ち上がり時間をtc1と等しく設定しても著しい不具合が無い場合、白黒モードにおける供給電力をPW2に下げて、立ち上がり曲線をGm1’に設定し、立ち上がり時間tm2’=tc1となるようにしてかまわない。しかし、白黒モードの場合、記録紙が定着位置に到達する時間がカラーモードの場合より短くなっている場合があり、立ち上がり時間をtc1に等しくしたのでは、待ち時間が長くなりすぎる場合には、曲線Gm1”のように供給電力をそれよりも大きいPW3に設定して、立ち上がり時間tm2をtxmに等しく設定するのがよい。
別の条件として、カラーモードにおいて、記録紙が定着位置に到達する時間txcがtc1よりも大きい場合は、電力負荷の低減のため、供給電力をPW1に下げて、曲線Gc1’に示すように、立ち上がり時間tc2をtxcに等しく設定してもよい。
For example, if txm is equal to tc1, or if there is no significant problem even if the rise time in monochrome mode is set equal to tc1, the supply power in monochrome mode is lowered to PW2, the rise curve is set to Gm1 ′, and the rise time The time tm2 ′ = tc1 may be satisfied. However, in the monochrome mode, the time for the recording paper to reach the fixing position may be shorter than that in the color mode. If the rise time is equal to tc1, the waiting time becomes too long. It is preferable to set the supply power to PW3 larger than that and set the rise time tm2 equal to txm as shown by the curve Gm1 ″.
As another condition, in the color mode, when the time txc for the recording paper to reach the fixing position is larger than tc1, the power supply is lowered to PW1 to reduce the power load, and as shown by the curve Gc1 ′, The rise time tc2 may be set equal to txc.
図4は立ち上がり後、通紙状態における温度変化を示す図である。同図(a)は白黒モードの立ち上がり曲線をカラーモードと共通にした場合、同図(b)はそれぞれのモードの立ち上がり時間を独立に設定した場合をそれぞれ示す。
同図(a)において、画像形成命令が出て、定着装置の立ち上がりが行われたとする。このとき、立ち上がり曲線をカラーモードと白黒モードで区別しない場合、同図の通紙開始設定温度Tc0が白黒モードにも適用される。本発明においては、当初供給電力として立ち上がり時電力PW0として与え、ベルト温度が通紙開始設定温度Tc0に達した時点で、定着装置に対する供給電力(以下通紙時電力と言う)を後述の所定の値まで引き下げる。なお、立ち上がり時電力PW0は図3におけるPWM、あるいはPW1であってかまわない。
時間tc1において定着装置に記録媒体が到達すると、通紙段階になり、記録媒体11の進入により、ベルト3の温度は記録媒体11に熱を奪われるために温度低下が生ずる。記録媒体11が1枚限りの場合は、一旦温度低下が生じても、記録媒体11が通り過ぎてしまえば、次の記録媒体の通過がないので、ベルト温度の低下は問題が生じない。しかし、継続的な画像形成が行われると、次々と記録媒体11が定着装置を通過するので、継続的な温度低下が生ずる。図4はそのような状態を示している。
FIG. 4 is a diagram showing a temperature change in the sheet passing state after the rising. FIG. 6A shows the case where the black and white mode rise curve is shared with the color mode, and FIG. 6B shows the case where the rise time of each mode is set independently.
In FIG. 5A, it is assumed that an image formation command is issued and the fixing device is started up. At this time, when the rising curve is not distinguished between the color mode and the black and white mode, the sheet passing start set temperature Tc0 in the figure is also applied to the black and white mode. In the present invention, the starting power PW0 is given as the initial supplied power, and when the belt temperature reaches the paper passing start set temperature Tc0, the power supplied to the fixing device (hereinafter referred to as paper passing power) is set to a predetermined power described later. Reduce to value. The rising power PW0 may be PWM in FIG. 3 or PW1.
When the recording medium reaches the fixing device at
ここで、通紙段階での供給電力について説明する。カラーモードにおける定着最低限温度をTc1とし、白黒モードにおけるそれをTm1とする。連続通紙によって奪われる熱量と、電力により供給される熱量とがほぼ等しくなったとき、ベルト温度はほぼ一定になる。そのときの温度がカラーモードの場合Tc1、白黒モードの場合Tm1となるように供給電力に関する所定の値を決定する。同図においては、その値を、カラーモードにおいては通紙時電力をPW4、白黒モードにおいてはPW5とする。この電力値は環境温度等によって変わる可能性があるので、それらの条件によって変更可能にしておいてもよい。
Tm1がTc1よりも小さく設定されているのは、カラー画像の定着よりも白黒画像の定着の方が定着最低限温度が低くて済むからである。
Here, power supply at the paper passing stage will be described. The minimum fixing temperature in the color mode is Tc1, and that in the monochrome mode is Tm1. When the amount of heat taken away by continuous paper feeding and the amount of heat supplied by electric power are substantially equal, the belt temperature becomes substantially constant. A predetermined value relating to the supplied power is determined so that the temperature at that time is Tc1 in the color mode and Tm1 in the monochrome mode. In the figure, the value is PW4 in the color mode and PW5 in the monochrome mode. Since this electric power value may change depending on the environmental temperature or the like, it may be changed according to those conditions.
The reason why Tm1 is set smaller than Tc1 is that the minimum fixing temperature for fixing a monochrome image is lower than that for fixing a color image.
同図(b)において、立ち上がり曲線をカラーモードと白黒モードで独立に定めてある場合、それぞれの通紙開始設定温度に達した時点で、通紙時電力を所定の値に引き下げる。
同図の場合、カラーモードの方は同図(a)と同様であるが、白黒モードの方は、立ち上がり時電力をPW3とし、時間tm1で通紙開始設定温度Tm0になったら、通紙が開始され、それと同時に通紙時電力をPW5に引き下げる。
いずれの場合も通紙が終了したらその時点で、予熱方式の場合を除いて供給電力は0にしてよい。以後、ベルト温度は自然冷却により、温度低下が進み、次の画像形成がない場合は、最終的に基準温度TBまで下がる。予熱方式の場合は、予熱に必要な供給電力まで下げればよい。
In FIG. 5B, when the rising curves are determined independently for the color mode and the black and white mode, the sheet passing power is reduced to a predetermined value when the respective sheet passing start set temperatures are reached.
In the case of the figure, the color mode is the same as that of FIG. 10A. However, in the monochrome mode, when the rising power is PW3 and the paper passing start set temperature Tm0 is reached at time tm1, the paper is passed. At the same time, it lowers the paper feed power to PW5.
In any case, when the paper feeding is completed, the supplied power may be set to 0 at that time except in the case of the preheating method. Thereafter, due to natural cooling, the belt temperature gradually decreases, and when there is no next image formation, the belt temperature finally decreases to the reference temperature TB. In the case of the preheating method, it may be lowered to the supply power necessary for preheating.
ここで、電力の与え方について言及しておく。
最大電力PWMを与える場合は、特別な工夫の余地がないが、最大電力PWMより小さい電力を与える場合は、何通りかの方法がある。例えば、連続的に電力供給を行うのであれば、電圧を下げて与えたり、電流制限をかけて与える方法がある。連続にこだわらなくてもよい場合は、間欠的な電力供給を行ってもよい。すなわち、パルス的な電力供給のデューティの変化により、所望の電力を与える方法、また、温度検知手段の出力をフィードバックかけることで、必要になる都度電力をかけて所定の温度を保つ方法などがある。
いずれの場合も結果的に有効な電力(平均的な電力)として同図のPW4あるいはPW5になっていればよい。
Here, how to give power will be mentioned.
When the maximum power PWM is applied, there is no room for special contrivance, but there are several methods for supplying power smaller than the maximum power PWM. For example, if power is supplied continuously, there are methods of lowering the voltage and applying the current limit. When it is not necessary to be continuous, intermittent power supply may be performed. In other words, there are a method of giving desired power by changing the duty of pulsed power supply, and a method of maintaining a predetermined temperature by applying power whenever necessary by feeding back the output of the temperature detecting means. .
In either case, the effective power (average power) may be PW4 or PW5 in FIG.
図5は立ち上がり後の電力の与え方の他の例を説明するための図である。同図(a)は白黒モードの立ち上がり曲線をカラーモードと共通にした場合、同図(b)はそれぞれのモードの立ち上がり時間を独立に設定した場合、をそれぞれ示す。
この電力供給方法では、通紙時電力を2段階に切り替えている。初めに、第1段階として、通紙開始になっても直ちに供給電力を変化させるのではなく、立ち上がり時の供給電力をそのまま維持する。この場合、通紙がなければベルト温度はオーバーシュートして通紙開始設定温度以上に上がってしまうのであるが、通紙により、一時的に温度低下が生ずる。すなわち、通紙開始設定温度になった時点ではまだ温度上昇中であり、これは、定着ローラ2や加圧ローラ4が、まだ温度の安定領域に至っていないからである。したがって、通紙開始後も電力供給を継続すれば、やがては、各ローラの温度も上昇を続けて安定領域に入る。そのため、通紙を続けていると、一旦下降した温度曲線が上昇に転じ、やがては一定値に近づいていく。
本例では、通紙開始から所定の時間をおいて、第2段階として、供給電力を所定値まで下げるようにしている。所定の時間としては、白黒モードの場合は時間tm2、カラーモードの場合は時間tc2とする。
FIG. 5 is a diagram for explaining another example of how to supply power after rising. FIG. 4A shows the case where the black and white mode rise curve is shared with that of the color mode, and FIG. 4B shows the case where the rise time of each mode is set independently.
In this power supply method, the paper passing power is switched to two stages. First, as the first stage, the supplied power is not changed immediately after the start of paper feeding, but the supplied power at the time of start-up is maintained as it is. In this case, if there is no sheet passing, the belt temperature overshoots and rises above the sheet passing start set temperature, but the temperature temporarily drops due to the sheet passing. In other words, the temperature is still rising at the time when the sheet passing start set temperature is reached, because the fixing
In this example, the supply power is lowered to a predetermined value as a second stage after a predetermined time from the start of paper feeding. The predetermined time is time tm2 in the monochrome mode and time tc2 in the color mode.
通紙開始と同時に供給電力を下げる場合、定着ローラ2や加圧ローラ4の熱容量がある程度大きいと、通紙による急激な温度低下のため、ベルト温度が定着最低限温度を下回ってしまう危険性がある。そのため、熱容量が大きい場合は通紙と同時に通紙時電力をPW4、PW5のように小さくすることはできない。本例のように、1度温度上昇に転じて後に供給電力を下げるのであれば、定着ローラ2や加圧ローラ4が十分昇温しているので、その熱容量の大きさに左右されず、ベルト温度が定着最低限温度を下回る危険性が小さくなり、その分通紙時電力をPW4、PW5のように図4の場合と同様に設定することができる。
通紙によるベルト温度低下は、白黒モードの方がカラーモードの場合より少ないので、温度上昇に転じるタイミングもカラーモードの場合より早い。そこで、通紙時電力を第2段階に切り替える時間は、白黒モード時のtm2の方をカラーモード時のtc2より小さくすることができる。すなわち、tm2<tc2としてよい。
When the power supply is reduced simultaneously with the start of paper feeding, if the heat capacity of the fixing
The belt temperature drop due to the paper passing is less in the monochrome mode than in the color mode, so the timing for starting the temperature rise is earlier than in the color mode. Therefore, the time for switching the paper passing power to the second stage can be made smaller in tm2 in the monochrome mode than in tc2 in the color mode. That is, tm2 <tc2.
図6は発熱層を有するベルトを説明するための概念図である。
同図において符号31は基層、32は発熱層、33は弾性層、34は離型層をそれぞれ示す。
以上の説明では、ベルト3として単なる耐熱ベルトを前提にしてきたが、ベルト自身にも発熱層を形成してかまわない。
同図は発熱層を有する定着ベルトの一例を示している。基層31の上に銀などの導電性材料からなる発熱層32を形成し、その上にシリコンゴム等からなる弾性層33、さらにその上にフッ素樹脂等からなる離型層34が形成されている。
ベルト3は発熱ローラ1に巻回されている領域の接触部位W1を通過中、誘導加熱手段6により発熱され、発熱ローラ1とともに温度上昇する。ベルト3の昇温部分はベルト3の回転により、定着ローラ2と加圧ローラ4の間の幅Nの接触部を通過することにより、離型層34が記録媒体11上の未定着トナーTに加圧されながら接して、トナーを記録媒体に定着させる。
FIG. 6 is a conceptual diagram for explaining a belt having a heat generating layer.
In the figure,
In the above description, a simple heat-resistant belt is assumed as the
This figure shows an example of a fixing belt having a heat generating layer. A
The
1 加熱ローラ
2 定着ローラ
3 ベルト
4 加圧ローラ
5 温度検知手段
6 誘導加熱手段
11 記録媒体
DESCRIPTION OF
Claims (7)
A color image forming apparatus using the fixing device according to claim 1.
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