JP2021117403A - Fixing device and image forming device - Google Patents
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- Fixing For Electrophotography (AREA)
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Abstract
【課題】定着器の外側に配置されているサブヒータを適切に制御できるようにすることを目的とする。【解決手段】現像剤像が転写された媒体に対向する外周面を有する定着ベルト131と、定着ベルト131の内部に設けられる面状ヒータ134と、を備え、面状ヒータ134は、主走査方向における定着ベルト131の一部である第1の領域を加熱するメインヒータ134aと、主走査方向における第1の領域以外の、定着ベルト131の一部である第2の領域を加熱するサブヒータ134b、134cと、を備え、媒体に対して連続して画像を形成する場合に、メインヒータ134aの発熱量に対するサブヒータ134b、134cの発熱量が、媒体への画像の形成が完了する数に応じて変化する。【選択図】図4[Problem] To make it possible to appropriately control a sub-heater arranged outside a fixing unit. [Solution] A fixing device includes a fixing belt 131 having an outer circumferential surface facing a medium to which a developer image has been transferred, and a planar heater 134 provided inside the fixing belt 131. The planar heater 134 includes a main heater 134a for heating a first region that is a part of the fixing belt 131 in the main scanning direction, and sub-heaters 134b and 134c for heating a second region that is a part of the fixing belt 131 other than the first region in the main scanning direction, and when images are continuously formed on the medium, the heat generation amount of the sub-heaters 134b and 134c relative to the heat generation amount of the main heater 134a changes depending on the number of completed image formations on the medium. [Selected Figure] Figure 4
Description
本発明は、定着装置及び画像形成装置に関する。 The present invention relates to a fixing device and an image forming device.
電子写真方式の画像形成装置は、媒体としての用紙に転写されたトナー像を、定着器で加熱及び加圧することで、その用紙に定着している。
ここで、従来から、定着器に複数のヒータを設け、定着を行う用紙の幅に応じて、複数のヒータの内、加熱を行うヒータを選択することで、省電力化を図る技術が知られている。
このような場合、例えば、特許文献1に記載されているように、用紙の搬送方向における中央部に温度センサを設けて、その温度センサで計測される温度により、定着器の温度を制御する技術がある。
The electrophotographic image forming apparatus fixes the toner image transferred to the paper as a medium by heating and pressurizing the toner image with a fixing device.
Here, conventionally, a technique has been known in which a plurality of heaters are provided in a fuser and a heater for heating is selected from among the plurality of heaters according to the width of the paper to be fixed to save power. ing.
In such a case, for example, as described in
しかしながら、従来の技術では、定着器に配置されているサブヒータを適切に制御することが困難であった。 However, with the conventional technique, it has been difficult to appropriately control the sub-heater arranged in the fuser.
そこで、本発明の一又は複数の態様は、定着器に配置されているサブヒータを適切に制御できるようにすることを目的とする。 Therefore, one or a plurality of aspects of the present invention make it possible to appropriately control the sub-heater arranged in the fuser.
本発明の一態様に係る定着装置は、現像剤像が転写された媒体に対向する外周面を有する回転体と、前記回転体の内部に設けられる発熱部と、を備え、前記発熱部は、主走査方向における前記回転体の一部である第1の領域を加熱するメインヒータと、前記主走査方向における前記第1の領域以外の、前記回転体の一部である第2の領域を加熱するサブヒータと、を備え、前記媒体に対して連続して画像を形成する場合に、前記メインヒータの発熱量に対する前記サブヒータの発熱量が、前記媒体への画像の形成が完了する数に応じて変化することを特徴とする。 The fixing device according to one aspect of the present invention includes a rotating body having an outer peripheral surface facing the medium on which the developer image is transferred, and a heat generating portion provided inside the rotating body. A main heater that heats a first region that is a part of the rotating body in the main scanning direction and a second region that is a part of the rotating body other than the first region in the main scanning direction are heated. When an image is continuously formed on the medium, the amount of heat generated by the sub-heater relative to the amount of heat generated by the main heater depends on the number of times the formation of the image on the medium is completed. It is characterized by changing.
また、本発明の一態様に係る画像形成装置は、上記定着装置を備えることを特徴とする。 Further, the image forming apparatus according to one aspect of the present invention is characterized by including the fixing apparatus.
本発明の一又は複数の態様によれば、定着器に配置されているサブヒータを適切に制御することができる。 According to one or more aspects of the present invention, the sub-heater arranged in the fuser can be appropriately controlled.
図1は、本実施の形態に係る画像形成装置100の断面図である。
画像形成装置100は、給紙カセット101と、ホッピングローラ102と、レジストローラ103、104と、搬送ベルト105と、駆動ローラ106と、従動ローラ107と、画像形成ユニットとしてのID(Image Drum)ユニット120K、120Y、120M、120Cと、転写ローラ108K、108Y、108M、108Cと、定着装置としての定着器130と、排出ローラ109、110とを備える。
以下の説明では、符号の末尾に付加されている記号Kはブラックを、記号Yはイエローを、記号Mはマゼンタを、記号Cはシアンを示すものとする。記号K、Y、M、Cは、適宜、省略されるものとする。
FIG. 1 is a cross-sectional view of the
The
In the following description, it is assumed that the symbol K added to the end of the symbol indicates black, the symbol Y indicates yellow, the symbol M indicates magenta, and the symbol C indicates cyan. The symbols K, Y, M and C shall be omitted as appropriate.
給紙カセット101は、媒体PAを保持する。
ホッピングローラ102は、給紙カセット101に保持された媒体PAを繰り出す。
レジストローラ103、104は、繰り出された媒体PAの斜行を修正して、予め定められたタイミングで搬送ベルト105へ媒体PAを送り出す。
搬送ベルト105は、媒体PAを搬送する。具体的には、搬送ベルト105は、駆動ローラ106及び従動ローラ107に掛け渡されており、送り出された媒体PAを、IDユニット120及び定着器130へと搬送する。
駆動ローラ106は、搬送ベルト105を駆動するローラである。
従動ローラ107は、駆動ローラ106の駆動に従って、回転するローラである。
The
The
The
The
The
The driven
IDユニット120K、120Y、120M、120Cの各々は、現像剤像としてのトナー像を形成する。
IDユニット120K、120Y、120M、120Cの各々は、同じ構成を有しているため、ここでは、IDユニット120Kについて説明する。
Each of the
Since each of the
IDユニット120Kは、像担持体としての感光体ドラム121Kと、露光装置としてのLED(Light Emitting Diode)ヘッド122Kとを備える。
帯電された感光体ドラム121Kには、LEDヘッド122Kにより静電潜像が形成され、形成された静電潜像に、現像剤としてのトナーが付着されることにより、現像剤像としてのトナー像が形成される。
The
An electrostatic latent image is formed on the
転写ローラ108K、108Y、108M、108Cの各々は、感光体ドラム121K,121Y、121M、121Cの各々で形成されたトナー像を、搬送ベルト105により搬送されてきた媒体PAに転写する転写部である。そして、転写ローラ108K、108Y、108M、108Cは、トナー像が転写された媒体PAを定着器130へと搬送する。
Each of the
定着器130は、トナー像を加熱して溶かすとともに、加圧して媒体PAに定着させる。
排出ローラ109、110は、トナー像が定着された媒体PAを画像形成装置100の外部へ排出する。
The fuser 130 heats and melts the toner image and pressurizes the toner image to fix it on the medium PA.
The
図2は、画像形成装置100での画像形成(印刷)を制御する画像形成制御部としての印刷制御部111を示すブロック図である。
印刷制御部111は、定着制御部112と接続されている。そして、印刷制御部111は、媒体PAの厚さ又は幅等の画像形成条件としての印刷条件に応じて、定着制御部112に目標温度を指令する。そして、印刷制御部111は、定着制御部112が、定着器130のウォームアップが完了したと判定した場合に、定着器130に定着を行わせる。
FIG. 2 is a block diagram showing a
The
また、印刷制御部111は、給紙モータ113と接続されている。給紙モータ113は印刷媒体の給紙及び搬送を行うためのステッピングモータである。
印刷制御部111は、ベルトモータ114と接続されている。ベルトモータ114は、搬送ベルト105を駆動するためのステッピングモータである。
印刷制御部111は、IDモータ115と接続されている。IDモータ115は、IDユニット120を駆動するためのブラシレスDC(Direct Current)モータである。
印刷制御部111は、定着モータ116と接続されている。定着モータ116は、定着器130、排出ローラ109、110を駆動するためのブラシレスDCモータである。
Further, the
The
The
The
印刷制御部111は、LEDヘッド122K、122Y、122M、122Cと接続されている。LEDヘッド122K、122Y、122M、122Cの各々は、帯電された感光体ドラム121K、121Y、121M、121Cの各々の表面を露光する。
印刷制御部111は、高圧回路117と接続されている。高圧回路117は、IDユニット120及び転写ローラ108において、帯電、現像及び転写を行うための高電圧を生成する回路である。
The
The
以上に記載された印刷制御部111及び定着制御部112の一部又は全部は、例えば、図3(A)に示されているように、メモリ10と、メモリ10に格納されているプログラムを実行するCPU(Central Processing Unit)等のプロセッサ11とにより構成することができる。このようなプログラムは、ネットワークを通じて提供されてもよく、また、記録媒体に記録されて提供されてもよい。即ち、このようなプログラムは、例えば、プログラムプロダクトとして提供されてもよい。
A part or all of the
また、印刷制御部111及び定着制御部112の一部又は全部は、例えば、図3(B)に示されているように、単一回路、複合回路、プログラム化したプロセッサ、並列プログラム化したプロセッサ、ASIC(Application Specific Integrated Circuits)又はFPGA(Field Programmable Gate Array)等の処理回路12で構成することもできる。
以上のように、印刷制御部111及び定着制御部112は、処理回路網により実現することができる。
Further, a part or all of the
As described above, the
図4は、定着器130の構成を概略的に示す正面図である。
図5は、定着器130の構成を概略的に示す側面図である。
定着器130では、定着ベルト131と、バックアップローラ132とが、搬送ベルト105から搬送されてきた媒体PAを挟むように対向して配置され、媒体PAにトナー像を定着する定着部としてのニップ部を形成する。図4では、媒体PAは、図4の手前から奥に搬送されるものとする。媒体PAの搬送方向に交差する方向(ここでは、垂直方向)である方向Aは、主走査方向である。そして、媒体PAに転写されて弱い静電気力だけで付着しているトナー像は、定着ベルト131の熱によって溶かされ、バックアップローラ132の加圧力により媒体PAに定着される。バックアップローラ132は、媒体PAを定着ベルト131の方向に加圧する加圧部として機能する。
FIG. 4 is a front view schematically showing the configuration of the
FIG. 5 is a side view schematically showing the configuration of the
In the
定着ベルト131は、円筒状のフィルムであり、PI(PolyImide)又はSUS(Steel Use Stainless:ステンレス鋼)等の金属を基材として、シリコーンゴムで構成される弾性層と、PTFE(PolyTetraFluoroEthilen)、PFA(PerFluoroalkoxy Alkane)に代表されるフッ素樹脂コーティング又はそれらを加工したチューブからなる表層とを重ね合わせた多重構造となっている。定着ベルト131は、後述する面状ヒータ134の加熱対象であり、トナー像を溶かすために使用される。なお、定着ベルト131は、バックアップローラ132のの回転に伴って、媒体PAの搬送方向に回転する回転体として機能する。定着ベルト131の外周面131aは、媒体PAに対向する。回転体は、定着ベルト131に限定されず、例えば、ローラ形状の定着ローラであってもよい。言い換えると、本実施の形態では、定着ベルト131の代わりに、定着ローラが使用されてもよい。
The fixing
定着ベルト131の内部には、熱拡散部材133と、面状ヒータ134とが備えられる。熱拡散部材133及び面状ヒータ134は、図示しないバネ等の付勢部材により、バックアップローラ132の方向に付勢されている。熱拡散部材133の表面には、図示しない摺動性グリスが塗布されており、定着ベルト131との摺動性を高めている。
A
熱拡散部材133は、面状ヒータ134の熱を定着ベルト131に伝導する部材であり、例えば、ステンレス等の熱伝導率の高い金属で形成されている。図5に示されているように、熱拡散部材133の一面133aは、面状ヒータ134に接触し、他面133bは、定着ベルト131に対向し、その一部が定着ベルト131に接触し、面状ヒータ134の発熱を長手方向のムラを小さくしつつ定着ベルト131へ熱伝導させる。なお、説明を簡単にするため、以降は、熱拡散部材133に関する記述を省略する。
The
面状ヒータ134は、定着ベルト131の周方向に対して垂直方向、言い換えると、面状ヒータ134の軸に平行な方向に延びる面状の発熱部である。例えば、面状ヒータ134は、SUS基板上に、電気絶縁層、抵抗発熱体及び保護層を順に積層し、抵抗発熱体に電極を接続することにより構成されている。面状ヒータ134に電力を供給することにより、面状ヒータ134を発熱させることができる。
The
面状ヒータ134は、面状ヒータ134が延びる方向に、5つに分割されている。具体的には、面状ヒータ134は、中央部に位置する第1の発熱体であるメインヒータ134aと、メインヒータ134aの両端に配置されている第2の発熱体である第1のサブヒータ134bと、第1のサブヒータ134bの両端に配置されている第3の発熱体である第2のサブヒータ134cとを備える。
The
第1のサブヒータ134bは、メインヒータ134aの両端に分かれているが、電気的には接続されており、通電することにより同時に加熱される。第2のサブヒータ134cも同様に、通電することにより同時に加熱される。
The first sub-heater 134b is divided into both ends of the
メインヒータ134aは、定着ベルト131の第1の領域を加熱する。また、第1のサブヒータ134b及び第2のサブヒータ134cは、主走査方向Aにおける第1の領域以外の、定着ベルト131の一部である第2の領域を加熱するサブヒータとして機能する。ここでは、メインヒータ134aは、定着ベルト131の中央の領域である中央領域を加熱する。また、第1のサブヒータ134b及び第2のサブヒータ134cは、媒体PAの主走査方向Aにおいて、メインヒータ134aにより加熱される中央領域の外側の領域である外側領域を加熱するサブヒータとして機能する。なお、メインヒータ134aが、定着ベルト131の主走査方向Aにおける一端側を加熱し、第1のサブヒータ134b及び第2のサブヒータ134cが定着ベルト131の主走査方向Aにおける他端側を加熱するようにしてもよい。
The
後述するように、メインヒータ134aの発熱量に対するサブヒータの発熱量は、媒体PAへの画像の形成が完了した数である印刷済みページ数に応じて変化する。例えば、メインヒータ134aの発熱量に対するサブヒータの発熱量は、印刷済みページ数が多くなるほど少なくなる。ここで、メインヒータ134aの発熱量に対するサブヒータの発熱量の減少は、主走査方向Aにおける媒体PAの幅が、予め定められた範囲内にある場合に行われればよい。
なお、以下では、主走査方向Aにおける媒体PAの幅を、単に幅という場合がある。
As will be described later, the calorific value of the sub-heater with respect to the calorific value of the
In the following, the width of the medium PA in the main scanning direction A may be simply referred to as a width.
メインヒータ134aは、発熱する部分の長さが138mmあり、B6縦サイズ(128mm)の幅の媒体PAに対応している。
第1のサブヒータ134bは、メインヒータ134aと合せて、発熱する部分の長さが、230mmあり、Letter縦サイズ(215.9mm)の幅の媒体PAに対応している。
第2のサブヒータ134cは、メインヒータ134a及び第1のサブヒータ134bと合せて、発熱する部分の長さが306mmあり、A4横(297mm)の幅の媒体PAに対応している。
The
The first sub-heater 134b, together with the
The second sub-heater 134c, together with the
媒体PAのサイズ及び媒体PAが搬送ベルト105により搬送される向きに応じて、第1のサブヒータ134b及び第2のサブヒータ134cへの通電を調整することで、媒体PAが通過しない領域の定着ベルト131の温度上昇を抑制することができる。
By adjusting the energization of the first sub-heater 134b and the second sub-heater 134c according to the size of the medium PA and the direction in which the medium PA is conveyed by the
図4に示されているように、定着器130には、メインヒータ134aの温度を検出するためのメインヒータ温度検出部である第1のサーミスタ135aと、第1のサブヒータ134bの温度を検出するための第1のサブヒータ温度検出部である第2のサーミスタ135bと、第2のサブヒータ134cの温度を検出するための第2のサブヒータ温度検出部である第3のサーミスタ135cとが設けられている。
As shown in FIG. 4, the
また、定着ベルト131の外部には、定着ベルト131の表面の温度を検出するための表面温度検出部である赤外線温度センサ136が設けられている。赤外線温度センサ136は、メインヒータ134aにより加熱される中央領域の温度を検出するメイン温度検出部として機能する。
赤外線温度センサ136は、図5に示されているように、媒体PAが搬送される方向Dの入り口側の定着ベルト131の側面に対向するように設置され、定着ベルト131の表面から発せられる赤外線を受光して温度に変換する非接触の温度センサである。赤外線温度センサ136は、定着ベルト131の周方向に対する垂直方向において、メインヒータ134aにより加熱される中央部に配置されており、第1のサーミスタ135aと同様の位置に配置されていることが望ましい。
Further, outside the fixing
As shown in FIG. 5, the
さらに、定着器130には、バックアップローラ132の表面の温度を検出するため、バックアップ温度センサであるBUサーミスタ137a、137b、137cが設けられている。BUサーミスタ137a、137b、137cは、間接的に定着ベルト131の表面の温度を検出する。これによい、特に、幅の狭い媒体PAを連続して印刷したときに定着ベルト131の表面において、媒体PAが通過しない部分の温度の上昇を監視することができる。
Further, the
第2のサーミスタ135b及び第3のサーミスタ135cも、媒体PAが通過しない部分の温度の上昇を監視するために使用することができる。但し、第2のサーミスタ135b又は第3のサーミスタ135cを使用する場合には、通過する媒体PAの厚さ等により同じ定着ベルト131の表面温度でも様々な温度になり得るので、第1のサーミスタ135aと、第2のサーミスタ135b又は第3のサーミスタ135cとの温度差を監視することが望ましい。例えば、第2のサーミスタ135b又は第3のサーミスタ135cで検出される温度と、第1のサーミスタ135aで検出される温度との温度差が大きければ定着ベルト131において媒体PAが通過しない領域の温度が高温であると判断することができる。
The
なお、以上に記載された、定着ベルト131、熱拡散部材133及び面状ヒータ134により、媒体PAを加熱する加熱部138が構成される。
The fixing
図6は、定着器130での定着温度を制御する定着温度制御部140の構成を示すブロック図である。
定着温度制御部140は、定着制御部112と、第1のトライアック141aと、第2のトライアック141bと、第3のトライアック141cと、トライアック駆動回路142とを備える。
面状ヒータ134の片側の電極には、面状ヒータ134に電圧を印加する電源である商用電源119が接続されている。
また、商用電源119は、第1のトライアック141a、第2のトライアック141b及び第3のトライアック141cに接続されている。
FIG. 6 is a block diagram showing a configuration of a fixing
The fixing
A
Further, the
定着制御部112は、メインヒータ134aの発熱量から、第1のサブヒータ134b及び第2のサブヒータ134cの発熱量を算出し、メインヒータ134a、並びに、第1のサブヒータ134b及び第2のサブヒータ134cを制御する。
例えば、連続印刷をする場合に、定着制御部112は、第1のサブヒータ134b及び第2のサブヒータ134cの発熱量を算出する際に、印刷済みページ数に応じて、第1のサブヒータ134b及び第2のサブヒータ134cの発熱量を変える。
The fixing
For example, in the case of continuous printing, when the fixing
ここで、定着制御部112は、商用電源119から、メインヒータ134a、並びに、第1のサブヒータ134b及び第2のサブヒータ134cに印加する電圧のデューティ比により、これらの発熱量を制御する。
例えば、定着制御部112は、商用電源119からメインヒータ134aに印加する電圧のデューティ比に、媒体PAの幅に応じて定まる第1の係数(後述する補正値α)と、印刷済みページ数に応じて変化する第2の係数(後述する補正値β)と、を乗算することで、商用電源119から第1のサブヒータ134b及び第2のサブヒータ134cに印加する電圧のデューティ比を算出する。
Here, the fixing
For example, the fixing
なお、定着制御部112は、赤外線温度センサ136で検出された温度により、メインヒータ134aの発熱量を制御する。
以下、定着制御部112での制御を具体的に説明する。
The fixing
Hereinafter, the control by the fixing
定着制御部112は、第1のサーミスタ135a、第2のサーミスタ135b、第3のサーミスタ135c、赤外線温度センサ136及びBUサーミスタ137a、137b、137cからの信号の入力を受け、これらで検出された温度を取得する。
The fixing
定着制御部112は、赤外線温度センサ136で検出された温度と、印刷条件(画像形成条件)で決まる目標温度との差に基づいてPID(Proportional Integral Differential)制御を行い、トライアック駆動回路142へヒータON信号SG1を出力する。これにより、定着ベルト131の、メインヒータ134aの近辺の部分が目標温度となるように加熱される。
また、定着制御部112は、メインヒータ134aへのヒータON信号に基づいてPID制御を行い、トライアック駆動回路142へヒータON信号SG2を出力する。これにより、定着ベルト131の、第1のサブヒータ134bの近辺の部分が加熱される。
さらに、定着制御部112は、メインヒータ134aへのヒータON信号に基づいてPID制御を行い、トライアック駆動回路142へヒータON信号SG3を出力する。これにより、定着ベルト131の、第2のサブヒータ134cの近辺の部分が加熱される。
The fixing
Further, the fixing
Further, the fixing
第1のトライアック141aは、メインヒータ134aに接続されており、商用電源119からメインヒータ134aへの電力の供給及び切断を切り替える第1の切替部として機能する半導体スイッチである。
第2のトライアック141bは、第1のサブヒータ134bに接続されており、商用電源119から第1のサブヒータ134bへの電力の供給及び切断を切り替える第2の切替部として機能する半導体スイッチである。
第3のトライアック141cは、第2のサブヒータ134cに接続されており、商用電源119から第2のサブヒータ134cへの電力の供給及び切断を切り替える第3の切替部として機能する半導体スイッチである。
第1のトライアック141a、第2のトライアック141b及び第3のトライアック141cのゲート端子は、トライアック駆動回路142に接続されている。
The
The
The
The gate terminals of the
トライアック駆動回路142は、第1のトライアック141a、第2のトライアック141b及び第3のトライアック141cの駆動を制御する。例えば、トライアック駆動回路142は、フォトトライアックを使用して、1次側と2次側とを絶縁するように構成されている。これにより、トライアック駆動回路142は、入力されるヒータON信号SG1、SG2、SG3のパルス幅(DUTY比)に応じて、第1のトライアック141a、第2のトライアック141b又は第3のトライアック141cの導通する時間を変更することで、面状ヒータ134への供給電力を調節する。
The
なお、定着制御部112は、第2のサーミスタ135b又は第3のサーミスタ135cで検出される温度と、第1のサーミスタ135aで検出される温度との温度差が予め定められた閾値よりも大きい場合には、定着ベルト131において媒体PAが通過しない領域の温度である非通過領域温度が高温であると判断し、第2のサーミスタ135b及び第3のサーミスタ135cの加熱を停止するようにしてもよい。
In the fixing
また、定着制御部112は、サーミスタ135a、135b、135cの少なくとも何れか一つで検出された温度が予め定められた上限温度に達した場合には、面状ヒータ134による加熱を停止する。これにより、面状ヒータ134が異常な高温となることを防止することができる。ここで、上限温度は、面状ヒータ134の異常を検知することができるように、予め定められていればよい。
Further, the fixing
次に、定着温度制御部140による定着制御について説明する。
ここでは、まず、通常の定着制御について説明する。
図7は、面状ヒータ134のONパターンを示すヒータONパターンテーブル143の概略図である。
ヒータONパターンテーブル143は、定着制御部112のメモリ112aに予め記憶されているものとする。
Next, the fixing control by the fixing
Here, first, normal fixing control will be described.
FIG. 7 is a schematic view of a heater ON pattern table 143 showing an ON pattern of the
It is assumed that the heater ON pattern table 143 is stored in advance in the
ヒータONパターンテーブル143は、No列143aと、PID計算結果列143bと、ONOFFパターン列143cとを備える。
No列143aは、ヒータをON又はOFFにするパターンであるONOFFパターンを識別するための識別情報である識別番号である。
PID計算結果列143bは、定着制御部112で算出されるDUTY比の範囲を示す。ここでは、10%の範囲毎に、ONOFFパターンが定められている。
ONOFFパターン列143cは、予め定められた周期である100ms毎のON及びOFFのパターンであるONOFFパターンを示す。ここでは、10ms毎に、メインヒータ134aに接続されている第1のトライアック141aをON又はOFFにするパターンが定められている。
The heater ON pattern table 143 includes a No
Column No. 143a is an identification number which is identification information for identifying an ONOFF pattern which is a pattern for turning the heater ON or OFF.
The PID
The
そして、印刷動作中(画像形成動作中)、定着制御部112は、赤外線温度センサ136で検出された検出温度と、印刷条件で決まる目標温度との差に基づいたPID計算を、温度制御周期である100msごとに行い、ヒータON信号のDUTY比を求める。
Then, during the printing operation (during the image forming operation), the fixing
n周目(nは、1以上の整数)におけるメインヒータ134a用のDUTY比である第1のDUTY比の計算式は、下記の(1)式で示される。
第1のDUTY比(n)=Kp×ε+Ki×Σε+Kd×dε/dt
+第1のDutyMod(n−1) (1)
ここで、εは、温度偏差であり、目標温度から赤外線温度センサ136の検出温度を減算することにより算出される。Kpは、比例ゲイン、Kiは積分ゲイン、Kdは微分ゲインであり、これらは予め定められているものとする。
第1のDutyMod(n−1)は、n−1周期目で計算された第1のDUTY比(n−1)における余りである。言い換えると、第1のDutyMod(n−1)は、前の制御周期で消費されなかった第1のDUTY比の余りである。なお、第1のDutyMod(n−1)は用いられなくてもよい。
The calculation formula of the first duty ratio, which is the duty ratio for the
First DUTY ratio (n) = K p × ε + K i × Σε + K d × dε / dt
+ 1st DutyMod (n-1) (1)
Here, ε is a temperature deviation and is calculated by subtracting the detection temperature of the
The first duty mod (n-1) is the remainder in the first duty ratio (n-1) calculated in the n-1th cycle. In other words, the first duty mod (n-1) is the remainder of the first duty ratio that was not consumed in the previous control cycle. The first DutyMod (n-1) may not be used.
(1)式に示されているように、第1のDUTY比は、目標温度と、赤外線温度センサ136による現在の検出温度との偏差εに対する関数となっている。
なお、図7に示されているように、DUTY比は10%刻みの値で、値の範囲は0〜100%であるものとし、余りは、次の制御周期に持ち越される。
例えば、前回の制御周期のDUTY比が98%である場合、90%は消費され、8%は余りとして次の周期のPID計算に使用される。
As shown in the equation (1), the first duty ratio is a function with respect to the deviation ε between the target temperature and the current temperature detected by the
As shown in FIG. 7, the duty ratio is a value in increments of 10%, the range of the value is 0 to 100%, and the remainder is carried over to the next control cycle.
For example, if the duty ratio of the previous control cycle is 98%, 90% is consumed and 8% is used as a remainder for PID calculation in the next cycle.
定着制御部112は、第1のDUTY比の計算結果に応じて、図7に示されているヒータONパターンテーブル143で示されているONOFFパターンに従って、トライアック駆動回路142へヒータON信号SG1、SG2、SG3を出力する。
The fixing
例えば、PID計算結果で第1のDUTY比が100%の場合、定着制御部112は、100ms間連続で、ヒータON信号SG1を、Highレベルで出力する。
第1のDUTY比が25%の場合、定着制御部112は、0ms〜10msの間、ヒータON信号SG1をHighとし、10ms〜40msの間、ヒータON信号SG1をLowとし、40ms〜50msの間、ヒータON信号SG1をHighとし、50ms〜90msの間、ヒータON信号SG1をLowとする。
For example, when the first duty ratio is 100% in the PID calculation result, the fixing
When the first duty ratio is 25%, the fixing
定着制御部112は、印刷動作中、媒体PAの幅に応じて、第1のサブヒータ134b及び第2のサブヒータ134cに対するヒータON信号SG2、SG3のDUTY比を補正して出力する「DUTY比補正制御」を行う。
The fixing
n周期目における第1のサブヒータ134bのDUTY比である第2のDUTY比の計算式は、下記の(2)式である。
第2のDUTY比(n)={第1のDUTY比(n)−第1のDutyMod(n−1)}×α1+第2のDutyMod(n−1) (2)
(2)式では、補正値α1が用いられており、制御周期100ms毎に、第2のDUTY比が求められる。なお、第2のDutyMod(n−1)は用いられてなくてもよい。
The formula for calculating the second duty ratio, which is the duty ratio of the
Second DUTY ratio (n) = {first DUTY ratio (n) -first DutyMod (n-1)} x α1 + second DutyMod (n-1) (2)
In the equation (2), the correction value α1 is used, and the second duty ratio is obtained every 100 ms of the control cycle. The second DutyMod (n-1) may not be used.
また、n周期目における第2のサブヒータ134cのDUTY比である第3のDUTY比の計算式は、下記の(3)式である。
第3のDUTY比(n)={(第1のDUTY比(n)−第1のDutyMod(n−1))}×α2+第3のDutyMod(n−1) (3)
(2)式では、補正値α2が用いられており、制御周期100ms毎に、第3のDUTY比が求められる。なお、第3のDutyMod(n−1)は用いられてなくてもよい。
The calculation formula for the third duty ratio, which is the duty ratio of the
Third DUTY ratio (n) = {(first DUTY ratio (n) -first DutyMod (n-1))} × α2 + third DutyMod (n-1) (3)
In the equation (2), the correction value α2 is used, and the third duty ratio is obtained every 100 ms of the control cycle. The third DutyMod (n-1) may not be used.
補正値α1は、下記の(4)式のように、媒体PAの幅L[mm]に対する三次関数で計算される。
α1=a1×L3+b1×L2+c1×L+d1 (4)
ここで、係数a1、係数b1、係数c1及び係数d1は、予め定められているものとする。
The correction value α1 is calculated by a cubic function with respect to the width L [mm] of the medium PA as shown in the following equation (4).
α1 = a1 × L 3 + b1 × L 2 + c1 × L + d1 (4)
Here, it is assumed that the coefficient a1, the coefficient b1, the coefficient c1 and the coefficient d1 are predetermined.
また、補正値α2は、下記の(5)式のように、媒体PAの幅Lに対する三次関数で計算される。
α2=a2×L3+b2×L2+c2×L+d2 (5)
ここで、係数a2、係数b2、係数c2及び係数d2は、予め定められているものとする。
Further, the correction value α2 is calculated by a cubic function with respect to the width L of the medium PA as shown in the following equation (5).
α2 = a2 × L 3 + b2 × L 2 + c2 × L + d2 (5)
Here, it is assumed that the coefficient a2, the coefficient b2, the coefficient c2 and the coefficient d2 are predetermined.
図8(A)及び(B)は、媒体PAが定型サイズである場合の補正値α1及び補正値α2を示す表及びグラフである。例えば、A4横幅であれば、α1=100%、α2=95%で制御される。
なお、以下では、補正値α1及び補正値α2を特に区別する必要がない場合には、補正値α1及び補正値α2の各々を補正値αという。補正値αは、上述の第1の係数である。
8 (A) and 8 (B) are tables and graphs showing a correction value α1 and a correction value α2 when the medium PA has a standard size. For example, in the case of A4 width, α1 = 100% and α2 = 95% are controlled.
In the following, when it is not necessary to distinguish between the correction value α1 and the correction value α2, each of the correction value α1 and the correction value α2 is referred to as a correction value α. The correction value α is the above-mentioned first coefficient.
媒体PAの幅Lは、ユーザにより設定されてもよく、画像形成装置100の媒体PAの搬送経路上に媒体PAの幅を検出するセンサを設け、そのセンサによって計測されてもよい。なお、媒体PAの幅を検出するセンサは、例えば、媒体搬送経路に設けられたラインセンサでもよく、給紙カセット101の媒体ガイド幅を検出するセンサであってもよい。
The width L of the medium PA may be set by the user, or a sensor for detecting the width of the medium PA may be provided on the transport path of the medium PA of the
DUTY比補正制御を行う目的は、制御の単純化である。メインヒータ134a、第1のサブヒータ134b及び第2のサブヒータ134cには、それぞれ、第1のサーミスタ135a、第2のサーミスタ135b及び第3のサーミスタ135cが設けられているので、定着制御部112は、メインヒータ134a、第1のサブヒータ134b及び第2のサブヒータ134cの各々を独立して制御することはできる。
しかしながら、画像形成装置100の実使用においては、媒体PAのサイズ又は厚さによって、第1のサーミスタ135a、第2のサーミスタ135b及び第3のサーミスタ135cで検出されるべき適正温度は変化する。
The purpose of performing the duty ratio correction control is to simplify the control. The
However, in the actual use of the
例えば、第1のサーミスタ135aで検出される温度と、第2のサーミスタ135b又は第3のサーミスタ135cで検出される温度とがほぼ同じ温度になるように、定着制御部112が、メインヒータ134a、第1のサブヒータ134b及び第2のサブヒータ134cを制御したとしても、定着ベルト131の表面の端部の温度が不足することで、定着不良が発生することもある。さらに、別の条件では、逆に、その端部温度が上がり過ぎてホットオフセットが発生する場合もある。
このように、メインヒータ134a、第1のサブヒータ134b及び第2のサブヒータ134cの各々における、全ての条件での最適な独立制御方法(例えば、目標温度)を見い出すことは現実的ではない。
For example, the fixing
As described above, it is not realistic to find the optimum independent control method (for example, target temperature) under all conditions in each of the
面状ヒータ134は、その長手方向において分割されているため、トナーを定着させる観点からは、例えば、B5縦サイズ(幅L=182mm)の印刷時には、第2のサブヒータ134cのDUTY比は0%で構わない。
しかしながら、一般的に、定着ベルト131の表面温度が低温のときには、定着ベルト131内面に付着されている、図示しない摺動性グリスの粘度が上がることによって定着器130の駆動トルクが上昇して、異音が発生したり、定着モータ116が負荷に負けて、予め定められた回転速度を維持できずに、モータロックエラーが発生したり、定着器130の駆動ギアが破損したりといった不具合が発生するおそれがある。
Since the
However, in general, when the surface temperature of the fixing
以上のような不具合を防止するため、第1のサブヒータ134b及び第2のサブヒータ134cは、トナーの定着に必要ないと判断される場合、言い換えると、DUTY比補正制御によりDUTY比が0%近くに計算される場合であっても、第2のサーミスタ135b及び第3のサーミスタ135cで検出される温度が、100℃を下回らないように制御される。
In order to prevent the above-mentioned problems, when it is determined that the
図9は、第2のサーミスタ135b及び第3のサーミスタ135cで検出される温度が、100℃を下回らないように制御する一例を示すフローチャートである。
定着制御部112は、面状ヒータ134の制御が完了したか否かを判断する(S10)。例えば、定着制御部112は、画像形成装置100が有する全ての印刷ジョブ(画像形成ジョブ)による印刷(画像形成)が完了した場合には、面状ヒータ134の制御が完了したと判断する。面状ヒータ134の制御が完了していない場合(S10でYes)には、処理はステップS11に進む。
FIG. 9 is a flowchart showing an example of controlling the temperature detected by the
The fixing
ステップS11では、定着制御部112は、第2のサーミスタ135b又は第3のサーミスタ135cで検出される温度が100℃未満であるか否かを判断する。第2のサーミスタ135b又は第3のサーミスタ135cで検出される温度が100℃未満である場合(S11でYes)には、処理はステップS12に進み、第2のサーミスタ135b及び第3のサーミスタ135cの両方で検出される温度が100℃以上である場合(S11でNo)には、処理はステップS13に進む。
In step S11, the fixing
ステップS12では、定着制御部112は、100℃未満の温度が検出された、第1のサブヒータ134b及び第2のサブヒータ134cの少なくとも一方をONとなるように制御する。例えば、定着制御部112は、そのサブヒータを、1制御周期=100msの間、DUTY比=20%(固定値)で駆動する。
In step S12, the fixing
一方、ステップS13では、定着制御部112は、上述したDUTY比補正制御を行う。
On the other hand, in step S13, the fixing
図10は、B5縦サイズ(幅182mm)の媒体PAを連続して印刷した場合において検出される温度と、第1のサブヒータ134b及び第2のサブヒータ134cの動作例とを示すタイムチャートである。
ここで、図10のTE1は、第1のサーミスタ135aで検出される温度であり、TE2は、第2のサーミスタ135bで検出される温度であり、TE3は、第3のサーミスタ135cで検出される温度であり、TE4は、赤外線温度センサ136で検出される温度である。
FIG. 10 is a time chart showing the temperature detected when the medium PA of the B5 vertical size (
Here, TE1 in FIG. 10 is the temperature detected by the
まず、定着制御部112は、時刻T01からウォームアップを開始する。ウォームアップ状態では、定着制御部112は、第1のサブヒータ134b及び第2のサブヒータ134cの両方の補正値α1、α2を100%とすれば、ウォームアップ時間を短縮することができる。
First, the fixing
時刻T02において、ウォームアップが完了すると、定着制御部112は、上記の(3)式及び(4)式を用いて算出された補正値α1=94%及び補正値α2=0%により、第1のサブヒータ134b及び第2のサブヒータ134cを制御する。
When the warm-up is completed at the time T02, the fixing
そして、時刻T03において、第3のサーミスタ135cで検出される温度TE3が100℃未満となると、定着制御部112は、第2のサブヒータ134cを、1制御周期=100ms間、DUTY比=20%(固定値)で駆動する。定着制御部112は、温度TE3が100℃以上となると、補正値α2=0%に戻す。
Then, at time T03, when the temperature TE3 detected by the
以上の結果、図10に示されているように、温度TE3が100℃前後で推移するようになる。なお、定着制御部112は、第2のサブヒータ134cの補正値α2を固定値(ここでは、20%)とする代わりにPID制御で目標100℃として制御しても同様の効果が得られる。
As a result of the above, as shown in FIG. 10, the temperature TE3 changes at around 100 ° C. The same effect can be obtained even if the fixing
以上のような制御を行うことで、メインヒータ134a、第1のサブヒータ134b及び第2のサブヒータ134cの何れかの幅に対応した幅の媒体PA、例えば、メインヒータ134aの幅に対応したB6縦サイズ(128mm)、第1のサブヒータ134b及びメインヒータ134aを合わせた幅に対応したLetter縦サイズ(216mm)、メインヒータ134a、第1のサブヒータ134b及び第2のサブヒータ134cを合わせた幅に対応したA4横サイズ(297mm)以外の媒体PAに対しても、媒体PAが通過する領域内では、適切な温度で制御をすることができる。
By performing the above control, the medium PA having a width corresponding to the width of any one of the
しかしながら、以上に記載した補正値α1、α2のみを使用する方法では、第1のサブヒータ134b又は第2のサブヒータ134cの加熱領域内において媒体PAが通過しない非通過領域の温度が大きく上昇してしまう場合がある。
However, in the method using only the correction values α1 and α2 described above, the temperature of the non-passing region through which the medium PA does not pass in the heating region of the
図11は、B5縦サイズ(幅182mm)の媒体PAに印刷を行った場合の長手方向における定着ベルト131の温度の分布を示す概略図である。
B5縦サイズに印刷を行う場合、上記の(3)式及び(4)式により、補正値α1=94%、補正値α2=0%となる。
FIG. 11 is a schematic view showing the temperature distribution of the fixing
When printing in B5 vertical size, the correction value α1 = 94% and the correction value α2 = 0% according to the above equations (3) and (4).
印刷ジョブを受信してウォーミングアップを開始すると、まず、定着制御部112は、補正値α1、α2を100%として加熱したあと、上記の(3)式及び(4)式により定まる印刷用の補正値α1、α2に切り換える。その切り換え後に、印刷制御部111は、媒体PAの搬送を開始する。
When the print job is received and the warm-up is started, the fixing
図11の破線L1は、印刷用の補正値α1、α2への切り換え後、5ページ程度の印刷が行われた際の定着ベルト131の温度の分布を示している。
図11の破線で示されているように、メインヒータ134aが加熱している領域RE1では、定着ベルト131の温度は、その中央部の温度を検出する赤外線温度センサ136の検出温度に基づいて目標温度、例えば、160℃になるように制御される。図11の破線で示されているように、この領域RE1は、均一な温度分布となっている。
The broken line L1 in FIG. 11 shows the temperature distribution of the fixing
As shown by the broken line in FIG. 11, in the region RE1 where the
第1のサブヒータ134bが加熱する領域RE2a、RE2bの内、媒体PAが通過する部分にあたる領域RE2a1、RE2b1は、領域RE1よりもヒータONのDUTYが落とされているため、領域RE1よりも低い温度となる。
一方で、媒体PAが通過しない領域RE2a2、RE2b2は、媒体PAに移動する熱量がなく、媒体PAが通過する領域RE2a1、RE2b1と同じように加熱されているため、温度が上昇している。
Of the regions RE2a and RE2b heated by the first sub-heater 134b, the regions RE2a1 and RE2b1 corresponding to the portion through which the medium PA passes have a lower temperature than the region RE1 because the DUTY of the heater ON is lower than that of the region RE1. Become.
On the other hand, the regions RE2a2 and RE2b2 through which the medium PA does not pass have no heat transferred to the medium PA and are heated in the same manner as the regions RE2a1 and RE2b1 through which the medium PA passes, so that the temperature rises.
図11の実線L2は、その後印刷を継続し、100ページ程度の印刷が行われた後の定着ベルト131の温度の分布を示す。
The solid line L2 in FIG. 11 shows the temperature distribution of the fixing
第1のサブヒータ134bが加熱する領域RE2a、RE2bの内、媒体PAが通過しない領域RE2a2、RE2b2の温度は、印刷初期(5ページ程度)と比較して大きく上昇し、約200℃となる。
一方、第1のサブヒータ134bが加熱する領域RE2a、RE2bの内、媒体PAが通過する領域RE2a1、RE2b1の温度は、第1のサブヒータ134bが加熱する加熱量は、印刷初期と同じように領域RE1よりも低いが、大きく昇温した領域RE2a2、RE2b2からの幅方向への伝熱が増加する影響等により、初期よりも高くなる。
Of the regions RE2a and RE2b heated by the
On the other hand, among the regions RE2a and RE2b heated by the
以上のように、媒体PAが通過する領域RE1、RE2a1、RE2b1では、定着ベルト131の温度が略均一となるものの、媒体PAが通過しない領域RE2a2、RE2b2の温度が上昇するため、この直後に、B5縦サイズよりも広い幅の媒体PA、例えばA4縦サイズ(幅210mm)の印刷を行った場合、182mmよりも外側の範囲においては、定着ベルト131の温度が局所的に高温になっていることから、ホットオフセットが発生するおそれがある。
As described above, in the regions RE1, RE2a1 and RE2b1 through which the medium PA passes, the temperature of the fixing
ホットオフセットの発生を避けるために、幅の狭い媒体PAから幅の広い媒体PAに切り換える際に、定着ベルト131の温度を均す制御を行ってから、印刷を行う場合もあるが、この温度を均す制御を行っている間は、ユーザの待ち時間となってしまう。
In order to avoid the occurrence of hot offset, when switching from the narrow medium PA to the wide medium PA, the temperature of the fixing
従って、ホットオフセットの発生を抑えるため、又は、温度を均す制御にかかる時間を短くするために、媒体PAが通過しない領域の過昇温を抑える必要がある。
そこで、本実施の形態は、第1のサブヒータ134b又は第2のサブヒータ134cの加熱領域内に、媒体PAが通過しない領域の幅が、予め定められた閾値である幅以上となっている場合に、定着制御部112は、印刷が継続するに従って、第1のサブヒータ134b又は第2のサブヒータ134cの少なくとも何れか一方の加熱量を下げる。
Therefore, in order to suppress the occurrence of hot offset or to shorten the time required for controlling the temperature leveling, it is necessary to suppress the excessive temperature rise in the region where the medium PA does not pass.
Therefore, in the present embodiment, when the width of the region where the medium PA does not pass is equal to or larger than a predetermined threshold value in the heating region of the
本実施の形態においては、定着制御部112は、上記の(2)式及び(3)式の代わりに、下記の(6)式及び(7)式を用いて、n周期目における第1のサブヒータ134bのDUTY比である第2のDUTY比及びn周期目における第2のサブヒータ134cのDUTY比である第3のDUTY比を算出している。
第2のDUTY比(n)={第1のDUTY比(n)−第1のDutyMod(n−1)}×α1×β1+第2のDutyMod(n−1) (6)
第3のDUTY比(n)={(第1のDUTY比(n)−第1のDutyMod(n−1))}×α2×β2+第3のDutyMod(n−1) (7)
In the present embodiment, the fixing
Second Duty Ratio (n) = {First Duty Ratio (n) -First DutyMod (n-1)} x α1 x β1 + Second DutyMod (n-1) (6)
Third DUTY ratio (n) = {(first DUTY ratio (n) -first DutyMod (n-1))} × α2 × β2 + third DutyMod (n-1) (7)
(6)式では、補正値β1を用いて、補正が行われている。また、(7)式では、補正値β2を用いて、補正が行われている。なお、第1のDutyMod(n−1)、第2のDutyMod(n−1)又は第3のDutyMod(n−1)は用いられてなくてもよい。
図12は、補正値β1、β2を説明するためのグラフである。
なお、以下では、補正値β1、β2の各々を特に区別する必要がない場合には、補正値β1、β2の各々を、補正値βという。補正値βは、上述した第2の係数である。
In equation (6), the correction is performed using the correction value β1. Further, in the equation (7), the correction is performed using the correction value β2. The first DutyMod (n-1), the second DutyMod (n-1), or the third DutyMod (n-1) may not be used.
FIG. 12 is a graph for explaining the correction values β1 and β2.
In the following, when it is not necessary to distinguish each of the correction values β1 and β2, each of the correction values β1 and β2 is referred to as a correction value β. The correction value β is the second coefficient described above.
本実施の形態においては、補正値βは、連続印刷を行う場合の印刷済ページ数(画像形成済ページ数)によって変動する補正値である。
ここで、連続印刷は、一つの印刷ジョブで複数の媒体PAに印刷を行う場合が該当し、複数の印刷ジョブが連続して処理される場合、又は、複数の印刷ジョブが予め定められた期間内に行われる場合が含まれてもよい。
In the present embodiment, the correction value β is a correction value that varies depending on the number of printed pages (the number of image-formed pages) when continuous printing is performed.
Here, continuous printing corresponds to a case where one print job prints on a plurality of medium PAs, and a case where a plurality of print jobs are processed continuously, or a case where a plurality of print jobs are processed in a predetermined period. May include cases where it is done within.
補正値βは、第1のサブヒータ134b又は第2のサブヒータ134cの加熱領域内で、媒体PAが通過しない領域の温度上昇を抑える目的で使用される。このため、その加熱領域内に、媒体PAが通過しない領域である非通過領域がない場合、又は、その非通過領域が狭い場合には必要がない。
The correction value β is used for the purpose of suppressing a temperature rise in a region where the medium PA does not pass in the heating region of the
例えば、媒体PAの幅が210mmよりも大きい場合には、第1のサブヒータ134bの加熱領域内で、媒体PAが通過しない部分の領域が十分に狭いか、又は、なくなるため、第1のサブヒータ134bに対応する補正値β1を、図12に示されているように、100%とすることで、上記の(2)式での制御と同じ制御となる。
For example, when the width of the medium PA is larger than 210 mm, the region of the portion where the medium PA does not pass is sufficiently narrow or eliminated in the heating region of the
また、媒体PAの幅が280mmよりも大きい場合には、第2のサブヒータ134cの加熱領域内で、媒体PAが通過しない部分の領域が十分に狭いか、又は、なくなるため、第2のサブヒータ134cに対応する補正値β2を、図12に示されているように、100%とすることで、補正値β2を乗算しない、上記の(3)式での制御と同じ制御となる。
Further, when the width of the medium PA is larger than 280 mm, the region of the portion where the medium PA does not pass is sufficiently narrow or eliminated in the heating region of the
逆に、媒体PAの幅が210mm以下、かつ、138mmよりも広い場合には、補正値β1が、印刷済みページ数に応じて、100%から、予め定められた値(例えば、90%)となるように、徐々に小さくされる。ここでの予め定められた値を第1の値ともいう。言い換えると、補正値β1は、連続して印刷(画像形成)を行う場合に、媒体PAの幅が予め定められた範囲(第1の範囲)にあると、印刷済みページ数が多くなるにつれて、第1のサブヒータ134bのDUTY比を小さくする値となる。 On the contrary, when the width of the medium PA is 210 mm or less and wider than 138 mm, the correction value β1 is changed from 100% to a predetermined value (for example, 90%) depending on the number of printed pages. It is gradually reduced so that it becomes. The predetermined value here is also referred to as a first value. In other words, when the correction value β1 is continuously printed (image formation) and the width of the medium PA is within a predetermined range (first range), the number of printed pages increases as the number of printed pages increases. It is a value that reduces the duty ratio of the first sub-heater 134b.
また、媒体PAの幅が280mm以下、かつ、230mmよりも広い場合には、補正値β2が、印刷済みページ数に応じて、100%から、予め定められた値(例えば、90%;第1の値)となるように、徐々に小さくされる。言い換えると、補正値β2は、連続して印刷を行う場合に、媒体PAの幅が予め定められた範囲(第2の範囲)にあると、印刷済みページ数が多くなるにつれて、第2のサブヒータ134cのDUTY比を小さくする値となる。 When the width of the medium PA is 280 mm or less and wider than 230 mm, the correction value β2 is set to a predetermined value (for example, 90%; first) from 100% depending on the number of printed pages. It is gradually reduced so that it becomes (value of). In other words, when the correction value β2 is continuously printed, if the width of the medium PA is within a predetermined range (second range), the second subheater increases as the number of printed pages increases. It is a value that reduces the DUTY ratio of 134c.
具体的には、図11に示されているように、印刷開始初期は、非通過領域の温度の上昇が小さく、媒体PAが通過する領域である通過領域の温度も低いため、定着制御部112は、補正値βを100%とする。その後、予め定められたページ数(例えば、20ページ)の印刷が完了する頃には、非通過領域の温度の上昇が大きくなり、通過領域の温度も安定し始めるため、定着制御部112は、補正値βの低下を開始する。ここでの予め定められたページ数を第1のページ数ともいう。
Specifically, as shown in FIG. 11, at the initial stage of printing, the temperature rise in the non-passing region is small, and the temperature in the passing region, which is the region through which the medium PA passes, is also low. Therefore, the fixing
その後、予め定められたページ数(例えば、70ページ)の印刷が完了する頃には、通過領域の温度が印刷開始初期よりも上昇しており、補正値βを90%としても、通過領域の温度を確保することができる。ここでの予め定められたページ数を第2のページ数ともいう。この頃には、通過領域及び非通過領域の温度上昇はおおよそ飽和しており、それ以降の変動は軽微であるため、定着制御部112は、以降、補正値を90%に固定する。
After that, by the time printing of a predetermined number of pages (for example, 70 pages) is completed, the temperature of the passing region has risen from the initial stage of printing, and even if the correction value β is 90%, the passing region The temperature can be secured. The predetermined number of pages here is also referred to as a second number of pages. By this time, the temperature rise in the passing region and the non-passing region is approximately saturated, and the fluctuation thereafter is minor. Therefore, the fixing
なお、20ページから70ページの間は、補正値がおおよそ直線になるように補完し、例えば、予め定めれれたページ数(例えば、5ページ)の印刷が完了する毎に、定着制御部112は、補正値βを予め定められた値(例えば、1%)減少させる。ここでの予め定められたページ数を第3のページ数ともいい、ここでの予め定められた値を第2の値とする。
From
以上のような補正値βの導出方法は、定着制御部112のメモリ112aに予め記憶されていればよい。例えば、印刷済ページ数と、補正値βとを対応付けたテーブルである補正値テーブルが記憶されていてもよく、印刷済みページ数と、補正値βとの間の関数が数式の形で記憶されていてもよい。
The method for deriving the correction value β as described above may be stored in advance in the
図13は、B5縦サイズ(幅182mm)の媒体PAを100ページ連続して印刷した場合における補正値α、補正値β及び最終的なDUTY比補正値α×βの値のタイムチャートである。ここで、DUTY比補正値α×βを第3の係数ともいう。
まず、画像形成装置100が印刷ジョブを受信するまでは、画像形成装置100は、待機状態である。このとき、メインヒータ134a、第1のサブヒータ134b及び第2のサブヒータ134cの制御は行われないため、メインヒータ134aは、OFFの状態であり、第1のサブヒータ134bの補正値α及び第2のサブヒータ134cの補正値βも0とする。
FIG. 13 is a time chart of correction values α, correction values β, and final duty ratio correction values α × β when 100 pages of B5 vertical size (
First, the
時刻T11で、画像形成装置100が印刷ジョブを受信すると、画像形成装置100は、ウォーミングアップ状態に遷移する。定着制御部112は、メインヒータ134aが目標温度となるように、赤外線温度センサ136で検出される温度に基づいて、PID制御を行う。ウォーミングアップ状態では、定着制御部112は、通常の定着制御と同じように、時間短縮のため、補正値α及び補正値βを100%に設定する。
When the
時刻T12において、赤外線温度センサ136で検出される温度が目標温度に達すると、ウォーミングアップが完了し、画像形成装置100は、印刷状態に遷移する。ここで、定着制御部112は、補正値α及び補正値βを、印刷用の値に設定する。ここでは、定着制御部112は、媒体PAの幅から、補正値α1=94%、補正値α2=0%に設定する。また、印刷開始直後では、印刷済ページ数は0ページであるため、定着制御部112は、補正値β1=100%、補正値β2=100%と設定する。このとき、DUTY比補正値α1×β1=94%×100%=94%、DUTY比補正値α2×β2=0%×100%=0%となる。
At time T12, when the temperature detected by the
印刷が継続され、時刻T13において、印刷済ページ数が20ページになると、補正値βが低下し始める。
そして、時刻T14において、印刷済ページ数が70ページとなったときには、補正値βが90%になり、それ以降は100ページの印刷が完了するまで、補正値β=90%で固定される。このとき、DUTY比補正値α1×β1=94%×90%≒85%、DUTY比補正値α2×β2=0%×90%=0%である。
When printing is continued and the number of printed pages reaches 20 at time T13, the correction value β starts to decrease.
Then, at time T14, when the number of printed pages reaches 70, the correction value β becomes 90%, and thereafter, the correction value β = 90% is fixed until the printing of 100 pages is completed. At this time, the duty ratio correction value α1 × β1 = 94% × 90% ≈85%, and the duty ratio correction value α2 × β2 = 0% × 90% = 0%.
100ページの印刷が完了すると、画像形成装置100は、待機状態に遷移し、印刷ジョブの受信前と同様に、メインヒータ134aはOFFの状態とし、第1のサブヒータ134b及び第2のサブヒータ134cの補正値α及び補正値βも0に戻る。
When the printing of 100 pages is completed, the
図14は、図13に示されている制御で、B5縦サイズ(幅182mm)の媒体PAに印刷を行った場合の長手方向における定着ベルト131の温度の分布を示す概略図である。
図14の破線L3は、印刷用の補正値α1、α2への切り換え後、5ページ程度の印刷が行われた際の定着ベルト131の温度の分布を示している。
印刷の初期段階では、補正値βを使用しない定着制御と同等の動作となるため、破線L3で示されている温度分布は、図11の破線L1と同様である。
FIG. 14 is a schematic view showing the temperature distribution of the fixing
The broken line L3 in FIG. 14 shows the temperature distribution of the fixing
In the initial stage of printing, the operation is equivalent to the fixing control that does not use the correction value β, so that the temperature distribution shown by the broken line L3 is the same as that of the broken line L1 in FIG.
一方、図14の実線L4で示されている100ページ印刷後の温度分布では、第1のサブヒータ134bのDUTY比が補正値βで下げられているため、非通過領域の温度上昇を抑えることができる。
なお、通過領域の温度も、図11の実線L2と比較すると低下してしまうが、定着器130が加熱された状態になってからDUTY比が下げられているため、印刷初期段階の状態よりは高い温度を保つことができるため、トナーの定着悪化の発生は防ぐことができる。
On the other hand, in the temperature distribution after printing on
The temperature of the passing region is also lower than that of the solid line L2 in FIG. 11, but since the duty ratio is lowered after the
以上のような動作を行うことで、媒体PAの通過領域の温度低下によるトナー定着の悪化を発生させることなく、非通過領域の過昇温を防止することができる。このため、幅の狭い媒体PAに切り換えて印刷を行っても、ホットオフセットの発生を抑えることができる。このため、ユーザーの待ち時間の増加を防ぐことができる。 By performing the above operation, it is possible to prevent an excessive temperature rise in the non-passing region without causing deterioration of toner fixation due to a temperature drop in the passing region of the medium PA. Therefore, even if the medium PA having a narrow width is used for printing, the occurrence of hot offset can be suppressed. Therefore, it is possible to prevent an increase in the waiting time of the user.
以上に記載された実施の形態では、補正値βを5ページ毎に1%低下させているが、実施の形態はこのような例に限定されない。例えば、補正値βは、50ページ目の印刷後に一回だけ10%低下されてもよい。また、補正値βは、1ページの印刷毎に低下させてもよい。 In the embodiment described above, the correction value β is reduced by 1% every 5 pages, but the embodiment is not limited to such an example. For example, the correction value β may be reduced by 10% only once after printing the 50th page. Further, the correction value β may be lowered every time one page is printed.
また、補正値βを減少させる基準は、印刷済ページ数に限るものではなく、連続して印刷が行われることによって非通過領域の温度の上昇が起きていることが推測できる基準であればよい。例えば、画像形成装置100が、計時部としてのタイマーを備え、そのタイマーにより計測された、印刷開始からの経過時間が長くなるほど、補正値βが小さくなるようにしてもよい。
Further, the standard for reducing the correction value β is not limited to the number of printed pages, but may be a standard that can be inferred that the temperature of the non-passing region rises due to continuous printing. .. For example, the
さらに、同じ印刷済みページ数であっても、媒体PAの搬送方向において、長い媒体PAと、短い媒体PAとでは、長い媒体PAの方が非通過領域の温度上昇が大きくなるため、媒体PAの搬送方向おける長さと、印刷済ページ数との積が大きくなるほど、補正値βが小さくなるようにしてもよい。 Further, even if the number of printed pages is the same, in the transport direction of the medium PA, the temperature rise in the non-passing region of the long medium PA and the short medium PA is larger in the long medium PA, so that the medium PA The correction value β may be reduced as the product of the length in the transport direction and the number of printed pages increases.
また、以上の実施の形態では、ヒータのDUTY比で、第1のサブヒータ134b又は第2のサブヒータ134cの発熱量を変化させているが、実施の形態はこのような例に限定されない。例えば、第1のサブヒータ134b又は第2のサブヒータ134cに印加する電圧又は流す電流を変えることで、第1のサブヒータ134b又は第2のサブヒータ134cの発熱量を変化させてもよい。
Further, in the above embodiment, the calorific value of the
以上に記載された画像形成装置100は、電子写真方式のプリンタ、コピー機、ファクシミリ装置、又は、これらの機能を複数備えたマルチファンクションプリンタ等であってもよい。
The
100 画像形成装置、 101 給紙カセット、 102 ホッピングローラ、 103,104 レジストローラ、 105 搬送ベルト、 106 駆動ローラ、 107 従動ローラ、 108K,108Y,108M,108C 転写ローラ、 109,110 排出ローラ、 112 定着制御部、 120K,120Y,120M,120C ID、 130 定着器、 131 定着ベルト、 131a 外周面、 132 バックアップローラ、 133 熱拡散部材、 134 面状ヒータ、 134a メインヒータ、 134b 第1のサブヒータ、 134c 第2のサブヒータ、 135a 第1のサーミスタ、 135b 第2のサーミスタ、 135c 第3のサーミスタ、 136 赤外線温度センサ、 137a,137b,137c BUサーミスタ、 138 加熱部、 141a 第1のトライアック、 141b 第2のトライアック、 141c 第3のトライアック、 142 トライアック駆動回路。 100 image forming apparatus, 101 paper feed cassette, 102 hopping roller, 103, 104 resist roller, 105 transport belt, 106 drive roller, 107 driven roller, 108K, 108Y, 108M, 108C transfer roller, 109, 110 discharge roller, 112 fixing Control unit, 120K, 120Y, 120M, 120CID, 130 fuser, 131 fixing belt, 131a outer peripheral surface, 132 backup roller, 133 heat diffusion member, 134 planar heater, 134a main heater, 134b first sub-heater, 134c first 2 sub-heaters, 135a 1st thermistor, 135b 2nd thermistor, 135c 3rd thermistor, 136 infrared temperature sensor, 137a, 137b, 137c BU thermistor, 138 heating unit, 141a 1st triac, 141b 2nd triac , 141c Third triac, 142 triac drive circuit.
Claims (8)
前記回転体の内部に設けられる発熱部と、を備え、
前記発熱部は、
主走査方向における前記回転体の一部である第1の領域を加熱するメインヒータと、
前記主走査方向における前記第1の領域以外の、前記回転体の一部である第2の領域を加熱するサブヒータと、を備え、
前記媒体に対して連続して画像を形成する場合に、前記メインヒータの発熱量に対する前記サブヒータの発熱量が、前記媒体への画像の形成が完了する数に応じて変化すること
を特徴とする定着装置。 A rotating body having an outer peripheral surface facing the medium on which the developer image is transferred, and
A heat generating portion provided inside the rotating body is provided.
The heat generating part is
A main heater that heats a first region that is a part of the rotating body in the main scanning direction, and
A sub-heater for heating a second region that is a part of the rotating body other than the first region in the main scanning direction is provided.
When images are continuously formed on the medium, the calorific value of the sub-heater with respect to the calorific value of the main heater changes according to the number of images completed on the medium. Fixing device.
を特徴とする請求項1に記載の定着装置。 Claim 1 is characterized in that, when the width of the medium in the main scanning direction is within a predetermined range, the calorific value of the sub-heater with respect to the calorific value of the main heater changes according to the number. The fixing device according to.
を特徴とする請求項1又は2に記載の定着装置。 The fixing device according to claim 1 or 2, wherein the calorific value of the sub-heater with respect to the calorific value of the main heater decreases as the number increases.
前記定着制御部は、前記サブヒータの発熱量を算出する際に、前記数に応じて、前記メインヒータの発熱量に対する前記サブヒータの発熱量を変えること
を特徴とする請求項1から3の何れか一項に記載の定着装置。 A fixing control unit that calculates the calorific value of the sub-heater from the calorific value of the main heater and controls the calorific value of the main heater and the sub-heater is further provided.
Any of claims 1 to 3, wherein the fixing control unit changes the calorific value of the sub-heater with respect to the calorific value of the main heater according to the number when calculating the calorific value of the sub-heater. The fixing device according to one item.
前記定着制御部は、前記電源から前記メインヒータ及び前記サブヒータに印加する電圧のデューティ比により、前記メインヒータの発熱量及び前記サブヒータの発熱量を制御すること
を特徴とする請求項4に記載の定着装置。 Further provided with a power source for applying a voltage to the main heater and the sub heater,
The fourth aspect of claim 4, wherein the fixing control unit controls the amount of heat generated by the main heater and the amount of heat generated by the subheater according to the duty ratio of the voltage applied from the power source to the main heater and the subheater. Fixing device.
を特徴とする請求項5に記載の定着装置。 The fixing control unit has a duty ratio of a voltage applied from the power source to the main heater, a first coefficient determined according to the width of the medium in the main scanning direction, and a second coefficient that changes according to the number. The fixing device according to claim 5, wherein the duty ratio of the voltage applied from the power source to the sub-heater is calculated by multiplying the coefficient by.
前記定着制御部は、前記メイン温度検出部で検出された温度により、前記メインヒータの発熱量を制御すること
を特徴とする請求項4から6の何れか一項に記載の定着装置。 A main temperature detection unit for detecting the temperature of the first region of the rotating body is further provided.
The fixing device according to any one of claims 4 to 6, wherein the fixing control unit controls a calorific value of the main heater according to a temperature detected by the main temperature detecting unit.
前記現像剤像を形成する画像形成ユニットと、
前記現像剤像を前記媒体に転写する転写部と、
請求項1から7の何れか一項に記載の定着装置と、を備えること
を特徴とする画像形成装置。 A transport belt for transporting the medium and
An image forming unit that forms the developer image and
A transfer unit that transfers the developer image to the medium, and
An image forming apparatus comprising the fixing apparatus according to any one of claims 1 to 7.
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Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2024127318A (en) * | 2023-03-09 | 2024-09-20 | キヤノン株式会社 | Image heating device, image forming device |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH10177319A (en) * | 1996-12-18 | 1998-06-30 | Canon Inc | Fixing device and image forming device |
JP2009075443A (en) * | 2007-09-21 | 2009-04-09 | Canon Inc | Fixing device and image forming device |
JP2018017910A (en) * | 2016-07-28 | 2018-02-01 | キヤノン株式会社 | Image heating device and image formation device |
JP2018156054A (en) * | 2017-03-16 | 2018-10-04 | 株式会社リコー | Fixing device and image forming apparatus |
-
2020
- 2020-01-28 JP JP2020011771A patent/JP2021117403A/en active Pending
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH10177319A (en) * | 1996-12-18 | 1998-06-30 | Canon Inc | Fixing device and image forming device |
JP2009075443A (en) * | 2007-09-21 | 2009-04-09 | Canon Inc | Fixing device and image forming device |
JP2018017910A (en) * | 2016-07-28 | 2018-02-01 | キヤノン株式会社 | Image heating device and image formation device |
JP2018156054A (en) * | 2017-03-16 | 2018-10-04 | 株式会社リコー | Fixing device and image forming apparatus |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2024127318A (en) * | 2023-03-09 | 2024-09-20 | キヤノン株式会社 | Image heating device, image forming device |
JP7622118B2 (en) | 2023-03-09 | 2025-01-27 | キヤノン株式会社 | Image heating device, image forming device |
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