JP2023062938A - Image forming apparatus - Google Patents
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Images
Landscapes
- Fixing For Electrophotography (AREA)
Abstract
Description
本開示は、媒体に画像を形成する画像形成装置に関する。 The present disclosure relates to an image forming apparatus that forms an image on a medium.
電子写真プロセスを利用した画像形成装置は、媒体に転写された画像(トナー像)に熱および圧力を加えて媒体に定着する定着装置を備える。定着装置は、定着ローラまたは定着ベルト等の定着体を有し、その定着体をヒータで加熱する。 An image forming apparatus using an electrophotographic process includes a fixing device that applies heat and pressure to an image (toner image) transferred onto a medium to fix the image onto the medium. A fixing device has a fixing body such as a fixing roller or a fixing belt, and heats the fixing body with a heater.
近年、幅の異なる複数種類の媒体に対応するため、複数のヒータを媒体の幅方向に配置した定着装置が提案されている(例えば、特許文献1参照)。 In recent years, a fixing device has been proposed in which a plurality of heaters are arranged in the width direction of a medium in order to deal with a plurality of types of media having different widths (see, for example, Japanese Unexamined Patent Application Publication No. 2002-100002).
しかしながら、従来の定着装置では、複数のヒータをそれぞれの温度を検出しながら制御しているため、複数の温度センサを設ける必要があった。 However, since the conventional fixing device controls a plurality of heaters while detecting the respective temperatures, it is necessary to provide a plurality of temperature sensors.
本開示は、上記の課題を解決するためになされたものであり、定着のための複数のヒータを一つの温度センサの検出温度に基づいて制御すること目的とする。 The present disclosure has been made to solve the above problems, and aims to control a plurality of heaters for fixing based on the temperature detected by one temperature sensor.
本開示の画像形成装置は、表面が加熱される定着体と、定着体との間で定着ニップを形成する加圧体と、定着体の第1の領域を加熱する第1のヒータと、定着体の第2の領域を加熱する第2のヒータと、定着体の第1の領域の温度を検出する温度センサと、温度センサによる検出温度に基づいて第1のヒータおよび第2のヒータを制御する制御部とを有する。制御部は、所定の条件下で第1のヒータに流れる電流値と第2のヒータに流れる電流値との比に基づいて予め決定された補正値を用いて、第2のヒータを制御する。 An image forming apparatus according to the present disclosure includes a fixing member whose surface is heated, a pressure member that forms a fixing nip with the fixing member, a first heater that heats a first region of the fixing member, and a fixing member. a second heater that heats a second region of the body; a temperature sensor that detects the temperature of the first region of the fixing body; and controls the first heater and the second heater based on the temperature detected by the temperature sensor. and a control unit for The controller controls the second heater using a correction value determined in advance based on a ratio of a current value flowing through the first heater and a current value flowing through the second heater under predetermined conditions.
本開示によれば、第1のヒータおよび第2のヒータに流れる電流値の比に基づいて決定された補正値を利用して第2のヒータを制御するため、一つの温度センサの検出温度に基づいて、第1のヒータおよび第2のヒータの両方を制御することができる。 According to the present disclosure, since the second heater is controlled using the correction value determined based on the ratio of the current values flowing through the first heater and the second heater, the detected temperature of one temperature sensor Based on this, both the first heater and the second heater can be controlled.
第1の実施の形態.
<画像形成装置>
まず、第1の実施の形態の画像形成装置1について説明する。図1は、画像形成装置1を示す図である。画像形成装置1は、電子写真プロセスを利用して画像を形成するものであり、例えばカラープリンタである。
First embodiment.
<Image forming apparatus>
First, the
画像形成装置1は、媒体Pを供給する媒体供給部7と、ブラック(K)、イエロー(Y)、マゼンタ(M)およびシアン(C)のトナー像(現像剤像)を形成する画像形成ユニットとしてのプロセスユニット10K,10Y,10M,10Cと、媒体Pに画像を転写する転写ユニット8と、媒体Pに画像を定着する定着装置2と、媒体Pを排出する媒体排出部9とを有する。
The
これらの構成要素は、筐体1Aに収容されている。筐体1Aの上部には、開閉可能なトップカバー1Bが設けられている。
These components are housed in the
媒体供給部7は、印刷用紙等の媒体Pを収容する媒体カセット70と、媒体カセット70内の媒体Pを一枚ずつ分離して搬送路に送り出すホッピングローラ71およびリタードローラ72と、搬送路に送り出された媒体Pの斜行を矯正するレジストローラ73と、媒体Pを転写ユニット8に搬送する搬送ローラ74とを有する。媒体Pとしては、印刷用紙のほか、OHPシート、封筒、複写紙、特殊紙等を使用することができる。
The
プロセスユニット10K,10Y,10M,10Cは、媒体Pの搬送路に沿って上流側から下流側(ここでは右側から左側)に、この順に配列されている。
The
プロセスユニット10K,10Y,10M,10Cはそれぞれ、像担持体としての感光体ドラム11K,11Y,11M,11Cと、帯電部材としての帯電ローラ12K,12Y,12M,12Cと、現像剤担持体としての現像ローラ13K,13Y,13M,13Cと、供給部材としての供給ローラ14K,14Y,14M,14Cとを備える。
The
また、感光体ドラム11K,11Y,11M,11Cの上方には、露光装置(プリントヘッド)としての印刷ヘッド18K,18Y,18M,18Cが対向配置されている。印刷ヘッド18K,18Y,18M,18Cは、トップカバー1Bに懸架されて支持されている。
Print heads 18K, 18Y, 18M and 18C as exposure devices (print heads) are arranged above the
感光体ドラム11K,11Y,11M,11Cは、表面に感光層を有する円筒状の部材であり、図1において反時計回りに回転する。帯電ローラ12K,12Y,12M,12Cは、感光体ドラム11K,11Y,11M,11Cの表面を一様に帯電させる。印刷ヘッド18K,18Y,18M,18Cは、LED(発光ダイオード)等の発光素子を配列した発光素子アレイを有し、感光体ドラム11K,11Y,11M,11Cの表面を露光して静電潜像を形成する。
The
現像ローラ13K,13Y,13M,13Cは、感光体ドラム11K,11Y,11M,11Cの表面の静電潜像にトナー(現像剤)を付着させてトナー像を形成する。供給ローラ14K,14Y,14M,14Cは、現像ローラ13K,13Y,13M,13Cにトナーを供給する。
Developing
また、プロセスユニット10K,10Y,10M,10Cには、未使用トナーを収容する現像剤収容体としてのトナーカートリッジ15K,15Y,15M,15Cが着脱可能に取り付けられている。
In addition,
転写ユニット8は、媒体Pを吸着して走行する転写ベルト80と、転写ベルト80を駆動する駆動ローラ81と、転写ベルト80に張力を付与するテンションローラ82と、感光体ドラム11K,11Y,11M,11Cとの間で転写ベルト80を挟み込むように配置された転写部材としての転写ローラ19K,19Y,19M,19Cとを有する。転写ローラ19K,19Y,19M,19Cは、感光体ドラム11K,11Y,11M,11Cに形成された各色のトナー像を媒体Pに転写する。
The
定着装置2は、定着体としての定着ローラ20と、加熱源としてのヒータ21,22と、加圧体としての加圧ローラ25と、温度検出部としての温度センサ26とを有する。ヒータ21,22は、定着ローラ20を内周側から加熱する。加圧ローラ25は定着ローラ20に押し当てられ、両者の間に定着ニップを形成する。温度センサ26は、例えばサーモパイルであり、定着ローラ20の表面温度を検出する。定着装置2の詳細については、後述する。
The fixing
媒体排出部9は、定着装置2を通過した媒体Pを搬送して排出口から排出する2対の排出ローラ91,92を有する。画像形成装置1のトップカバー1Bには、排出ローラ91,92によって排出された媒体Pを載置するスタッカ部93が設けられている。
The
媒体Pの搬送路には、媒体Pの通過を検知する書き出しセンサS1および排出センサS2が配置されている。書き出しセンサS1は搬送ローラ74の下流側に配置され、排出センサS2は定着装置2の下流側に配置されている。書き出しセンサS1の検出信号は、印刷ヘッド18K,18Y,18M,18Cの露光開始タイミングおよび転写ローラ19K,19Y,19M,19Cへの転写電圧の印加タイミングの決定に用いられる。排出センサS2の検出信号は、媒体Pへの画像形成動作の終了の判断に用いられる。
A writing sensor S1 and an ejection sensor S2 for detecting passage of the medium P are arranged in the transport path of the medium P. As shown in FIG. The write sensor S<b>1 is arranged downstream of the conveying
プロセスユニット10K,10Y,10M,10Cとその構成要素は、特に区別する必要がない場合には、K,Y,M,Cを省略して説明する。印刷ヘッド18K,18Y,18M,18Cも、特に区別する必要がない場合には、K,Y,M,Cを省略して説明する。
The
図1において、画像形成装置1の感光体ドラム11および各ローラの軸方向は、X方向とする。X方向は、画像形成装置1の幅方向であり、媒体Pの幅方向でもある。媒体Pがプロセスユニット10を通過する際の移動方向を、Y方向とする。また、XY面に直交する方向を、Z方向とする。なお、図1では、Y方向が水平面に対して10度程度傾斜しているが、必ずしも傾斜している必要はない。
In FIG. 1, the axial direction of the photosensitive drum 11 and each roller of the
Y方向については、媒体Pがプロセスユニット10を通過する際の移動方向を+Y方向とし、その反対方向を-Y方向とする。X方向については、+Y方向に向かって右方向を+X方向とし、左方向を-X方向とする。Z方向については、図1において略上方を+Z方向とし、略下方を-Z方向とする。なお、これらの方向は、画像形成装置1の向きを限定するものではない。
Regarding the Y direction, the moving direction of the medium P when passing through the process unit 10 is the +Y direction, and the opposite direction is the -Y direction. Regarding the X direction, the right direction is the +X direction and the left direction is the -X direction in the +Y direction. As for the Z direction, in FIG. 1, the substantially upward direction is the +Z direction, and the substantially downward direction is the -Z direction. Note that these directions do not limit the orientation of the
<画像形成装置の制御系>
次に、画像形成装置1の制御系について説明する。図2は、画像形成装置1の制御系を示すブロック図である。画像形成装置1は、印刷制御部100と、I/F(インタフェース)制御部101と、受信メモリ102と、画像データ編集メモリ103と、操作部104と、センサ群105と、電源制御部106と、ヘッド制御部111と、駆動制御部112と、ベルト駆動制御部113と、定着制御部51と、定着駆動制御部114と、給紙搬送制御部115とを備える。
<Control System of Image Forming Apparatus>
Next, a control system of the
なお、これらの制御部およびメモリは、電源制御部106を除き、同一の制御基板に搭載することができる。
Note that these control units and memory can be mounted on the same control board, except for the power
印刷制御部100は、マイクロプロセッサ、ROM(Read Only Memory)、RAM(Random Access Memory)、入出力ポート、タイマ等を備える。印刷制御部100は、上位装置からI/F制御部101を介して印刷データおよび制御コマンドを受信し、画像形成装置1の印刷動作を制御する。
The
受信メモリ102は、上位装置からI/F制御部101を介して入力された印刷データを一時的に記憶する。画像データ編集メモリ103は、受信メモリ102に記憶した印刷データを受け取ると共に、その印刷データを編集処理することによって形成された画像データ、すなわちイメージデータを記録する。
A
操作部104は、画像形成装置1の状態を表示するための表示部(例えばLED)および操作者が指示を入力するための操作部(例えばスイッチ)を備える。センサ群105は、画像形成装置1の動作状態を監視するための各種センサ、例えば、上記の書き出しセンサS1および排出センサS2、温湿度センサ、並びに濃度センサ等を含む。
The operation unit 104 includes a display unit (for example, LED) for displaying the state of the
電源制御部(高圧制御部)106は、帯電ローラ12に帯電電圧を印加する帯電電圧電源107と、現像ローラ13に現像電圧を印加する現像電圧電源108と、供給ローラ14に供給電圧を印加する供給電圧電源109と、転写ローラ19に転写電圧を印加する転写電圧電源110とを制御する。
A power supply control unit (high voltage control unit) 106 applies a charging
ヘッド制御部111は、画像データ編集メモリ103に記録されたイメージデータに基づき、印刷ヘッド18の発光制御を行う。
A
駆動制御部112は、各プロセスユニット10の感光体ドラム11を回転させる駆動モータ116を駆動する制御を行う。ベルト駆動制御部113は、駆動ローラ81を回転させるベルトモータ117を駆動する制御を行う。
The
定着制御部51は、温度調節回路およびメモリ等の記憶部を有し、定着装置2の温度センサ26の出力信号に基づき、ヒータ21,22を制御する。定着制御部51によるヒータ21,22の制御については、後述する。
The fixing
定着駆動制御部114は、定着ローラ20を回転させる定着モータ118を駆動する制御を行う。なお、排出ローラ91,92は、定着モータ118からの回転伝達によって回転する。
A fixing
給紙搬送制御部115は、ホッピングローラ71を回転させる給紙モータ119と、レジストローラ73および搬送ローラ74を回転させる搬送モータ120とを駆動する制御を行う。
The sheet feeding/conveying
<画像形成装置の基本動作>
次に、画像形成装置1の基本動作について、図1および図2を参照して説明する。画像形成装置1の印刷制御部100は、上位装置からI/F制御部101を介して印刷コマンドと印刷データを受信すると、画像形成動作を開始する。印刷制御部100は、受信メモリ102に印刷データを一時的に記録し、記録した印刷データを編集処理してイメージデータを生成し、画像データ編集メモリ103に記録する。
<Basic Operation of Image Forming Apparatus>
Next, basic operations of the
媒体供給部7では、給紙モータ119によりホッピングローラ71が回転し、媒体カセット70内の媒体Pを一枚ずつ搬送路に送り出す。また、搬送モータ120によりレジストローラ73および搬送ローラ74がそれぞれ所定のタイミングで回転し、媒体Pの斜行を矯正して転写ユニット8まで搬送する。
In the
転写ユニット8では、ベルトモータ117により駆動ローラ81が回転し、これにより転写ベルト80が走行して媒体Pを吸着保持して搬送する。媒体Pは、プロセスユニット10K,10Y,10M,10Cをこの順に通過する。
In the
各プロセスユニット10では、帯電ローラ12、現像ローラ13および供給ローラ14に、帯電電圧電源107、現像電圧電源108および供給電圧電源109から、帯電電圧、現像電圧および供給電圧がそれぞれ印加される。
In each process unit 10, charging voltage, developing voltage and supply voltage are applied to charging
また、駆動モータ116により感光体ドラム11が回転する。感光体ドラム11の回転に伴って、帯電ローラ12、現像ローラ13および供給ローラ14も回転する。帯電ローラ12は、その帯電電圧により、感光体ドラム11の表面を一様に帯電させる。
Further, the photosensitive drum 11 is rotated by the drive motor 116 . As the photosensitive drum 11 rotates, the charging
印刷制御部100は、また、画像データ編集メモリ103に記録されているイメージデータをヘッド制御部111に送信し、ヘッド制御部111は印刷ヘッド18を駆動して感光体ドラム11の表面を露光し、静電潜像を形成する。
The
感光体ドラム11の表面に形成された静電潜像は、現像ローラ13に付着したトナーによって現像され、感光体ドラム11の表面にトナー像が形成される。感光体ドラム11の回転によりトナー像が転写ベルト80の表面に接近すると、転写電圧電源110から転写ローラ19に転写電圧が印加される。これにより、感光体ドラム11に形成されたトナー像が、転写ベルト80上の媒体Pに転写される。
The electrostatic latent image formed on the surface of photoreceptor drum 11 is developed with toner adhering to developing
このように、各プロセスユニット10K,10Y,10M,10Cで形成された各色のトナー像が媒体Pに順次転写され、重ね合される。各色のトナー像が転写された媒体Pは、転写ベルト80によってさらに搬送され、定着装置2に到達する。
In this manner, the toner images of each color formed by each of the
定着装置2では、画像形成動作の開始時に定着駆動制御部114が定着モータ118を駆動し、これにより加圧ローラ25が回転する。また、定着制御部51により、ヒータ21,22が所定の定着温度まで加熱される。転写ユニット8から定着装置2に搬送された媒体Pは、定着ローラ20と加圧ローラ25との間の定着ニップを通過し、熱および圧力の印加によりトナー像が媒体Pに定着される。
In the
トナー像が定着した媒体Pは、排出ローラ91,92により、画像形成装置1の外部に排出され、スタッカ部93上に積載される。これにより、媒体Pへの画像形成動作が完了する。
The medium P on which the toner image is fixed is discharged outside the
<定着装置の構成>
次に、第1の実施の形態における定着装置2の構成について説明する。図3(A),(B),(C)は、定着装置2の基本構成を示す図である。より具体的には、図3(A),(B),(C)はそれぞれ、定着ローラ20および加圧ローラ25を示す側面図、平面図および正面図である。
<Structure of Fixing Device>
Next, the configuration of the fixing
定着ローラ20および加圧ローラ25は、いずれも長手方向をX方向としている。定着ローラ20と加圧ローラ25との間には定着ニップが形成され、転写ユニット8から搬送された媒体Pが定着ニップに導入される。転写ユニット8で媒体Pに転写されたトナー像は、弱い静電気力で媒体Pに付着しているが、定着ローラ20の熱によって溶解し、加圧ローラ25の加圧力によって媒体Pに定着する。
Both the fixing
定着ローラ20は、略円筒状の基材の表面に、弾性層と表面層とを積層したローラである。基材は、アルミニウムまたはステンレス鋼等で構成される。弾性層は、シリコームゴムで構成される。表面層は、PTFE(ポリテトラフルオロエチレン)またはPFA(パーフルオロアルコキシアルカン)等のフッ素樹脂からなるコーティング層またはチューブで構成される。
The fixing
なお、図示は省略するが、定着ローラ20の基材のX方向両端には軸部が形成され、定着装置2のフレームに設けられた軸受によって回転可能に支持されている。
Although not shown, shaft portions are formed at both ends of the base material of the fixing
図3(B)に示すように、定着ローラ20のローラ部分(軸部を除く円筒状の部分)の+X方向の端部を、基準位置P1とする。媒体Pは、サイズに関わらず、そのX方向一端が基準位置P1と一致するように搬送される。そのため、基準位置P1は、媒体搬送基準位置とも称する。
As shown in FIG. 3B, the +X direction end of the roller portion (cylindrical portion excluding the shaft portion) of the fixing
定着ローラ20は中空構造を有し、その内側には、第1のヒータとしてのメインヒータ21と、第2のヒータとしてのサブヒータ22とが配置されている。ここでは、図3(A)に示すように、メインヒータ21がサブヒータ22よりも-Y方向(すなわち媒体Pの搬送方向の上流側)に配置されている。但し、このような配置に限らず、サブヒータ22がメインヒータ21よりも-Y方向(すなわち媒体Pの搬送方向の上流側)に配置されていてもよい。
The fixing
メインヒータ21およびサブヒータ22はいずれも、ハロゲンヒータであり、定着ローラ20のローラ部分の+X方向の端部(基準位置P1)から-X方向の端部まで延在している。
Both the
メインヒータ21は定着ローラ20のX方向における第1の領域R1を加熱し、サブヒータ22は定着ローラ20のX方向における第2の領域R2を加熱する。第1の領域R1は、上記の基準位置P1を含む。図3(B)では第1の領域R1が第2の領域R2よりも大きいが、両者が同じであってもよく、大小が逆であってもよい。
The
メインヒータ21のX方向の幅(すなわち第1の領域R1の幅)は、幅狭媒体に合わせて設定されている。メインヒータ21とサブヒータ22とを合わせたX方向の幅(すなわち領域R1,R2を合わせた幅)は、幅広媒体に合わせて設定されている。
The width of the
幅狭媒体は、例えば、X方向の幅が3インチの媒体である。幅広媒体は、例えば、X方向の幅が4インチあるは5インチの媒体である。但し、この例に限定されるものではなく、例えば、幅狭媒体をB5サイズ(縦送り)等とし、幅広媒体をA4サイズ(横送り)等としてもよい。 Narrow media is, for example, media that is 3 inches wide in the X direction. Wide media is, for example, media that is 4 inches or 5 inches wide in the X direction. However, it is not limited to this example, and for example, the narrow medium may be B5 size (longitudinal feed) and the wide medium may be A4 size (horizontal feed).
図3(A)および(C)に示すように、定着ローラ20の外側には、定着ローラ20の表面温度を検知する温度センサ26が配置されている。温度センサ26は、ここではサーモパイルで構成される。サーモパイルは、定着ローラ20の表面から発せられる赤外線を受光して、温度を表す電気信号に変換する非接触型の温度センサである。
As shown in FIGS. 3A and 3C, a
温度センサ26は、X方向において、定着ローラ20の第1の領域R1(すなわちメインヒータ21による加熱領域)に対応する位置に配置されている。また、温度センサ26は、定着ローラ20の-Y側の表面、すなわち媒体Pの搬送方向の上流側の表面に対向している。なお、温度センサ26はサーモパイルに限らず、他の非接触型あるいは接触型の温度センサを用いてもよい。また、温度センサ26の配置も上記の例に限らず、温度センサ26を定着ローラ20の+Y側の表面、すなわち媒体Pの搬送方向の下流側の表面に対向するように配置してもよい。
The
図4は、メインヒータ21の構成を示す図である。メインヒータ21は、ガラス管で形成されたX方向に長いバルブ33を有し、バルブ33にはハロゲンガスが封入されている。バルブ33内には、フィラメント31と、バルブ内リード線32とが設けられている。
FIG. 4 is a diagram showing the configuration of the
フィラメント31は、バルブ33の+X方向の端部(図3(B)に示した基準位置P1)から、第1の領域R1に相当する長さだけ延在している。バルブ内リード線32は、フィラメント31の終端から、バルブ33の-X方向の端部まで延在している。
The
フィラメント31は、バルブ33の外側に設けられたリード線34に接続されている。バルブ内リード線32は、バルブ33の外側に設けられたリード線35に接続されている。
The
フィラメント31とリード線34との接続部、およびバルブ内リード線32とリード線35との接続部は、バルブ33内のハロゲンガスを漏洩させないように封止されている。リード線34,35は、後術する商用電源56およびトライアック53(図6)に接続される。
A connecting portion between the
なお、メインヒータ21は図4に示した構成に限定されるものではなく、例えば、バルブ33の長さをフィラメント31と同等にしてもよい。その場合には、バルブ内リード線32を設けずに、リード線35をフィラメント31に接続する。
It should be noted that the
図5は、サブヒータ22の構成を示す図である。サブヒータ22は、ガラス管で形成されたX方向に長いバルブ43を有し、バルブ43にはハロゲンガスが封入されている。バルブ43内には、フィラメント41とバルブ内リード線42とが設けられている。
FIG. 5 is a diagram showing the configuration of the sub-heater 22. As shown in FIG. The sub-heater 22 has a
フィラメント41は、バルブ43の-X方向の端部から、第2の領域R2に相当する長さだけ延在している。バルブ内リード線42は、フィラメント41の終端から、バルブ43の+X方向の端部まで延在している。
The
フィラメント41は、バルブ43の外側に設けられたリード線44に接続されている。バルブ内リード線42は、バルブ43の外側に設けられたリード線45に接続されている。
The
フィラメント41とリード線45との接続部、およびバルブ内リード線42とリード線44との接続部は、バルブ43内のハロゲンガスを漏洩させないように封止されている。リード線44,45は、後術する商用電源56およびトライアック54(図6)に接続される。
A connecting portion between the
なお、サブヒータ22は図5に示した構成に限定されるものではなく、例えば、バルブ43の長さをフィラメント41と同等にしてもよい。その場合には、バルブ内リード線42を設けずに、リード線44をフィラメント41に接続する。
Incidentally, the sub-heater 22 is not limited to the configuration shown in FIG. In that case, the
<ヒータの制御>
図6は、ヒータ21,22の制御のための構成を示す図である。メインヒータ21およびサブヒータ22のリード線34,44は、商用電源56に接続されている。メインヒータ21のリード線35は、第1のスイッチング素子としてのトライアック53の一方の端子に接続されている。サブヒータ22のリード線45は、第2のスイッチング素子としてのトライアック54の一方の端子に接続されている。各トライアック53,54の他方の端子は、商用電源56に接続されている。
<Heater control>
FIG. 6 is a diagram showing a configuration for controlling the
各トライアック53,54のゲート端子は、スイッチング駆動回路としてのトライアック駆動回路52に接続されている。トライアック駆動回路52には、定着制御部51からの信号が入力される。トライアック駆動回路52は、各トライアック53,54の1次側と2次側とをフォトトライアックを用いて絶縁するよう構成されている。
Gate terminals of the
トライアック駆動回路52は、メインヒータ21へのヒータON信号H1が入力されると、トライアック53を作動させ、メインヒータ21に電力を供給する。また、トライアック駆動回路52は、サブヒータ22へのヒータON信号H2が入力されると、トライアック54を作動させ、サブヒータ22に電力を供給する。
When the heater ON signal H1 to the
定着制御部51は、温度センサ26から入力される温度検出信号、および印刷制御部100から入力される制御信号に基づき、トライアック駆動回路52にヒータON信号H1,H2を出力する。
The fixing
図7は、定着制御部51がメインヒータ21を制御する際に実行する処理を機能ブロックで表した図である。この処理は、定着制御部51が所定の制御プログラムを起動することにより、制御周期である100[ms]ごとに実行する。
FIG. 7 is a functional block diagram showing processing executed when the fixing
まず、デューティ計算部501が、温度センサ26で検出した検出温度と、予め設定された目標温度との差から、デューティを計算する。デューティの計算は、例えばPID(Proportional Integral Differential)制御による。
First, the
具体的には、制御周期のn周目(nは1以上の整数)のメインヒータ21のデューティをDuty(n)と表すと、このDuty(n)は以下の式で求められる。
Duty(n)
=Kp×ε+Ki×Σ(ε)+Kd×d(ε)/dt+DutyMod(n-1)
Specifically, if the duty of the
Duty (n)
=Kp×ε+Ki×Σ(ε)+Kd×d(ε)/dt+Duty Mod(n−1)
上式において、εは温度偏差であり、目標温度から検出温度を減算した値である。Kpは比例ゲイン、Kiは積分ゲイン、Kdは微分ゲインであり、予め定められている。DutyMod(n-1)は、n-1周目の制御周期で消費されなかったデューティの余りである。このDutyMod(n-1)は、必ずしも用いなくてもよい。 In the above formula, ε is the temperature deviation, which is the value obtained by subtracting the detected temperature from the target temperature. Kp is a proportional gain, Ki is an integral gain, and Kd is a differential gain, which are predetermined. DutyMod(n-1) is the remainder of the duty not consumed in the n-1th control cycle. This DutyMod(n-1) does not necessarily have to be used.
リミット処理部502は、デューティ計算部501から出力されたデューティを、0~100の範囲に制限して出力する。具体的には、デューティ計算部501から出力されたデューティの値が0以下の場合には0に変換し、100以上の場合には100に変換する。
The
ヒータON信号生成部503は、リミット処理部502から出力されたデューティに基づき、規定の時定数でヒータON信号H1を出力する。
The heater ON
図8は、定着制御部51がサブヒータ22を制御する際に実行する処理を機能ブロックで表した図である。この処理は、定着制御部51が所定の制御プログラムを起動することにより、制御周期である100[ms]ごとに実行する。
FIG. 8 is a functional block diagram of processing executed when the fixing
まず、デューティ計算部504が、温度センサ26で検出した検出温度と、予め設定された目標温度との差から、デューティを計算する。デューティの計算方法は、図7のデューティ計算部501について説明した通りである。
First, the
補正処理部505は、定着制御部51が予め記憶している補正値Aにより、デューティを補正し、出力する。補正値Aについては、後述する。
The
リミット処理部506は、補正処理部505から出力された補正後のデューティを、0~100の範囲に制限して出力する。
A
ヒータON信号生成部507では、リミット処理部506から出力されたデューティに基づき、規定の時定数でヒータON信号H2を出力する。
Based on the duty output from the
<補正値の決定>
次に、補正値Aの決定方法について説明する。図9は、補正値Aを決定するためのシステムを示す図である。メインヒータ21およびサブヒータ22は、ヒータON信号のデューティが同じであれば、単位長さ当たりの発熱量(出力)が同じになるのが理想であるが、ヒータ21,22の製造段階で生じる出力ばらつきにより、単位長さ当たりの発熱量に違いが生じる。
<Determination of correction value>
Next, a method for determining the correction value A will be described. FIG. 9 shows a system for determining the correction value A; Ideally, the
そのため、メインヒータ21とサブヒータ22の両方の温度を検出しながらこれらを制御することが考えられるが、その場合にはヒータ21,22と同数の温度センサを設けなければならない。
Therefore, it is conceivable to control both the
そこで、本実施の形態では、同一の電力が供給されたときにメインヒータ21およびサブヒータ22に流れる電流値の比を予め測定しておき、その比に基づいて、サブヒータ22のヒータON信号を生成する際の補正値A(図8)を決定する。補正値Aの決定は、画像形成装置1の完成後(例えば、製品出荷前)の段階で行うのが望ましい。
Therefore, in the present embodiment, the ratio of current values flowing through the
補正値Aの決定には、出力測定部201、トライアック駆動回路202、トライアック203,204、電流検出部206、および商用電源207を用いる。これらの要素は、画像形成装置1に組み込んでもよく、画像形成装置1とは別の独立したユニットとしてもよい。
For determining correction value A,
なお、補正値Aを決定するための構成(201~207)を独立したユニット(出力測定ユニット)とした場合には、補正値Aを決定する際に定着装置2を画像形成装置1から一旦取り外し、その定着装置2に出力測定ユニットを接続してもよい。その場合には、補正値Aを決定したのち、定着装置2から出力測定ユニットから取り外し、定着装置2を画像形成装置1に組み込む。
Note that if the configuration (201 to 207) for determining the correction value A is an independent unit (output measurement unit), the fixing
メインヒータ21のリード線34およびサブヒータ22のリード線44は、商用電源207に接続される。リード線34,44と商用電源207との間には、電流検出部206が接続される。電流検出部206は、各ヒータ21,22に流れる電流を検出し、出力測定部201に検出結果を出力する。
The
メインヒータ21のリード線35は、トライアック203の一方の端子に接続される。サブヒータ22のリード線45は、トライアック204の一方の端子に接続される。各トライアック203,204の他方の端子は、商用電源207に接続されている。各トライアック203,204のゲート端子は、トライアック駆動回路202に接続されている。
A
トライアック駆動回路202は、メインヒータ21へのヒータON信号B1が入力されると、トライアック203を作動させ、サブヒータ22へのヒータON信号B2が入力されると、トライアック204を作動させる。
The
補正値Aは、次の方法で求める。まず、出力測定部201からトライアック駆動回路52にメインヒータ21へのヒータON信号B1を入力する。ヒータON信号B1は、パルス状ではなく、オン状態が一定時間続く信号である。これにより、商用電源207からメインヒータ21に所定の電力が供給される。例えば、所定の電圧(例えば100V)がメインヒータ21に印加される。このときにメインヒータ21に流れる電流IMを電流検出部206で検出し、出力測定部201に出力する。
The correction value A is obtained by the following method. First, a heater ON signal B1 to the
次に、出力測定部201からトライアック駆動回路202にサブヒータ22へのヒータON信号B2を入力する。サブヒータ22へのヒータON信号B2は、メインヒータ21へのヒータON信号B1と同一の信号である。これにより、商用電源207からサブヒータ22に上記所定の電力が供給される。例えば、上記所定の電圧がサブヒータ22に印加される。このときにサブヒータ22に流れる電流ISを電流検出部206で検出し、出力測定部201に出力する。
Next, a heater ON signal B2 to the sub-heater 22 is input from the
また、メインヒータ21に商用電源56から所定の電力が供給されたときにメインヒータ21に流れる設計上の電流値(設計値)をIM0とし、サブヒータ22に商用電源207から所定の電力が供給されたときにサブヒータ22に流れる設計上の電流値(設計値)をIS0とする。IM0およびIS0はいずれも、予め実験により求められており、出力測定部201に記憶されている。
Further, the designed current value (design value) flowing through the
電流IMはメインヒータ21の出力と比例し、電流ISはサブヒータ22の出力と比例する。そのため、メインヒータ21の出力およびサブヒータ22の出力の設計値からの偏差の比aは、(IS/IS0)/(IM/IM0)で表される。この比aに基づき、上記の補正値Aが導出される。比aは、出力ばらつき比とも称する。
The current I M is proportional to the output of the
出力測定部201が補正値Aを算出すると、操作者がその値を読み取り、画像形成装置1の定着制御部51に記憶させる。なお、出力測定部201が画像形成装置1に組み込まれている場合には、図2に破線で示すように出力測定部201から定着制御部51に補正値Aを入力するようにしてもよい。
When the
ここで、ヒータON信号と、ヒータ21,22による定着ローラ20の加熱温度との関係について説明する。図10(A),(B)は、単位長さ当たりの出力が同じ2つのヒータα,βに対するヒータON信号と、ヒータα,βによる加熱部の温度(検出温度)との関係を示す図である。
Here, the relationship between the heater ON signal and the temperature at which the fixing
図10(A)に示すように、ヒータα,βの単位長さ当たりの出力が同じ場合、同一のデューティのヒータON信号を与えると、両ヒータα,βの温度は互いに同じように変化する。なお、両ヒータα,βの温度変化の周期は、ヒータON信号の周期と同等である。 As shown in FIG. 10A, when heaters α and β have the same output per unit length, the temperatures of both heaters α and β change in the same manner when heater ON signals with the same duty are given. . The cycle of temperature change of both heaters α and β is the same as the cycle of the heater ON signal.
一方、図10(B)に示すように、ヒータαへのヒータON信号のデューティをヒータβへのヒータON信号のデューティよりも高くした場合には、ヒータαの温度がヒータβの温度よりも高温となる。 On the other hand, as shown in FIG. 10B, when the duty of the heater ON signal to the heater α is made higher than the duty of the heater ON signal to the heater β, the temperature of the heater α becomes higher than the temperature of the heater β. High temperature.
この点を踏まえ、本実施の形態では、メインヒータ21およびサブヒータ22のうち、温度を上昇させたい方のヒータへのヒータON信号のデューティを高くする。
Based on this point, in the present embodiment, the duty of the heater ON signal to the
図11(A),(B)は、ヒータ21,22の出力分布と、定着ローラ20の表面の温度分布をそれぞれ示すグラフである。設計段階では、ヒータ21,22の単位長さ当たりの出力は同じであり、定着ローラ20の第1の領域R1(メインヒータ21による加熱部分)および第2の領域R2(サブヒータ22による加熱部分)は同じ温度に加熱されることを想定している。
11A and 11B are graphs showing the output distribution of the
しかしながら、実際には、製造段階で生じる出力ばらつきのため、ヒータ21,22の出力は設計値と異なることが多い。また、本実施の形態では、メインヒータ21に加熱される第1の領域R1の検出温度(すなわち温度センサ26の出力)に基づいて両ヒータ21,22が制御されるため、メインヒータ21の出力に合わせた制御となる。メインヒータ21の出力に対するサブヒータ22の出力の差が大きくなればなるほど、サブヒータ22による加熱部分(第2の領域R2)の温度が、メインヒータ21による加熱部分(第1の領域R1)の温度からかけ離れたものとなる。
However, in practice, the outputs of the
ここでは、図11(A)に示すように、例えばメインヒータ21の単位長さ当たりの出力W1が設計出力WSETよりも高く、サブヒータ22の単位長さ当たりの出力W2が設計出力WSETよりも低い場合を考える。なお、出力W1,W2は、出力許容範囲の上限WHIGH以下で、下限WLOW以上であるものとする。
Here, as shown in FIG. 11A, for example, the output W1 per unit length of the
メインヒータ21は、その加熱部分の検出温度(すなわち温度センサ26の出力)に基づいて制御されるため、メインヒータ21の温度は目標温度範囲内で制御される。
Since the
一方、サブヒータ22は、メインヒータ21の加熱部分の検出温度に基づいて制御されるため、出力ばらつきによる両ヒータ21,22の単位長さ当たりの出力差に相当する加熱不足が生じる。その結果、図11(B)に破線で示すように、サブヒータ22による加熱部分(第2の領域R2)の温度が目標温度範囲の下限TLOWを下回る可能性がある。
On the other hand, since the sub-heater 22 is controlled based on the detected temperature of the heating portion of the
これに対し、上述した補正値Aによってデューティを高くしたヒータON信号でサブヒータ22を制御した場合には、図11(B)に実線で示すようにサブヒータ22による加熱部分の温度を目標温度範囲内(すなわち上限THIGH以下で、下限TLOW以上)に収めることができる。 On the other hand, when the sub-heater 22 is controlled by the heater ON signal whose duty is increased by the above correction value A, the temperature of the portion heated by the sub-heater 22 is within the target temperature range as indicated by the solid line in FIG. 11(B). (that is, the upper limit T HIGH or less and the lower limit T LOW or more).
一例としては、定着ローラ20の目標温度の上限が170℃で、下限が150℃の定着装置2において、メインヒータ21による加熱部分の温度が略160℃である場合、メインヒータ21のヒータON信号のデューティ1.0に対してサブヒータ22のヒータON信号のデューティを1.1とする(すなわち補正値Aを1.1とする)ことによって、サブヒータ22の加熱部分の温度を略140℃から略150℃まで上昇させ、目標温度範囲内に収めることができる。
As an example, in the
なお、上述した補正値Aの決定に関し、メインヒータ21に流れる電流IMとメインヒータ21に流れる設計上の電流値(設計値)IM0とが同一であり、サブヒータ22に流れる電流ISとサブヒータ22に流れる設計上の電流値(設計値)IS0とが同一であってもよい。
Regarding the determination of the correction value A described above, the current I M flowing through the
<実施の形態の効果>
以上説明したように、本実施の形態の画像形成装置1は、定着ローラ20(定着体)および加圧ローラ25(加圧体)と、定着ローラ20の第1の領域R1を加熱するメインヒータ21(第1のヒータ)と、定着ローラ20の第2の領域R2を加熱するサブヒータ22(第2のヒータ)と、定着ローラ20の第1の領域R1の温度を検出する温度センサ26と、温度センサ26の検出温度に基づいてヒータ21,22を制御する定着制御部51(制御部)とを有する。定着制御部51は、メインヒータ21およびサブヒータ22に流れる電流値の比IS/IMに基づいて決定された補正値Aを用いて、サブヒータ22を制御する。そのため、1つの温度センサ26の検出温度に基づいて、メインヒータ21およびサブヒータ22を高精度で制御することができる。
<Effect of Embodiment>
As described above, the
特に、サブヒータ22へのヒータON信号のデューティを補正値Aによって補正するため、メインヒータ21とサブヒータ22との出力ばらつきを反映させて、サブヒータ22の出力を高精度で制御することができる。
In particular, since the duty of the heater ON signal to the sub-heater 22 is corrected by the correction value A, the output variation of the
また、メインヒータ21とサブヒータ22に同一電力が供給された場合にメインヒータ21に流れる電流IMとサブヒータ22に流れる電流ISに基づいて補正値Aを決定するため、メインヒータ21とサブヒータ22との出力ばらつきを正確に反映させた補正値Aを得ることができる。
Further, since the correction value A is determined based on the current IM flowing through the
第2の実施の形態.
次に、第2の実施の形態について説明する。第1の実施の形態では、ハロゲンヒータからなるヒータ21,22で2つの領域R1,R2を加熱したが、第2の実施の形態では、面状ヒータからなるヒータ61,62,63で3つの領域R1,R2,R3を加熱する。また、第1の実施の形態では定着ローラ20を用いたが、第2の実施の形態では定着ベルト60を用いる。
Second embodiment.
Next, a second embodiment will be described. In the first embodiment, the
図12(A),(B)は、実施の形態2の定着装置6の基本構成を示す側面図および正面図である。定着装置6は、定着体としての定着ベルト60と、面状ヒータ6Hと、加圧体としての加圧ローラ65と、温度センサ66とを有する。面状ヒータ6Hは、定着ベルト60を内周側から加熱する。加圧ローラ65は、定着ベルト60に押し当てられ、両者の間に定着ニップを形成する。温度センサ66は、例えばサーモパイルであり、定着ベルト60の表面温度を検出する。
12A and 12B are a side view and a front view showing the basic configuration of the fixing
定着ベルト60は無端状のベルトであり、金属からなる基材と、基材の外周面に形成された弾性層とを有する。基材は、例えば、適度な剛性と可撓性を有するステンレス鋼で形成される。弾性層は、例えば、シリコーンゴムで形成されている。
The fixing
定着ベルト60の内周側には、面状ヒータ6Hが配置されている。面状ヒータ6Hと定着ベルト60との間に、例えばステンレス鋼からなる熱拡散部材64を配置してもよい。
A
面状ヒータ6Hは、例えばステンレス鋼からなる基板上に、電気絶縁層と抵抗発熱体と保護層とを順に積層したものであり、抵抗発熱体への通電により発熱する。面状ヒータ6Hは、保護層が熱拡散部材64に接するように配置され、熱拡散部材64を介して定着ベルト60に熱を伝達する。
The
面状ヒータ6HはX方向(長手方向)に5分割されている。面状ヒータ6Hは、X方向の中央に位置する第1の発熱部であるメインヒータ61と、メインヒータ61の-X側および+X側にそれぞれ位置する第2の発熱部であるサブヒータ62L,62R(第1のサブヒータ)と、サブヒータ62Lの-X側およびサブヒータ62Rの+X側にそれぞれ位置する第3の発熱部であるサブヒータ63L,63R(第2のサブヒータ)とを有する。
The
これらメインヒータ61、サブヒータ62L,62Rおよびサブヒータ63L,63Rは、面状ヒータ6HのX方向中心に対して対称に左右配置されている。左右のサブヒータ62L,62Rは電気的に接続されており、通電することにより同時に加熱される。同様に、左右のサブヒータ63L,63Rも電気的に接続されており、通電することにより同時に加熱される。
The
メインヒータ61は、定着ベルト60のX方向中央の第1の領域R1を加熱する。サブヒータ62L,62Rは、第1の領域R1のX方向両側の第2の領域R2をそれぞれ加熱する。サブヒータ63L,63Rは、定着ベルト60のX方向両端部の第3の領域R3をそれぞれ加熱する。なお、第2の実施の形態では、定着ベルト60のX方向中心位置が媒体搬送の基準位置P1となる。
The
メインヒータ61のX方向の幅は、幅狭媒体に合わせて設定されている。メインヒータ61とサブヒータ62L,62Rとを合わせた幅は、中間幅の媒体に合わせて設定されている。メインヒータ61とサブヒータ62L,62Rとサブヒータ63L,63Rとを合わせた幅は、幅広媒体に合わせて設定されている。
The width of the
加圧ローラ65は、第1の実施の形態の加圧ローラ25と同様に構成されており、定着ベルト60との間で定着ニップを形成する。温度センサ66は、第1の実施の形態の温度センサ26と同様に構成されており、定着ベルト60の第1の領域R1の温度を検出する。
The
図13は、メインヒータ61およびサブヒータ62L.62R,63L,63Rの制御のための構成を示す図である。ここでは、左右のサブヒータ62L,62Rを一括して制御する場合について説明するが、個体差を考慮してこれらを別々に制御してもよい。左右のサブヒータ63L,63Rについても同様である。
FIG. 13 shows
メインヒータ61の一方の電極は、リード線61aを介して商用電源56に接続され、他方の電極は、リード線61bを介してトライアック53の一方の端子に接続されている。
One electrode of the
各サブヒータ62L,62Rの一方の電極は、リード線62aを介して商用電源56に接続され、他方の電極は、リード線62bを介してトライアック54の一方の端子に接続されている。
One electrode of each sub-heater 62L, 62R is connected to the
各サブヒータ63L,63Rの一方の電極は、リード線63aを介して商用電源56に接続され、他方の電極は、リード線63bを介してトライアック55の一方の端子に接続されている。
One electrode of each sub-heater 63L, 63R is connected to the
各トライアック53,54,55の他方の端子は、商用電源56に接続されている。各トライアック53,54,55のゲート端子は、トライアック駆動回路52に接続されている。トライアック駆動回路52は、各トライアック53,54,55の1次側と2次側とをフォトトライアックを用いて絶縁するよう構成されている。
The other terminal of each
トライアック駆動回路52は、メインヒータ61へのヒータON信号H1が入力されると、トライアック53を作動させ、メインヒータ61に電力を供給する。また、サブヒータ62L,62RへのヒータON信号H2が入力されると、トライアック54を作動させ、サブヒータ62L,62Rに電力を供給する。また、サブヒータ63L,63RへのヒータON信号H3が入力されると、トライアック55を作動させ、サブヒータ63L,63Rに電力を供給する。
When the heater ON signal H1 to the
定着制御部51は、温度センサ26から入力される温度検出信号、および印刷制御部100から入力される制御信号に基づき、トライアック駆動回路52にヒータON信号H1,H2,H3を出力する。
The fixing
実施の形態2では、温度センサ66で検出した定着ベルト60の第1の領域R1(メインヒータ61による加熱領域)の温度に基づき、メインヒータ61およびサブヒータ62L,62R,63L,63Rの温度を制御する。そのため、サブヒータ62L,62Rの制御には補正値A1を用い、サブヒータ63L,63Rの制御には補正値A2を用いる。
In the second embodiment, the temperatures of the
図14は、補正値A1,A2を決定するための構成を示す図である。補正値A1,A2は、画像形成装置1の製造後(例えば、製品出荷前)に決定するのが望ましい。
FIG. 14 is a diagram showing a configuration for determining correction values A1 and A2. The correction values A1 and A2 are desirably determined after the
補正値A1,A2の決定には、出力測定部301、トライアック駆動回路302、トライアック303,304,305、電流検出部306、および商用電源307を用いる。これらの要素は、画像形成装置1に組み込んでもよく、画像形成装置1とは別の独立したユニットとしてもよい。
The
なお、補正値A1,A2を決定するための構成(301~307)を独立したユニット(出力測定ユニット)とした場合には、補正値A1,A2を決定する際に定着装置6を画像形成装置1から一旦取り外し、その定着装置6に出力測定ユニットを接続してもよい。その場合には、補正値Aを決定したのち、定着装置6から出力測定ユニットから取り外し、定着装置6を画像形成装置1に組み込む。
If the configuration (301 to 307) for determining the correction values A1 and A2 is an independent unit (output measurement unit), the fixing
メインヒータ61のリード線61a、各サブヒータ62L,62Rのリード線62a、および各サブヒータ63L,63Rのリード線63aは、商用電源307に接続される。リード線61a,62a,63aと商用電源307との間には、電流検出部306が接続される。電流検出部306は、各ヒータ61,62L,62R,63L,63Rに流れる電流を測定し、出力測定部301に測定結果を出力する。
A
メインヒータ61のリード線61bは、トライアック303の一方の端子に接続される。各サブヒータ62L,62Rのリード線62bは、トライアック304の一方の端子に接続される。各サブヒータ63L,63Rのリード線63bは、トライアック305の一方の端子に接続される。各トライアック303,304,305の他方の端子は、商用電源307に接続されている。各トライアック303,304,305のゲート端子は、トライアック駆動回路302に接続されている。
A
トライアック駆動回路302は、メインヒータ61へのヒータON信号B1が入力されると、トライアック303を作動させ、サブヒータ62L,62RへのヒータON信号B2が入力されると、トライアック304を作動させ、サブヒータ63L,63RへのヒータON信号B3が入力されると、トライアック305を作動させる。
The
補正値A1,A2は、次の方法で求める。まず、出力測定部301からトライアック駆動回路302にメインヒータ61へのヒータON信号B1を入力する。ヒータON信号B1は、パルス状ではなく、オン状態が一定時間続く信号である。これにより、商用電源307からメインヒータ61に所定の電力が供給される。例えば、所定の電圧(例えば100V)がメインヒータ61に印加される。このときにメインヒータ61に流れる電流IMを電流検出部306で検出し、出力測定部301に出力する。
The correction values A1 and A2 are obtained by the following method. First, a heater ON signal B1 to the
次に、出力測定部301からトライアック駆動回路302にサブヒータ62L,62RへのヒータON信号B2を入力する。サブヒータ62L,62RへのヒータON信号B2は、メインヒータ61へのヒータON信号B1と同一の信号である。これにより、商用電源307からサブヒータ62L,62Rに上記所定の電力が供給される。例えば、上記所定の電圧がサブヒータ62L,62Rに印加される。このときにサブヒータ62L,62Rに流れる電流IS1を電流検出部306で検出し、出力測定部201に出力する。
Next, a heater ON signal B2 to the sub-heaters 62L and 62R is input from the
さらに、出力測定部301からトライアック駆動回路302にサブヒータ63L,63RへのヒータON信号B3を入力する。サブヒータ63L,63RへのヒータON信号B3は、メインヒータ61へのヒータON信号B1と同一の信号である。これにより、商用電源307からサブヒータ63L,63Rに上記所定の電力が供給される。例えば、上記所定の電圧がサブヒータ63L,63Rに印加される。このときにサブヒータ63L,63Rに流れる電流IS2を電流検出部306で検出し、出力測定部301に出力する。
Further, a heater ON signal B3 to the sub-heaters 63L and 63R is input to the
また、メインヒータ61に商用電源307から所定の電力が供給されたときにメインヒータ21に流れる設計上の電流値(設計値)をIM0とする。サブヒータ62L,62Rに商用電源307から所定の電力が供給されたときにサブヒータ62L,62Rに流れる設計上の電流値(設計値)をIS10とする。サブヒータ63L,63Rに商用電源307から所定の電力が供給されたときにサブヒータ63L,63Rに流れる設計上の電流値(設計値)をIS20とする。IM0、IS10およびIS20はいずれも、予め実験により求められており、出力測定部301に記憶されている。
Further, the designed current value (design value) flowing through the
電流IMおよび電流IS1は、メインヒータ61およびサブヒータ62L,62Rの出力とそれぞれ比例する。そのため、メインヒータ61とサブヒータ62L,62Rとの出力の設計値からの偏差の比a1は、a1=(IS1/IS10)/(IM/IM0)で表される。この比a1に基づき、補正値A1が導出される。
Current IM and current IS1 are proportional to the outputs of
同様に、電流IMおよび電流IS2は、メインヒータ61およびサブヒータ63L,63Rの出力とそれぞれ比例する。そのため、メインヒータ61とサブヒータ63L,63Rとの出力の設計値からの偏差の比a2は、a2=(IS2/IS20)/(IM/IM0)で表される。この比a2に基づき、補正値A2が導出される。
Similarly, current I M and current I S2 are proportional to the outputs of
補正値A1を用いたサブヒータ62L,62RへのヒータON信号の生成は、第1の実施の形態で図8を参照して説明したように行われる。すなわち、定着制御部51は、温度センサ66で検出した検出温度と目標温度とからPID制御によりデューティを計算し、補正値A1によりデューティを補正し、デューティの値を0~100の範囲に制限し、サブヒータ62L,62RへのヒータON信号を生成する。
Generation of heater ON signals to the sub-heaters 62L and 62R using the correction value A1 is performed as described with reference to FIG. 8 in the first embodiment. That is, the fixing
補正値A2を用いたサブヒータ63L,63RへのヒータON信号の生成も、同様に行われる。すなわち、定着制御部51は、温度センサ66で検出した検出温度と目標温度とからPID制御によりデューティを計算し、補正値A2によりデューティを補正し、デューティの値を0~100の範囲に制限し、サブヒータ63L,63RへのヒータON信号を生成する。
Generation of heater ON signals to the sub-heaters 63L and 63R using the correction value A2 is also performed in the same manner. That is, the fixing
以上説明したように、第2の実施の形態では、発熱抵抗体を有する面状ヒータであるヒータ61,62L,62R,63L,63Rにより定着ベルト60(定着体)の領域R1,R2,R3を加熱する定着装置においても、1つの温度センサ66の検出温度に基づいて、メインヒータ61およびサブヒータ62L,62R,63L,63Rの制御を高い精度で行うことができる。
As described above, in the second embodiment, the
なお、第1の実施の形態ではヒータがハロゲンヒータで構成され、第2の実施の形態ではヒータが面状ヒータ(発熱抵抗体を有するもの)で構成されていたが、他のヒータを用いてもよい。 In the first embodiment, the heater is a halogen heater, and in the second embodiment, the heater is a planar heater (having a heating resistor). good too.
また、第1の実施の形態では定着体を2つの領域R1,R2に分けて加熱し、第2の実施の形態では定着体を3つの領域R1,R2,R3に分けて加熱したが、加熱する領域の数は任意である。 In the first embodiment, the fixing member is divided into two regions R1 and R2 and heated, and in the second embodiment, the fixing member is divided into three regions R1, R2, and R3 and heated. Any number of regions may be used.
上記の実施の形態では、カラー画像を形成する画像形成装置について説明したが、本発明は単色(モノクロ)画像を形成する画像形成装置に適用することもできる。また、本発明は、例えば、電子写真方式を利用して媒体に画像を形成する画像形成装置(例えば複写機、ファクシミリ、プリンタ、複合機等)およびその定着装置に利用することができる。 Although the image forming apparatus that forms a color image has been described in the above embodiment, the present invention can also be applied to an image forming apparatus that forms a single-color (monochrome) image. The present invention can also be applied to, for example, an image forming apparatus (such as a copier, a facsimile machine, a printer, a multifunction machine, etc.) that forms an image on a medium using an electrophotographic method, and a fixing device thereof.
1 画像形成装置、 2,6 定着装置、 6H 面状ヒータ、 7 媒体供給部、 8 転写ユニット、 9 媒体排出部、 10,10K,10Y,10M,10C プロセスユニット(画像形成ユニット)、 11,11K,11Y,11M,11C 感光体ドラム(像担持体)、 18,18K,18Y,18M,18C 印刷ヘッド、 20 定着ローラ(定着体)、 21 メインヒータ(第1のヒータ)、 22 サブヒータ(第2のヒータ)、 25 加圧ローラ(加圧体)、 26 サーモパイル(温度センサ)、 31,41 フィラメント(発熱部)、 32,42 リード線、 33,43 バルブ、 51 定着制御部(制御部)、 52 トライアック駆動回路(スイッチング駆動回路)、 53,54,55 トライアック(スイッチング素子)、 60 定着ベルト(定着体)、 61 メインヒータ(第1のヒータ)、 62L,62R サブヒータ(第2のヒータ)、 63L,63R サブヒータ(第2のヒータ)、 65 加圧ローラ(加圧体)、 66 サーモパイル(温度センサ)、 100 印刷制御部、 201,301 出力測定部、 202,302 トライアック駆動回路、 203,204,303,304,305 トライアック、 206,306 電流検出部。
REFERENCE SIGNS
Claims (11)
前記定着体との間で定着ニップを形成する加圧体と、
前記定着体の第1の領域を加熱する第1のヒータと、
前記定着体の第2の領域を加熱する第2のヒータと、
前記定着体の前記第1の領域の温度を検出する温度センサと、
前記温度センサによる検出温度に基づいて、前記第1のヒータおよび前記第2のヒータを制御する制御部と
を有し、
前記制御部は、所定の条件下で前記第1のヒータに流れる電流値と前記第2のヒータに流れる電流値との比に基づいて予め決定された補正値を用いて、前記第2のヒータを制御する
ことを特徴とする画像形成装置。 a fuser having a heated surface;
a pressure member forming a fixing nip with the fixing member;
a first heater that heats a first region of the fixing body;
a second heater that heats the second region of the fixing body;
a temperature sensor that detects the temperature of the first region of the fixing body;
a control unit that controls the first heater and the second heater based on the temperature detected by the temperature sensor;
Using a correction value determined in advance based on a ratio of a current value flowing through the first heater and a current value flowing through the second heater under a predetermined condition, the control unit adjusts the second heater. An image forming apparatus characterized by controlling
前記第1のヒータを駆動するヒータON信号のデューティを変化させることで、前記第1のヒータの出力を制御し、
前記第2のヒータを駆動するヒータON信号のデューティを変化させることで、前記第2のヒータの出力を制御する
ことを特徴とする請求項1に記載の画像形成装置。 The control unit
controlling the output of the first heater by changing the duty of a heater ON signal that drives the first heater;
2. The image forming apparatus according to claim 1, wherein the output of said second heater is controlled by changing the duty of a heater ON signal for driving said second heater.
ことを特徴とする請求項2に記載の画像形成装置。 3. The image forming apparatus according to claim 2, wherein the controller corrects the duty of the heater ON signal of the second heater according to the correction value.
a=(IS/IS0)/(IM/IM0)
で算出される値aに基づいて決定される
ことを特徴とする請求項1から3までのいずれか1項に記載の画像形成装置。 The correction value is a measured value IM of the current flowing through the first heater when the predetermined power is supplied to the first heater, and a measurement value IM of the current flowing through the first heater when the predetermined power is supplied to the second heater. from the measured value I S of the current flowing through the second heater, the design value I M 0 of the current flowing through the first heater, and the design value I S 0 of the current flowing through the second heater ,
a = ( Is / Is0 )/( Im / Im0 )
4. The image forming apparatus according to any one of claims 1 to 3, wherein the image forming apparatus is determined based on the value a calculated in .
前記測定値IMおよび前記測定値ISから前記補正値を算出する出力測定部と
をさらに備えたことを特徴とする請求項4に記載の画像形成装置。 a current detection unit that detects the current flowing through the first heater and the current flowing through the second heater to obtain the measured value IM and the measured value IS ;
5. The image forming apparatus according to claim 4, further comprising an output measuring unit that calculates the correction value from the measured value IM and the measured value IS .
ことを特徴とする請求項1から5までのいずれか1項に記載の画像形成装置。 The image forming apparatus according to any one of Claims 1 to 5, wherein the first area includes a conveyance reference position for a medium passing through the fixing nip.
ことを特徴とする請求項1から6までのいずれか1項に記載の画像形成装置。 The image forming apparatus according to any one of claims 1 to 6, further comprising two or more second heaters for heating two or more of the second regions.
ことを特徴とする請求項1から7までのいずれか1項に記載の画像形成装置。 The image forming apparatus according to any one of Claims 1 to 7, wherein the first heater and the second heater each comprise a halogen heater.
ことを特徴とする請求項1から7までのいずれか1項に記載の画像形成装置。 The image forming apparatus according to any one of Claims 1 to 7, wherein the first heater and the second heater each comprise a planar heater having a heating resistor.
ことを特徴とする請求項1から9までのいずれか1項に記載の画像形成装置。 The image forming apparatus according to any one of Claims 1 to 9, wherein the fixing member is a fixing roller or a fixing belt.
画像を形成する画像形成ユニットと、
前記画像形成ユニットで形成された画像を前記媒体に転写し、前記定着ニップに搬送する転写ユニットと
をさらに備えたことを特徴とする請求項1から10までのいずれか1項に記載の画像形成装置。 a medium supply unit that supplies a medium;
an image forming unit that forms an image;
11. The image forming method according to any one of claims 1 to 10, further comprising a transfer unit that transfers the image formed by the image forming unit onto the medium and conveys the medium to the fixing nip. Device.
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