JP7306187B2 - Image forming apparatus and image forming method - Google Patents
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Description
本発明は、画像形成装置及び画像形成方法に関するものである。 The present invention relates to an image forming apparatus and an image forming method.
従来、電子写真式のプリンタ、複写機、ファクシミリ、複合機等の画像形成装置、例えば、プリンタは、ブラック、イエロー、マゼンタ及びシアンの各色の画像形成ユニットを備え、該各画像形成ユニットに感光体ドラム、帯電ローラ、現像ローラ、トナー供給ローラ等が配設される。そして、各画像形成ユニットにおいて、帯電ローラによって一様に帯電させられた感光体ドラムの表面がLEDヘッドによって露光されて静電潜像が形成され、該静電潜像が現像ローラによって現像されて現像剤像としてのトナー像が形成され、該各色のトナー像が、転写ローラによって媒体としての用紙に重ねて転写されてカラーのトナー像が形成され、定着器においてカラーのトナー像が用紙に定着させられることにより、カラーの画像が形成されるようになっている。 2. Description of the Related Art Conventionally, image forming apparatuses such as electrophotographic printers, copiers, facsimiles, and multifunction machines, for example, printers, are provided with image forming units for respective colors of black, yellow, magenta, and cyan, each of which has a photosensitive member. A drum, a charging roller, a developing roller, a toner supply roller, etc. are provided. In each image forming unit, the surface of the photosensitive drum uniformly charged by the charging roller is exposed by the LED head to form an electrostatic latent image, and the electrostatic latent image is developed by the developing roller. A toner image is formed as a developer image, and the toner images of each color are superimposed and transferred onto paper as a medium by a transfer roller to form a color toner image, and the color toner image is fixed on the paper by a fixing device. A color image is formed by being caused to do so.
ところで、前記定着器は、例えば、ヒータ、及び該ヒータを包囲して走行自在に配設された定着ベルトを備えた加熱ユニット、並びに前記定着ベルトを介してヒータと当接させられ、回転自在に配設されたバックアップローラを備え、用紙上のトナー像は、定着ベルトとバックアップローラとの間のニップ部を通過する際に、加熱ユニットによって加熱され、バックアップローラによって加圧されて、用紙に定着させられる。 By the way, the fixing device is, for example, a heating unit having a heater and a fixing belt disposed movably surrounding the heater, and the fixing belt is brought into contact with the heater so as to be rotatable. A backup roller is provided, and the toner image on the paper is heated by the heating unit when passing through the nip portion between the fixing belt and the backup roller, is pressed by the backup roller, and is fixed to the paper. Let me.
ところが、前記バックアップローラの長手方向における温度にムラが生じたり、ニップ部の長手方向における用紙の搬送速度にムラが生じたりすると、用紙に皺が発生してしまう。 However, if the temperature in the longitudinal direction of the backup roller is uneven, or if the paper transport speed is uneven in the longitudinal direction of the nip portion, the paper will wrinkle.
そこで、用紙に皺が発生するのを防止するために、長手方向における中央部から両端部にかけて径が大きくされた逆クラウン形状を有するバックアップローラを備えた定着器が配設されたプリンタが提供されている(例えば、特許文献1参照。)。
Therefore, in order to prevent the paper from wrinkling, there is provided a printer provided with a fixing device provided with a backup roller having an inverted crown whose diameter increases from the central portion to both ends in the longitudinal direction. (See
該定着器においては、バックアップローラの両端部の周速が中央部の周速より高くなるので、用紙が両端部側に引っ張られ、用紙の中央部付近に弛みが生じることがない。その結果、用紙に皺が発生するのを防止することができる。 In the fixing device, since the peripheral speed of both ends of the backup roller is higher than the peripheral speed of the central portion, the paper is pulled toward the both ends, and slackness does not occur in the vicinity of the central portion of the paper. As a result, it is possible to prevent the paper from wrinkling.
しかしながら、前記従来のプリンタにおいては、幅が狭い用紙、すなわち、幅狭紙が使用される場合と、幅が広い用紙、すなわち、幅広紙が使用される場合とで、用紙の搬送速度が異なるので、搬送速度を一律に制御すると、用紙の幅によって、定着させられる前のカラーのトナー像にこすれが発生したり、各色のトナー像間に色ずれが発生したりして、画像品位が低下してしまう。 However, in the conventional printer, the paper transport speed differs depending on whether narrow paper is used or wide paper. If the conveying speed is uniformly controlled, depending on the width of the paper, the color toner image before being fixed may be rubbed, or color shift may occur between the toner images of each color, resulting in deterioration of the image quality. end up
本発明は、前記従来のプリンタの問題点を解決して、媒体の幅が異なっても、現像剤像にこすれ、色ずれ等が発生することがなく、画像品位を向上させることができる画像形成装置及び画像形成方法を提供することを目的とする。 The present invention solves the problems of the conventional printer described above, and enables image formation capable of improving the image quality without rubbing the developer image or causing color shift, etc., even if the width of the medium is different. An object of the present invention is to provide an apparatus and an image forming method.
そのために、本発明の画像形成装置においては、媒体に現像剤像を形成する画像形成部と、内部に加熱部材が配設された第1の定着部材、及び長手方向における中央部から両端部にかけて径が大きくされた形状を有し、前記第1の定着部材を介して加熱部材と当接させられる第2の定着部材を備え、第1、第2の定着部材間のニップ部において、搬送される媒体上の現像剤像を媒体に定着させる定着装置と、前記ニップ部において媒体を搬送するための定着用の駆動部と、前記定着装置の長手方向における中央部の温度及び両端部の温度を検出する検出部と、前記媒体の幅が所定値未満である場合、前記中央部の温度に基づいて前記定着用の駆動部の駆動速度を設定し、前記媒体の幅が所定値以上である場合、前記両端部の温度に基づいて前記定着用の駆動部の駆動速度を設定する駆動処理部とを有する。 For this purpose, in the image forming apparatus of the present invention, there are provided an image forming section for forming a developer image on a medium, a first fixing member in which a heating member is disposed, and from the central portion to both ends in the longitudinal direction. A second fixing member having a shape with an increased diameter and brought into contact with the heating member via the first fixing member is provided, and the fixing member is conveyed at a nip portion between the first and second fixing members. a fixing device for fixing the developer image on the medium to the medium; a fixing drive unit for conveying the medium in the nip; When the width of the medium is less than a predetermined value, the driving speed of the driving unit for fixing is set based on the temperature of the central portion, and when the width of the medium is greater than or equal to the predetermined value. and a drive processing unit for setting the drive speed of the fixing drive unit based on the temperature of the both ends.
本発明によれば、画像形成装置においては、媒体に現像剤像を形成する画像形成部と、内部に加熱部材が配設された第1の定着部材、及び長手方向における中央部から両端部にかけて径が大きくされた形状を有し、前記第1の定着部材を介して加熱部材と当接させられる第2の定着部材を備え、第1、第2の定着部材間のニップ部において、搬送される媒体上の現像剤像を媒体に定着させる定着装置と、前記ニップ部において媒体を搬送するための定着用の駆動部と、前記定着装置の長手方向における中央部の温度及び両端部の温度を検出する検出部と、前記媒体の幅が所定値未満である場合、前記中央部の温度に基づいて前記定着用の駆動部の駆動速度を設定し、前記媒体の幅が所定値以上である場合、前記両端部の温度に基づいて前記定着用の駆動部の駆動速度を設定する駆動処理部とを有する。 According to the present invention, in the image forming apparatus, there are provided an image forming section for forming a developer image on a medium, a first fixing member in which a heating member is disposed, and from the central portion to both ends in the longitudinal direction. A second fixing member having a shape with an increased diameter and brought into contact with the heating member via the first fixing member is provided, and the fixing member is conveyed at a nip portion between the first and second fixing members. a fixing device for fixing the developer image on the medium to the medium; a fixing drive unit for conveying the medium in the nip; When the width of the medium is less than a predetermined value, the driving speed of the driving unit for fixing is set based on the temperature of the central portion, and when the width of the medium is greater than or equal to the predetermined value. and a drive processing unit for setting the drive speed of the fixing drive unit based on the temperature of the both ends.
この場合、前記定着装置の長手方向における中央部の温度及び両端部の温度が検出され、媒体の幅に応じて、前記中央部の温度及び両端部の温度に基づいて、定着用の駆動部の駆動速度が設定されるので、媒体の幅が異なっても、現像剤像にこすれ、色ずれ等が発生することがなく、画像品位を向上させることができる。 In this case, the temperature of the central portion and the temperature of both ends in the longitudinal direction of the fixing device are detected, and the temperature of the driving portion for fixing is determined according to the width of the medium based on the temperature of the central portion and the temperature of both ends. Since the driving speed is set, even if the width of the medium is different, the developer image is not rubbed, the color shift is not generated, and the image quality can be improved.
また、中央部の温度及び両端部の温度に基づいて定着用の駆動部の駆動速度を設定することによって、画像形成部と定着装置との間において媒体に適度な弛みを形成することができるので、弛みセンサを配設する必要がなく、画像形成装置を小型化することができる。その結果、画像形成装置のコストを低くすることができる。 In addition, by setting the driving speed of the driving unit for fixing based on the temperature of the central portion and the temperature of both ends, it is possible to form appropriate slack in the medium between the image forming unit and the fixing device. , the image forming apparatus can be miniaturized because there is no need to dispose a slackness sensor. As a result, the cost of the image forming apparatus can be reduced.
以下、本発明の実施の形態について図面を参照しながら詳細に説明する。この場合、画像形成装置としてのプリンタについて説明する。 BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. In this case, a printer as an image forming apparatus will be described.
図2は本発明の第1の実施の形態におけるプリンタの概念図である。 FIG. 2 is a conceptual diagram of a printer according to the first embodiment of the invention.
図において、10はプリンタ、Csは該プリンタ10の筐体、Bdはプリンタ10の本体、すなわち、装置本体であり、該装置本体Bdの下部に媒体収容部としての用紙カセット11が配設され、該用紙カセット11に配設されたスタッカSt1に媒体としての用紙Pが積載される。そして、前記用紙カセット11の前端に隣接させて、用紙Pを1枚ずつ分離させて給紙するための給紙機構が配設される。
In the figure, 10 is a printer, Cs is a housing of the
該給紙機構は、回転させられて用紙Pを繰り出すホッピングローラ12、及び用紙Pの重送を防止する分離部材13から成り、用紙Pは、給紙機構によって1枚ずつ分離させられて媒体搬送路としての用紙搬送路Rt1に給紙され、ホッピングローラ12の上方に配設されたレジストローラ対14に送られ、該レジストローラ対14によって斜行が矯正された後、所定のタイミングで搬送ローラ対15に送られ、カラーの画像を形成するための画像形成部Q1に供給される。
The paper feed mechanism consists of a
該画像形成部Q1は、装置本体Bdに対してそれぞれ着脱自在に配設されたブラック、イエロー、マゼンタ及びシアンの各色の画像形成ユニット16Bk、16Y、16M、16C、該各画像形成ユニット16Bk、16Y、16M、16Cの像担持体としての感光体ドラム31の上方に、感光体ドラム31と対向させて配設された露光装置としてのLEDヘッド22、及び画像形成ユニット16Bk、16Y、16M、16Cの下方に配設された転写ユニットu1から成る。
The image forming section Q1 includes image forming units 16Bk, 16Y, 16M, and 16C for black, yellow, magenta, and cyan, which are detachably attached to the apparatus main body Bd, and image forming units 16Bk, 16Y. , 16M, and 16C above the
前記各LEDヘッド22は、感光体ドラム31の表面を露光して潜像としての静電潜像を形成する。
Each of the
また、前記転写ユニットu1は、第1の転写用のローラとしての駆動ローラR1、第2の転写用のローラとしての従動ローラR2、駆動ローラR1と従動ローラR2との間に走行自在に張設されたベルト部材としての転写ベルト17、及び該転写ベルト17を介して前記感光体ドラム31と対向させて回転自在に配設され、感光体ドラム31との間に転写部を形成する転写部材としての転写ローラ21を備える。
The transfer unit u1 includes a drive roller R1 as a first transfer roller, a driven roller R2 as a second transfer roller, and stretched between the drive roller R1 and the driven roller R2 so as to be free to travel. and a
画像形成部Q1に供給された前記用紙Pは、前記転写ベルト17が走行させられるのに伴って搬送され、各感光体ドラム31と各転写ローラ21との間の転写部を通過し、このとき、各転写ローラ21によって、各画像形成ユニット16Bk、16Y、16M、16Cにおいて各感光体ドラム31上に形成された各色の現像剤像としてのトナー像が用紙Pに順次重ねて転写され、カラーのトナー像が形成される。
The paper P supplied to the image forming section Q1 is conveyed as the
そして、カラーのトナー像が転写された用紙Pは、定着装置としての定着器18に送られる。
Then, the paper P onto which the color toner image has been transferred is sent to a
該定着器18は、走行自在に配設された第1の定着部材としての定着ベルト45、該定着ベルト45内に配設された後述される加熱部材としてのヒータHt(図3)、及び前記定着ベルト45を介してヒータHtと当接させられ、回転自在に配設された第2の定着部材としての、かつ、定着駆動ローラとしてのバックアップローラ47を備え、用紙P上のカラーのトナー像は、用紙Pが、定着ベルト45とバックアップローラ47との間の後述されるニップ部Np(図3)を搬送される際に定着ベルト45によって加熱され、バックアップローラ47によって加圧されて用紙Pに定着させられ、カラーの画像が形成される。なお、前記定着ベルト45及びヒータHtによって加熱ユニット46が構成される。
The
そして、カラーの画像が形成された用紙Pは、定着器18から排出され、搬送ローラ対19によって搬送された後、排出ローラ対20によって装置本体Bd外に排出され、筐体Csの頂部に形成されたスタッカSt2に積載される。
Then, the paper P on which the color image is formed is ejected from the
次に、前記画像形成ユニット16Bk、16Y、16M、16Cについて説明する。なお、画像形成ユニット16Bk、16Y、16M、16Cはいずれも同じ構造を有するので、画像形成ユニット16Bkについて説明し、画像形成ユニット16Y、16M、16Cについては説明を省略する。
Next, the image forming units 16Bk, 16Y, 16M and 16C will be described. Since the image forming units 16Bk, 16Y, 16M, and 16C all have the same structure, the image forming unit 16Bk will be explained, and the explanation of the
前記画像形成ユニット16Bkは、用紙Pの幅方向に延在させて配設された画像形成ユニット16Bkの本体、すなわち、ユニット本体37、及び該ユニット本体37に対して着脱自在に配設された現像剤貯蔵部としてのトナーカートリッジ41を備え、該トナーカートリッジ41内にブラックの現像剤としての図示されないトナーが収容される。
The image forming unit 16Bk includes a body of the image forming unit 16Bk extending in the width direction of the paper P, that is, a
そして、前記画像形成ユニット16Bkは、ユニット本体37内に、前記感光体ドラム31、該感光体ドラム31と当接させて回転自在に配設され、感光体ドラム31が時計回り方向に回転させられるのに伴って、感光体ドラム31の回転方向と逆の方向、すなわち、反時計回り方向に回転させられて、感光体ドラム31の表面を一様に帯電させる帯電装置としての帯電ローラ32、感光体ドラム31と当接させて回転自在に配設され、反時計回り方向に回転させられてトナーを感光体ドラム31上の静電潜像に付着させ、静電潜像を現像する現像剤担持体としての現像ローラ33、トナー像の転写後に感光体ドラム31に残留したトナーを掻き取り、廃トナーとして除去するクリーニング装置36等を備える。
The image forming unit 16Bk is rotatably arranged in the unit
前記搬送ローラ対15と画像形成部Q1との間に書出センサs1が配設され、該書出センサs1は、用紙搬送路Rt1における用紙Pの有無を検出する。書出センサs1の検出信号は、LEDヘッド22によって感光体ドラム31を露光するタイミング及び転写ローラ21に高電圧を印加するタイミングの基準となる。
A writing sensor s1 is arranged between the conveying
また、定着器18と搬送ローラ対19との間に出口センサs2が配設され、該出口センサs2は、用紙搬送路Rt1における用紙Pの有無を検出する。出口センサs2の検出信号に基づいて、用紙Pに対するすべての画像形成プロセスが終了したかどうか、すなわち、印刷が終了したかどうかが判断される。
An exit sensor s2 is provided between the fixing
次に、定着器18について説明する。
Next, the fixing
図3は本発明の第1の実施の形態における定着器の概略図である。なお、図において、横軸にバックアップローラ47の長手方向位置を、縦軸にバックアップローラ47のローラ径(半径)を採ってある。
FIG. 3 is a schematic diagram of a fixing device according to the first embodiment of the invention. In the figure, the horizontal axis represents the longitudinal position of the
図において、18は定着器、46は加熱ユニット、47はバックアップローラであり、加熱ユニット46はヒータHt及び定着ベルト45を備える。
In the figure, 18 is a fixing device, 46 is a heating unit, 47 is a backup roller, and the
該定着ベルト45は、多重構造を有する筒状のフィルムによって形成され、ポリイミド(PI)、又はステンレス鋼(SUS)等の金属製の基材、該基材を被覆するシリコームゴム等から成る弾性層、及び該弾性層を被覆する、ポリテトラフルオロエチレン(PTFE)、パーフルオロアルコキシアルカン(PFA)等のフッ素樹脂から成るコーティング層(又はチューブ状の表層)を備える。
The fixing
バックアップローラ47は、芯金、該芯金を被覆するゴム材料から成る弾性層、及び該弾性層を被覆する、パーフルオロアルコキシアルカン(PFA)等のフッ素樹脂から成るチューブによって形成された最外層としての離形層を備え、各層は互いに接着される。
The
定着ベルト45とバックアップローラ47との間のニップ部Npを用紙Pが搬送されると、前記転写部において転写されて弱い静電気力で用紙Pに付着しているカラーのトナー像が、定着ベルト45の熱によって加熱され、溶解させられ、バックアップローラ47の加圧力によって用紙Pに定着させられる。
When the paper P is conveyed through the nip portion Np between the fixing
ところで、用紙Pとしては、坪量が70~80〔gsm〕程度の普通紙だけでなく、坪量が60〔gsm〕以下の薄紙、封筒等が使用され、いずれの用紙Pを使用した場合でも、ニップ部Npの長手方向における用紙Pの搬送速度にムラが生じると、用紙Pに皺が発生してしまう。 By the way, as the paper P, not only plain paper with a basis weight of about 70 to 80 [gsm] but also thin paper, envelopes, etc. with a basis weight of 60 [gsm] or less are used. , wrinkles occur in the paper P when the transport speed of the paper P in the longitudinal direction of the nip portion Np is uneven.
そこで、本実施の形態においては、用紙Pに皺が発生するのを防止するために、バックアップローラ47が、長手方向における中央部の径と両端部の径とが異なり、中央部から両端部にかけて径が大きくなる形状、すなわち、逆クラウン形状に形成され、バックアップローラ47を回転させたときのバックアップローラ47の両端部の周速が中央部の周速より高くなるようにされる。これにより、ニップ部Npの両端部における用紙Pの搬送速度が中央部における用紙Pの搬送速度より高くなり、用紙Pが両端部側に引っ張られるので、用紙Pの中央部付近に弛みが生じることがなくなり、用紙Pに皺が発生するのを防止することができる。
Therefore, in the present embodiment, in order to prevent the paper P from being wrinkled, the
本実施の形態においては、バックアップローラ47の長手方向における中央部から両端部にかけて径が一定の変化率で大きくされ、バックアップローラ47の外周面Saはバックアップローラ47の軸に対して所定の角度で傾斜させられる。
In this embodiment, the diameter of the
また、本実施の形態においては、使用される用紙Pの幅の最小値と最大値とで、ニップ部Npにおける用紙Pの搬送速度の速度比γがほぼ0.2〔%〕異なるように、バックアップローラ47の逆クラウン量Aqが設定される。例えば、バックアップローラ47の両端部の直径をr1とし、中央部の直径をr2とし、直径r1から直径r2を減算した値を逆クラウン量Aqとしたとき、該逆クラウン量Aqは、
Aq=r1-r2
=0.2〔mm〕
にされる。
Further, in the present embodiment, the speed ratio γ of the transport speed of the paper P in the nip portion Np differs by approximately 0.2% between the minimum value and the maximum width of the paper P used. A reverse crown amount Aq of the
Aq=r1-r2
= 0.2 [mm]
be made.
前記ヒータHtとしては、長手方向に延びる面状発熱体から成る面状ヒータが使用される。ヒータHtは、ステンレス又はセラミックから成る基板上に、電気絶縁層、抵抗発熱層、電極及び保護層を順に積層することによって形成され、電極を介して電力を供給することによって発熱する。なお、ヒータHtによって加熱される定着ベルト45の長手方向において温度のムラが生じるのを抑制するために、ヒータHtと定着ベルト45との間に熱伝導率の高い金属製の熱拡散部材を配設することができる。
As the heater Ht, a planar heater composed of a planar heating element extending in the longitudinal direction is used. The heater Ht is formed by sequentially laminating an electrical insulating layer, a resistive heating layer, an electrode and a protective layer on a substrate made of stainless steel or ceramic, and generates heat by supplying electric power through the electrodes. In order to suppress temperature unevenness in the longitudinal direction of the fixing
また、ヒータHtの表面にはグリスが塗付され、ヒータHtと定着ベルト45との摺動性が高くされる。
Also, the surface of the heater Ht is coated with grease to enhance the slidability between the heater Ht and the fixing
さらに、前記ヒータHtは、定着ベルト45に沿って長手方向おいて3分割され、中央部に位置する中央加熱部としてのメインヒータMH、用紙Pの搬送方向の下流側を見たときの左側に位置する第1の端部加熱部としてのサイドヒータLH、及び用紙Pの搬送方向の下流側を見たときの右側に位置する第2の端部加熱部としてのサイドヒータRHから成る。なお、サイドヒータLH、RHによって両端加熱部が構成される。
Further, the heater Ht is divided into three parts along the fixing
前記メインヒータMHとサイドヒータLH、RHとは、それぞれ独立に駆動されてオン・オフさせられ、サイドヒータLH、RHは同時に駆動されてオン・オフさせられる。 The main heater MH and the side heaters LH and RH are independently driven to be turned on and off, and the side heaters LH and RH are driven to be turned on and off simultaneously.
前記メインヒータMH及びサイドヒータLH、RHの各寸法は、プリンタ10の仕様、操作者の要求等によって任意に決定される。本実施の形態においては、メインヒータMHの両端間の距離がA4判の用紙の幅(210〔mm〕)と等しくなるように、サイドヒータLHの左端とサイドヒータRHの右端との間の距離が、プリンタ10の印刷可能な最大幅であるA4判の用紙の長さ(297〔mm〕)と等しくなるように決定される。
The dimensions of the main heater MH and the side heaters LH and RH are arbitrarily determined according to the specifications of the
幅がA4判の用紙の幅以下の用紙Pが使用される場合は、メインヒータMHだけがオン・オフさせられ、幅がA4判の用紙の幅より大きく、かつ、A4判の用紙の長さ以下の用紙Pが使用される場合は、メインヒータMHがオン・オフさせられるとともに、用紙Pの幅に応じてサイドヒータLH、RHがオン・オフさせられる。 When the paper P whose width is equal to or less than the width of the A4 size paper is used, only the main heater MH is turned on and off, and the width is greater than the width of the A4 size paper and the length of the A4 size paper. When the following paper P is used, the main heater MH is turned on/off, and the side heaters LH and RH are turned on/off according to the width of the paper P.
そのために、メインヒータMHの裏面の長手方向における中央部に、加熱側の第1の検出部としてのメインサーミスタMsが、各サイドヒータLH、RHの裏面の長手方向における中央部に、加熱側の第2の検出部としてのサイドサーミスタLs、Rsが配設され、メインサーミスタMs及びサイドサーミスタLs、RsによってメインヒータMH及びサイドヒータLH、RHの各温度が検出される。 For this purpose, a main thermistor Ms as a first detection unit on the heating side is provided at the longitudinal center of the back surface of the main heater MH. Side thermistors Ls and Rs are provided as a second detection unit, and the temperatures of the main heater MH and the side heaters LH and RH are detected by the main thermistor Ms and the side thermistors Ls and Rs.
また、定着ベルト45の外部には定着ベルト45の表面の温度を検出するための加熱側の第3の検出部としての赤外線温度センサIsが配設される。該赤外線温度センサIsは、非接触の温度センサであり、用紙Pの搬送方向における定着器18の入り口側において、定着ベルト45と対向させて、メインヒータMHの中央部に位置するように配設され、定着ベルト45の表面から放射された赤外線を受光し、光量を温度に変換する。
Further, outside the fixing
さらに、バックアップローラ47の表面の温度を検出するために、バックアップローラ47の長手方向における中央部に加圧側の第1の検出部としてのメインサーミスタMtが、バックアップローラ47の長手方向における両端部の近傍に加圧側の第2の検出部としてのサイドサーミスタLt、Rtが配設される。
Further, in order to detect the temperature of the surface of the
なお、前記メインサーミスタMt及びサイドサーミスタLt、Rtは、間接的に定着ベルト45の表面の温度を検出する。したがって、幅の狭い用紙Pに対して連続印刷を行ったときに、定着ベルト45の表面の、用紙Pと当接しない部分、すなわち、非通紙部の温度の上昇を監視することができる。
The main thermistor Mt and the side thermistors Lt and Rt indirectly detect the surface temperature of the fixing
なお、前記ヒータHtの裏面に配設されたサイドサーミスタLs、Rsを使用し、定着ベルト45の表面の温度を検出し、非通紙部の温度の上昇を監視するようにすることもできるが、その場合、サイドサーミスタLs、Rsによる定着ベルト45の表面の温度の検出値が、ニップ部Npを搬送される用紙Pの厚さ等によって変動することがあり、非通紙部の温度の上昇を精度良く監視することができない。したがって、サイドサーミスタLs、Rsだけでなく、メインサーミスタMsによっても定着ベルト45の表面の温度を検出することによって、サイドサーミスタLs、Rsによって検出された表面の温度と、メインサーミスタMsによって検出された表面の温度との温度差に基づいて、非通紙部の温度の上昇を監視することができる。すなわち、サイドサーミスタLs、Rsによって検出された表面の温度と、メインサーミスタMsによって検出された表面の温度との温度差が大きくなるかどうかを監視することによって、非通紙部の温度の上昇を監視することができる。
Side thermistors Ls and Rs arranged on the back surface of the heater Ht may be used to detect the temperature of the surface of the fixing
次に、前記プリンタ10の制御装置について説明する。
Next, a control device for the
図1は本発明の第1の実施の形態におけるプリンタの制御ブロック図である。 FIG. 1 is a control block diagram of a printer according to the first embodiment of the invention.
図において、50は第1の制御部としての印刷制御部、51は定着器18(図2)の制御を行う第2の制御部としての定着制御部であり、前記印刷制御部50は、不揮発性メモリから成る第1の記憶部としてのROM52、揮発性メモリから成る第2の記憶部としてのRAM53、操作パネル54、給紙用の駆動部としての給紙モータ55、転写用の駆動部としてのベルトモータ56、画像形成用の駆動部としてのIDモータ57、定着用の駆動部としての定着モータ58、LEDヘッド22、高圧回路59等と接続され、定着モータ58に前記バックアップローラ47が接続される。
In the figure,
前記印刷制御部50は、図示されない演算装置としてのCPU、入出力ポート等を備え、ROM52に記録されたプログラムに基づいて各種の処理を行う。
The
ROM52には、前記プログラム、各種の設定値等が記録されるほかに、用紙カセット11に収容された用紙Pごとの用紙サイズ、すなわち、用紙Pの長さ及び幅が記録された用紙サイズテーブル、後述される駆動信号SG1、SG2(図4)を生成するためのパターンデータが記録された駆動信号パターンテーブル、後述される中央部基準のデューティ比Duty1(n)を補正するためのデューティ比補正値αが記録されたデューティ比補正値テーブル、並びに定着モータ58の駆動速度である回転速度を設定するための回転速度補正値テーブル及び基準値テーブルが配設される。
In the
前記印刷制御部50は、上位装置としての図示されないホストコンピュータから印刷データを受信すると、印刷データに基づいて画像形成部Q1を駆動し、用紙Pにカラーのトナー像を形成する。
Upon receiving print data from a host computer (not shown) as a host device, the
そして、前記定着制御部51は、定着器18を駆動し、用紙P上のカラーのトナー像を用紙Pに定着させる。
Then, the fixing
そのために、前記定着制御部51は加熱処理部Pr1及び駆動処理部Pr2を備える。加熱処理部Pr1は、定着器18の温度、本実施の形態においては、定着ベルト45の表面の温度を、用紙Pの厚さ、幅等の印刷条件に応じた目標温度になるように制御する。また、駆動処理部Pr2は、定着モータ58の回転速度を、用紙Pの幅、定着ベルト45の表面の温度等に基づいて制御する。
For this purpose, the fixing
操作パネル54は、プリンタ10の状態を表示するためのLED画面等から成る図示されない表示部、及びプリンタ10に操作者が指示を入力するためのスイッチ、キー等から成る図示されない操作部を備える。
The
前記給紙モータ55は、ステッピングモータ、DCモータ等から成り、ホッピングローラ12を回転させて用紙カセット11から用紙Pを繰り出したり、レジストローラ対14及び搬送ローラ対15を回転させて用紙Pを搬送する。
The
前記ベルトモータ56は、ステッピングモータ、DCモータ等から成り、駆動ローラR1を回転させて転写ベルト17を走行させる。
The
IDモータ57は、DCモータから成り、各画像形成ユニット16Bk、16Y、16M、16Cにおいて、感光体ドラム31、帯電ローラ32、現像ローラ33等を回転させる。
The
定着モータ58は、DCモータから成り、バックアップローラ47を回転させ、定着器18の定着ベルト45を走行させてニップ部Np(図3)において用紙Pを搬送したり、搬送ローラ対19を回転させて用紙Pを搬送したり、排出ローラ対20を回転させて用紙Pを装置本体Bd外に排出したりする。なお、定着器18において、定着モータ58の回転は、図示されないギヤ列を介して減速させられた後、バックアップローラ47に伝達される。
The fixing
高圧回路59は、各画像形成ユニット16Bk、16Y、16M、16Cにおいて、帯電ローラ32、現像ローラ33等に高電圧を印加したり、転写ユニットu1において転写ローラ21に高電圧を印加したりする。
The
次に、ヒータHtを駆動し、オン・オフさせるためのヒータ制御回路について説明する。 Next, a heater control circuit for driving the heater Ht and turning it on and off will be described.
図4は本発明の第1の実施の形態におけるヒータ制御回路を示す図である。 FIG. 4 is a diagram showing a heater control circuit according to the first embodiment of the invention.
図において、60はヒータ制御回路、51は定着制御部、61はトライアック駆動回路、63は交流電源となる商用電源、Htはヒータ、MHはメインヒータ、LH、RHはサイドヒータ、Ms、Mtはメインサーミスタ、Ls、Rs、Lt、Rtはサイドサーミスタ、Isは赤外線温度センサ、TR1はメインヒータMHをオン・オフさせる主スイッチング素子としてのトライアック、TR2はサイドヒータLH、RHをオン・オフさせる副スイッチング素子としてのトライアックである。 In the figure, 60 is a heater control circuit, 51 is a fixing control section, 61 is a triac drive circuit, 63 is a commercial power supply that is an AC power supply, Ht is a heater, MH is a main heater, LH and RH are side heaters, Ms and Mt are Main thermistor, Ls, Rs, Lt, and Rt are side thermistors, Is is an infrared temperature sensor, TR1 is a triac as a main switching element that turns on/off the main heater MH, and TR2 is a secondary that turns on/off the side heaters LH and RH. A triac as a switching element.
前記メインサーミスタMs、Mt、サイドサーミスタLs、Rs、Lt、Rt及び赤外線温度センサIsのセンサ出力が定着制御部51に送られる。
Sensor outputs of the main thermistors Ms, Mt, the side thermistors Ls, Rs, Lt, Rt, and the infrared temperature sensor Is are sent to the fixing
前記商用電源63の一方の端子は、メインヒータMH及びサイドヒータLH、RHの各一方の電極に接続され、商用電源63の他方の端子は、トライアックTR1、TR2を介してメインヒータMH及びサイドヒータLH、RHの各他方の電極に接続される。
One terminal of the
前記トライアック駆動回路61は、図示されないフォトトライアックから成り、一次側と二次側とが絶縁され、一次側において定着制御部51と接続され、二次側においてトライアックTR1、TR2の各ゲート端子と接続される。
The
前記定着制御部51からトライアック駆動回路61にメインヒータMHの駆動信号SG1及びサイドヒータLH、RHの駆動信号SG2が送られると、トライアック駆動回路61は、駆動信号SG1、SG2のパルス幅を表すデューティ比Duty1、Duty2に応じてトライアックTR1、TR2を駆動し、オン時間を変更し、メインヒータMH及びサイドヒータLH、RHに供給される電力を変更する。なお、前記駆動信号SG1、SG2は、1制御周期を100〔ms〕としたとき、10〔ms〕ごとに設定された「1」(ハイレベル)又は「0」(ローレベル)の信号から成る。
When the drive signal SG1 for the main heater MH and the drive signal SG2 for the side heaters LH and RH are sent from the fixing
次に、前記定着制御部51の加熱処理部Pr1の動作について説明する。
Next, the operation of the heat processing section Pr1 of the fixing
図5は本発明の第1の実施の形態における駆動信号パターンテーブルの例を示す図、図6は本発明の第1の実施の形態におけるデューティ比補正値テーブルの例を示す図である。なお、図6において、横軸に用紙Pの幅を、縦軸にデューティ比補正値αを採ってある。 FIG. 5 is a diagram showing an example of a drive signal pattern table according to the first embodiment of the invention, and FIG. 6 is a diagram showing an example of a duty ratio correction value table according to the first embodiment of the invention. In FIG. 6, the horizontal axis represents the width of the paper P, and the vertical axis represents the duty ratio correction value α.
まず、赤外線温度センサIsによって検出された定着ベルト45の表面の温度を検出温度Tsとしたとき、該検出温度Tsが、用紙Pの厚さ、幅等の印刷条件で決まる定着ベルト45の表面の目標温度Teになるように行われる加熱処理について説明する。
First, when the temperature of the surface of the fixing
この場合、加熱処理部Pr1(図1)は、目標温度Teと検出温度Tsとの差、すなわち、温度偏差ε
ε=Te-Ts
に基づくPID制御を制御周期である100〔ms〕ごとに行い、メインヒータMHをオン・オフさせるためのn制御周期における中央部基準のデューティ比Duty1(n)
Duty1(n)=Kp*ε+Ki*Σε+Kd*dε/dt
+DutyMod1(n-1)〔%〕 ……(1)
を算出する。
In this case, the heat processing section Pr1 (FIG. 1) determines the difference between the target temperature Te and the detected temperature Ts, that is, the temperature deviation ε
ε=Te−Ts
PID control based on is performed every 100 [ms] which is a control cycle, and the central reference duty ratio Duty1(n) in n control cycles for turning on/off the main heater MH
Duty1(n)=Kp*ε+Ki*Σε+Kd*dε/dt
+DutyMod1 (n-1) [%] ……(1)
Calculate
なお、式(1)で、Kpは比例ゲインであり、Kiは積分ゲインであり、Kdは微分ゲインである。また、DutyMod1(n-1)は、前の制御周期、すなわち、n-1制御周期で消費されなかった中央部基準のデューティ比Duty1(n-1)の余りである。 Note that in equation (1), Kp is a proportional gain, Ki is an integral gain, and Kd is a differential gain. DutyMod1(n-1) is the remainder of the central reference duty ratio Duty1(n-1) that was not consumed in the previous control cycle, ie, the n-1 control cycle.
続いて、加熱処理部Pr1は、図5に示されるような、ROM52に配設された駆動信号パターンテーブルを参照し、中央部基準のデューティ比Duty1(n)に対応するパターンデータを読み出し、該パターンデータに基づいて駆動信号SG1を生成し、トライアック駆動回路61(図4)に送る。
Subsequently, the heat processing unit Pr1 refers to the drive signal pattern table provided in the
前記駆動信号パターンテーブルは、1〔%〕~100〔%〕のデューティ比Duty1を、0〔%〕以上、かつ、10〔%〕未満、10〔%〕以上、かつ、20〔%〕未満、20〔%〕以上、かつ、30〔%〕未満、30〔%〕以上、かつ、40〔%〕未満、40〔%〕以上、かつ、50〔%〕未満、50〔%〕以上、かつ、60〔%〕未満、60〔%〕以上、かつ、70〔%〕未満、70〔%〕以上、かつ、80〔%〕未満、80〔%〕以上、かつ、90〔%〕未満、90〔%〕以上、かつ、100〔%〕未満、及び100〔%〕に区切ったNo.1~No.11の11〔個〕のパターンから成り、各パターンは、1制御周期を10〔個〕に分割して形成される10〔ms〕ごとに設定された「1」又は「0」の10〔個〕の信号から成る。 The drive signal pattern table defines a duty ratio Duty1 of 1 [%] to 100 [%] as 0 [%] or more and less than 10 [%], 10 [%] or more and less than 20 [%], 20 [%] or more and less than 30 [%], 30 [%] or more and less than 40 [%], 40 [%] or more and less than 50 [%], 50 [%] or more, and Less than 60 [%], 60 [%] or more and less than 70 [%], 70 [%] or more and less than 80 [%], 80 [%] or more and less than 90 [%], 90 [ %] or more and less than 100 [%] and No. divided into 100 [%]. 1 to No. Each pattern is formed by dividing one control cycle into 10 patterns, and each pattern consists of 10 "1" or "0" set every 10 [ms]. ] signals.
例えば、デューティ比Duty1(n)が100〔%〕である場合、No.11のパターンの10〔ms〕ごとに設定された10〔個〕の信号がすべて「1」であるので、駆動信号SG1、SG2は、1制御周期である100〔ms〕の間、連続でハイレベルにされる。 For example, when the duty ratio Duty1(n) is 100[%], No. Since all of the 10 signals set every 10 [ms] of the 11 patterns are "1", the drive signals SG1 and SG2 are continuously high for 100 [ms], which is one control period. leveled.
また、デューティ比Duty1(n)が25〔%〕である場合、No.3のパターンの10〔ms〕ごとに設定された10〔個〕の信号が、「1」、「0」、「0」、「0」、「0」、「1」、「0」、「0」、「0」、「0」になるので、駆動信号SG1、SG2は、1制御周期における時間をτとしたとき、
0〔ms〕≦τ<10〔ms〕
の間、ハイレベルにされ、
10〔ms〕≦τ<50〔ms〕
の間、ローレベルにされ、
50〔ms〕≦τ<60〔ms〕
の間、ハイレベルにされ、
60〔ms〕≦τ<100〔ms〕
の間、ローレベルにされる。
Further, when the duty ratio Duty1(n) is 25[%], No. 10 signals set every 10 [ms] of 3 patterns are "1", "0", "0", "0", "0", "1", "0", " 0”, “0”, and “0”, the drive signals SG1 and SG2 are given by
0 [ms] ≤ τ < 10 [ms]
is held high during
10 [ms] ≤ τ < 50 [ms]
is held low during
50 [ms] ≤ τ < 60 [ms]
is held high during
60 [ms] ≤ τ < 100 [ms]
is held low during
そして、No.3のパターンにおいては、20〔%〕以上、かつ、30〔%〕未満のいずれのデューティ比Duty1(n)においても共通の信号が設定されるので、25〔%〕のうちの20〔%〕が駆動信号SG1、SG2を生成するために消費され、5〔%〕は余りDutyMod1(n)として次のn+1制御周期においてデューティ比Duty1(n+1)の計算において加算される。
And no. In
すなわち、No.1~No.10の各パターンにおいて、0〔%〕、10〔%〕、20〔%〕、30〔%〕、40〔%〕、50〔%〕、60〔%〕、70〔%〕、80〔%〕及び90〔%〕を超えた分は余りDutyMod1(n)とされ、次の制御周期の計算に加算される。 That is, No. 1 to No. In each pattern of 10, 0 [%], 10 [%], 20 [%], 30 [%], 40 [%], 50 [%], 60 [%], 70 [%], 80 [%] And the portion exceeding 90[%] is taken as the remainder DutyMod1(n) and added to the calculation of the next control cycle.
また、前記加熱処理部Pr1は、使用される用紙Pの幅に応じてデューティ比補正制御を行い、サイドヒータLH、RHをオン・オフさせるための両端部基準のデューティ比Duty2(n)を生成する。 Further, the heat processing unit Pr1 performs duty ratio correction control according to the width of the paper P to be used, and generates a duty ratio Duty2(n) based on both ends for turning on/off the side heaters LH and RH. do.
そのために、加熱処理部Pr1は、前記用紙サイズテーブルを参照し、使用される用紙Pの幅を読み出すとともに、図6に示されるようなデューティ比補正値テーブルを参照し、用紙Pの幅に対応するデューティ比補正値αを読み出し、該デューティ比補正値αに基づいて、中央部基準のデューティ比Duty1(n)を補正し、サイドヒータLH、RHをオン・オフさせるための両端部基準のデューティ比Duty2(n)
Duty2(n)=(Duty1(n)-DutyMod1(n-1))*α
+DutyMod2(n-1)〔%〕 ……(2)
を算出する。
For this purpose, the heat processing unit Pr1 refers to the paper size table to read the width of the paper P to be used, and also refers to the duty ratio correction value table as shown in FIG. Based on the duty ratio correction value α, the center reference duty ratio Duty1(n) is corrected, and both end reference duties for turning on/off the side heaters LH and RH are read out. Ratio Duty2(n)
Duty2(n)=(Duty1(n)-DutyMod1(n-1))*α
+Duty Mod2 (n-1) [%] ……(2)
Calculate
なお、式(2)で、DutyMod1(n-1)、DutyMod2(n-1)、は、n-1制御周期で消費されなかったデューティ比Duty1(n-1)、Duty2(n-1)の余りである。 In formula (2), DutyMod1(n-1) and DutyMod2(n-1) are the duty ratios Duty1(n-1) and Duty2(n-1) that were not consumed in n-1 control cycles. It's left over.
続いて、加熱処理部Pr1は、前記駆動信号パターンテーブルを参照し、両端部基準のデューティ比Duty2(n)に対応するパターンデータを読み出し、該パターンデータに基づいて駆動信号SG2を生成し、トライアック駆動回路61に送る。
Subsequently, the heat processing unit Pr1 refers to the drive signal pattern table, reads pattern data corresponding to the duty ratio Duty2(n) based on both ends, generates a drive signal SG2 based on the pattern data, and generates a triac. It is sent to the
図6のデューティ比補正値テーブルで表されるように、用紙Pの幅がA4判の用紙の幅である210〔mm〕未満である場合、デューティ比補正値αは0〔%〕にされ、用紙Pの幅が210〔mm〕以上である場合、用紙Pの幅に比例してデューティ比補正値αは高くされる。なお、幅が220〔mm〕未満の用紙Pは幅が狭い幅狭紙とされ、幅が220〔mm〕以上の用紙Pは幅が広い幅広紙とされる。 As shown in the duty ratio correction value table in FIG. 6, when the width of the paper P is less than 210 [mm], which is the width of the A4 size paper, the duty ratio correction value α is set to 0 [%]. When the width of the paper P is 210 [mm] or more, the duty ratio correction value α is increased in proportion to the width of the paper P. The paper P having a width of less than 220 [mm] is defined as a narrow paper, and the paper P having a width of 220 [mm] or more is defined as a wide paper.
したがって、用紙Pの幅が狭くなるほど、デューティ比補正値αが小さくなり、両端部基準のデューティ比Duty2(n)が小さくなるので、前記駆動信号パターンテーブルを参照し、対応するパターンデータに基づいて駆動信号SG2が生成された場合、駆動信号SG2がハイレベルになる時間が短くなる。 Therefore, the narrower the width of the paper P, the smaller the duty ratio correction value α and the duty ratio Duty2(n) based on both ends. When the drive signal SG2 is generated, the time during which the drive signal SG2 is high level is shortened.
その結果、幅狭紙に対して連続印刷を行ったときに、バックアップローラ47における非通紙部の温度が上昇するのを抑制することができる。
As a result, when continuous printing is performed on narrow paper, it is possible to suppress an increase in the temperature of the non-paper passing portion of the
本実施の形態において、用紙Pの幅は、ROM52の前記用紙サイズテーブルから読み出されるようになっているが、操作者が、操作パネル54の操作部を操作して、用紙カセット11(図2)に収容された用紙Pの幅を直接入力することができる。また、用紙搬送路Rt1上に、用紙Pの幅を検出するセンサ(例えば、ラインセンサ)を配設し、センサによって検出された用紙Pの幅を読み込んだり、用紙カセット11に、用紙Pを案内するガイドの位置に基づいて用紙Pの幅を検出するセンサを配設し、該センサによって検出された用紙Pの幅を読み込んだりすることができる。
In this embodiment, the width of the paper P is read from the paper size table of the
なお、本実施の形態においては、メインヒータMH及びサイドヒータLH、RHの裏面に、メインサーミスタMs及びサイドサーミスタLs、Rsが配設されるので、メインヒータMH及びサイドヒータLH、RHのオン・オフを直接に制御することができるが、使用される用紙Pの用紙サイズ、厚さ等によってメインヒータMH及びサイドヒータLH、RHの適正な温度が異なるので、あらゆる条件に対してメインヒータMH及びサイドヒータLH、RHのオン・オフを最適に制御することはできない。 In the present embodiment, since the main thermistor Ms and the side thermistors Ls, Rs are arranged on the rear surfaces of the main heater MH and the side heaters LH, RH, the main heater MH and the side heaters LH, RH are turned on/off. Although it is possible to directly control the off state, the proper temperatures of the main heater MH and the side heaters LH and RH differ depending on the paper size, thickness, etc. of the paper P used. The on/off of the side heaters LH and RH cannot be optimally controlled.
したがって、本実施の形態においては、デューティ比補正値αに基づいてサイドヒータLH、RHのオン・オフを制御するようにしている。 Therefore, in the present embodiment, on/off of the side heaters LH and RH is controlled based on the duty ratio correction value α.
ところで、前記バックアップローラ47は、ニップ部Npを搬送される用紙P上のカラーのトナー像が厚い場合でも、十分な加圧力で用紙Pを加圧することができるように、前記弾性層が形成されるようになっている。
By the way, the
また、メインヒータMHの熱が、弾性層に吸収されることなく、十分に用紙Pに伝達されるように、弾性層はスポンジ構造にされる。 Further, the elastic layer has a sponge structure so that the heat of the main heater MH is sufficiently transferred to the paper P without being absorbed by the elastic layer.
ところが、弾性層をスポンジ構造にすると、熱膨張率が大きくなるので、バックアップローラ47自体の熱膨張によって定着器18における用紙Pの搬送速度が変化してしまう。すなわち、バックアップローラ47の表面の温度が低い場合は、バックアップローラ47の径が小さくなり、定着器18における用紙Pの搬送速度が低くなり、バックアップローラ47の表面の温度が高い場合は、バックアップローラ47の径が大きくなり、定着器18における用紙Pの搬送速度が高くなる。
However, if the elastic layer has a sponge structure, the coefficient of thermal expansion increases, so the thermal expansion of the
この場合、用紙搬送路Rt1において、用紙Pは、画像形成部Q1において感光体ドラム31と転写ベルト17とによって、定着器18において定着ベルト45とバックアップローラ47とによって挟持された状態で搬送されるので、バックアップローラ47の表面の温度が高く、定着器18における用紙Pの搬送速度が高くなると、用紙Pにテンションが加わり、定着させられる前のカラーのトナー像にこすれが発生したり、各色のトナー像間に色ずれが発生したりして、画像品位が低下してしまう。
In this case, in the paper transport path Rt1, the paper P is transported while being nipped between the
そこで、本実施の形態においては、画像形成部Q1と定着器18との間において、用紙Pに適度な弛みが形成されるようにしている。
Therefore, in the present embodiment, between the image forming section Q1 and the fixing
図7は本発明の第1の実施の形態における用紙に弛みが形成された状態を示す図である。 FIG. 7 is a diagram showing a state in which slack is formed in the paper according to the first embodiment of the present invention.
図において、Rt1は用紙搬送路、Pは用紙、Q1は画像形成部、R1は駆動ローラ、18は定着器、45は定着ベルト、47はバックアップローラである。 In the figure, Rt1 is a paper transport path, P is paper, Q1 is an image forming section, R1 is a driving roller, 18 is a fixing device, 45 is a fixing belt, and 47 is a backup roller.
この場合、バックアップローラ47の表面の温度が低く、定着器18における用紙Pの搬送速度が高くなると、画像形成部Q1と定着器18との間の弛み形成部Ar1において用紙Pに弛みが形成される。
In this case, when the temperature of the surface of the
したがって、用紙Pにテンションが加わるのを防止することができ、定着させられる前のカラーのトナー像にこすれが発生したり、各色のトナー像間に色ずれが発生したりすることがなく、画像品位を向上させることができる。 Therefore, it is possible to prevent tension from being applied to the paper P, and the color toner images before being fixed are not rubbed, and the toner images of the respective colors are prevented from being out of alignment. Quality can be improved.
ところで、本実施の形態において、バックアップローラ47は、長手方向における中央部から両端部にかけて径が大きくされた逆クラウン形状に形成されているので、用紙Pの幅が広くなるほど、用紙Pの搬送速度が高くなる。
By the way, in the present embodiment, the
図8は本発明の第1の実施の形態における用紙の幅と搬送速度の速度比との関係を示す図である。なお、図において、横軸に用紙Pの幅を、縦軸に搬送速度の速度比γを採ってある。 FIG. 8 is a diagram showing the relationship between the width of the sheet and the speed ratio of the transport speed in the first embodiment of the present invention. In the figure, the horizontal axis represents the width of the paper P, and the vertical axis represents the speed ratio γ of the transport speed.
図は、用紙Pの幅を最小値にしたときの搬送速度をVminとし、用紙Pの幅を変更したときの搬送速度をVとしたときの、速度比γ
γ=100.000*(V/Vmin)〔%〕
を表す。
The figure shows the speed ratio γ when the transport speed when the width of the paper P is set to the minimum value is Vmin and the transport speed when the width of the paper P is changed is V.
γ=100.000*(V/Vmin) [%]
represents
図から分かるように、用紙Pの幅が広くなるにつれて速度比γが比例的に大きくなる。バックアップローラ47の両端部の直径をr1とし、中央部の直径をr2とし、直径r1から直径r2を減算した値、又は直径r1を直径r2で除算した値を逆クラウン量Aq
Aq=r1-r2(又はr1/r2)
としたとき、本実施の形態においては、使用される用紙Pの幅の最小値と最大値とで、速度比γがほぼ0.2〔%〕異なるように、バックアップローラ47の逆クラウン量Aqが設定される。
As can be seen from the figure, as the width of the paper P increases, the speed ratio γ increases proportionally. The diameter of both ends of the
Aq=r1−r2 (or r1/r2)
, in this embodiment, the reverse crown amount Aq is set.
したがって、バックアップローラ47の表面の温度に応じて、定着モータ58(図1)の回転速度を一律に変化させ、例えば、用紙Pとして幅広紙が使用される場合に、バックアップローラ47の両端部の搬送速度に基づいて弛みの量を最適な値にすると、用紙Pとして幅狭紙を使用したときに弛みの量が過剰になり、用紙Pとして幅狭紙が使用される場合に、バックアップローラ47の中央部の搬送速度に基づいて弛みの量を最適な値にすると、用紙Pとして幅広紙を使用したときに弛みの量が過小になってしまう。
Therefore, according to the surface temperature of the
そこで、本実施の形態においては、駆動処理部Pr2が、バックアップローラ47の長手方向における表面の温度に応じて定着モータ58の回転速度を設定するようにしている。
Therefore, in the present embodiment, the drive processor Pr2 sets the rotation speed of the fixing
そのために、定着制御部51は、使用される用紙Pの幅に応じて定着モータ58の回転速度を設定するためにメインサーミスタMt及びサイドサーミスタLt、Rtを切り替える。
Therefore, the fixing
図9は本発明の第1の実施の形態における回転速度補正値テーブルの例を示す図である。なお、図において、横軸にバックアップローラ47の表面の温度を、縦軸に回転速度補正値βを採ってある。
FIG. 9 is a diagram showing an example of a rotational speed correction value table according to the first embodiment of the invention. In the figure, the horizontal axis represents the surface temperature of the
すなわち、用紙Pとして幅広紙が使用される場合、定着制御部51は、サイドサーミスタLt、Rtによって検出されたバックアップローラ47の両端部の表面の温度を読み込み、図に示されるような、ROM52に配設された回転速度補正値テーブルを参照し、両端部の表面の温度に対応する回転速度補正値βを読み込み、該回転速度補正値βに基づいて定着モータ58の回転速度を設定する。また、用紙Pとして幅狭紙が使用される場合、定着制御部51は、メインサーミスタMtによって検出されたバックアップローラ47の中央部の表面の温度を読み込み、前記回転速度補正値テーブルを参照し、中央部の表面の温度に対応する回転速度補正値βを読み込み、該回転速度補正値βに基づいて定着モータ58の回転速度を設定する。
That is, when wide paper is used as the paper P, the fixing
したがって、用紙Pとして幅広紙が使用される場合に、バックアップローラ47の両端部の表面の温度に対応する回転速度補正値βに基づいて定着モータ58の回転速度が設定され、用紙Pとして幅狭紙が使用される場合に、バックアップローラ47の中央部の表面の温度に対応する回転速度補正値βに基づいて定着モータ58の回転速度が設定されるので、用紙Pの弛みの量を適正にすることができる。
Therefore, when wide paper is used as the paper P, the rotation speed of the fixing
次に、定着モータ58の回転速度を設定する際の印刷制御部50及び定着制御部51の動作について説明する。
Next, operations of the
図10は本発明の第1の実施の形態における印刷制御部及び定着制御部の動作を示す第1のフローチャート、図11は本発明の第1の実施の形態における印刷制御部及び定着制御部の動作を示す第2のフローチャート、図12は本発明の第1の実施の形態における加熱処理のサブルーチンを示す図、図13は本発明の第1の実施の形態における基準値テーブルの例を示す図である。 FIG. 10 is a first flowchart showing the operation of the print control section and the fixing control section according to the first embodiment of the present invention, and FIG. FIG. 12 is a second flowchart showing the operation, FIG. 12 is a diagram showing a heat treatment subroutine in the first embodiment of the present invention, and FIG. 13 is a diagram showing an example of a reference value table in the first embodiment of the present invention. is.
印刷制御部50は、ホストコンピュータからプリンタ10に印刷要求が送信されるのを待機する。
The
印刷要求が送信されると、定着制御部51は、印刷に使用される用紙Pの幅が所定値未満であるかどうかを判断する。本実施の形態において、前記所定値は、デューティ比補正値テーブル(図6)において、デューティ比補正値αが20〔%〕になる幅である220〔mm〕にされる。したがって、定着制御部51は、印刷に使用される用紙Pの幅が220〔mm〕未満であるかどうか、すなわち、用紙Pが幅狭紙であるかどうかを判断する。
When the print request is transmitted, the fixing
そして、用紙Pの幅が220〔mm〕未満であり、用紙Pが幅狭紙である場合、定着制御部51は、定着ベルト45を加熱するに当たり、定着ベルト45の中央部の表面の温度を基準にする中央部基準を設定する。また、用紙Pの幅が220〔mm〕以上であり、用紙Pが幅広紙である場合、定着制御部51は、定着ベルト45を加熱するに当たり、定着ベルト45の両端部の表面の温度を基準にする両端部基準を設定する。
When the width of the paper P is less than 220 mm and the width of the paper P is narrow, the fixing
次に、定着制御部51は、ヒータHtの加熱を開始し、定着器18のウォーミングアップを開始する。
Next, the fixing
続いて、定着制御部51は、加熱処理部Pr1による加熱処理、及び駆動処理部Pr2による駆動処理を並列処理で行う。
Subsequently, the fixing
加熱処理部Pr1は、中央部基準が設定されているかどうかを判断し、中央部基準が設定されている場合、目標温度Teと検出温度Tsとの温度偏差εに基づいて中央部基準のデューティ比Duty1(n)を算出し、該中央部基準のデューティ比Duty1(n)に基づいて、駆動信号SG1を生成し、メインヒータMHをオン・オフさせる。 The heat processing part Pr1 determines whether or not the center reference is set, and if the center reference is set, the duty ratio of the center reference is determined based on the temperature deviation ε between the target temperature Te and the detected temperature Ts. Duty1(n) is calculated, and based on the central reference duty ratio Duty1(n), a drive signal SG1 is generated to turn on/off the main heater MH.
中央部基準が設定されておらず、両端部基準が設定されている場合、加熱処理部Pr1は、目標温度Teと検出温度Tsとの温度偏差εに基づいて中央部基準のデューティ比Duty1(n)を算出し、該中央部基準のデューティ比Duty1(n)に基づいて、駆動信号SG1を生成し、メインヒータMHをオン・オフさせる。続いて、加熱処理部Pr1は、使用される用紙Pの幅に応じてデューティ比補正制御を行い、前記用紙サイズテーブルを参照し、使用される用紙Pの幅を読み出すとともに、前記デューティ比補正値テーブルを参照し、用紙Pの幅に対応するデューティ比補正値αを読み出し、該デューティ比補正値αに基づいて両端部基準のn制御周期におけるデューティ比Duty2(n)を算出し、該両端部基準のデューティ比Duty2(n)に基づいて、駆動信号SG2を生成し、サイドヒータLH、RHをオン・オフさせる。 When the center reference is not set and both end references are set, the heat processing unit Pr1 sets the center reference duty ratio Duty1(n ) is calculated, and based on the central reference duty ratio Duty1(n), the driving signal SG1 is generated to turn on/off the main heater MH. Subsequently, the heat processing section Pr1 performs duty ratio correction control according to the width of the paper P to be used, refers to the paper size table, reads out the width of the paper P to be used, and adjusts the duty ratio correction value. By referring to the table, the duty ratio correction value α corresponding to the width of the paper P is read, and based on the duty ratio correction value α, the duty ratio Duty2(n) in n control cycles based on both ends is calculated. Based on the reference duty ratio Duty2(n), the drive signal SG2 is generated to turn on/off the side heaters LH and RH.
その間、駆動処理部Pr2は、駆動処理を行い、定着モータ58を駆動し、印刷制御部50は、印刷制御を行い、用紙Pに対して印刷を行う。
During this time, the drive processing unit Pr2 performs drive processing to drive the fixing
そのために、前記駆動処理部Pr2は、定着モータ58の駆動条件が成立するのを待機し、駆動条件が成立すると、定着モータ58の駆動を開始する。この場合、定着器18のウォーミングアップが終了し、メインサーミスタMsによって検出されたメインヒータMHの温度、及びサイドサーミスタLs、Rsによって検出されたサイドヒータLH、RHの温度が、定着器18における定着が可能になる所定の温度に到達したかどうか、ホストコンピュータから受信した印刷データの編集等が終了したかどうか、及びメインサーミスタMsによって検出されたメインヒータMHの温度が、ヒータHtの表面に塗布されるグリスが溶融する温度以上になったかどうかが判断され、メインヒータMHの温度及びサイドヒータLH、RHの温度が所定の温度に到達し、印刷データの編集等が終了し、メインヒータMHの温度がグリスが溶融する温度以上になると、定着モータ58の駆動条件が成立し、駆動処理部Pr2は定着モータ58の駆動を開始する。
Therefore, the drive processing unit Pr2 waits until the driving conditions for the fixing
なお、印刷要求に対する印刷が終了した後、ホストコンピュータから後続する印刷要求が送信されると、図10のフローチャートにおいて、ヒータHtの加熱及び定着モータ58の駆動は自動的にスルーさせられる。
When the host computer sends a subsequent print request after the print request is completed, the heating of the heater Ht and the driving of the fixing
続いて、印刷制御部50は、印刷開始条件が成立するのを待機し、印刷開始条件が成立すると、印刷を開始する。
Subsequently, the
この場合、赤外線温度センサIs(図3)の検出温度Tsである定着ベルト45の表面の温度が目標温度Teに到達したかどうかが判断され、検出温度Tsが目標温度Teに到達すると、印刷開始条件が成立する。なお、検出温度Tsが目標温度Teより数度低い温度に到達したときに、印刷開始条件が成立したと判断することもできる。
In this case, it is determined whether or not the surface temperature of the fixing
続いて、駆動処理部Pr2は、回転速度設定処理を行い、定着モータ58の回転速度を設定する。
Subsequently, the drive processing unit Pr2 performs rotation speed setting processing to set the rotation speed of the fixing
そのために、用紙Pが幅狭紙であり、中央部基準が設定されている場合、定着制御部51は、メインサーミスタMtによって検出されたバックアップローラ47の中央部の表面の温度Tcenterを読み込み、前記回転速度補正値テーブル(図9)を参照し、温度Tcenterに対応する回転速度補正値βを読み出し、図13に示されるような、ROM52に配設された基準値テーブルを参照し、幅狭紙用の回転速度の速度基準値N1を読み出す。
Therefore, when the paper P is narrow paper and the central portion reference is set, the fixing
続いて、駆動処理部Pr2は、用紙Pが幅狭紙であり、中央部基準が設定されている場合の定着モータ58の回転速度Nn
Nn=N1*(1+β)
を設定する。
Subsequently, the drive processing unit Pr2 determines the rotation speed Nn of the fixing
Nn=N1*(1+β)
set.
また、用紙Pが幅広紙であり、両端部基準が設定されている場合、定着制御部51は、サイドサーミスタLt、Rtによって検出されたバックアップローラ47の両端部の表面の温度TLside、TRsideを読み込み、該温度TLside、TRsideの平均値Tside
Tside=(TLside+TRside)/2
を算出し、前記回転速度補正値テーブルを参照し、平均値Tsideに対応する回転速度補正値βを読み出し、前記基準値テーブルを参照し、幅広紙用の回転速度の速度基準値N2を読み出す。
Further, when the paper P is wide paper and the both-ends reference is set, the fixing
Tside=(TLside+TRside)/2
is calculated, the rotational speed correction value table is referenced to read the rotational speed correction value β corresponding to the average value Tside, and the reference value table is referenced to read the speed reference value N2 of the rotational speed for wide paper.
続いて、駆動処理部Pr2は、用紙Pが幅広紙である場合の定着モータ58の回転速度Nw
Nw=N2*(1+β)
を設定する。
Subsequently, the drive processing unit Pr2 determines the rotation speed Nw of the fixing
Nw=N2*(1+β)
set.
なお、本実施の形態において、バックアップローラ47は逆クラウン形状に形成されているので、ニップ部Npにおいて幅狭紙が搬送される場合の搬送速度は、幅広紙が搬送される場合の搬送速度より低い。したがって、定着モータ58の回転速度の速度基準値N1は速度基準値N2より高くされる。
In this embodiment, since the
また、本実施の形態においては、用紙Pが幅狭紙である場合に、前記回転速度補正値テーブル及び基準値テーブルを参照して、バックアップローラ47の中央部の表面の温度Tcenterに対応する回転速度補正値β及び幅狭紙用の速度基準値N1が読み出され、定着モータ58の回転速度Nnが設定され、用紙Pが幅広紙である場合に、回転速度補正値テーブルを参照して、バックアップローラ47の両端部の表面の温度TLside、TRsideの平均値Tsideに対応する回転速度補正値β及び幅広紙用の速度基準値N2が読み出され、定着ローラ58の回転速度Nwが設定されるようになっているが、回転速度補正値テーブルを参照することなく、回転速度Nn、Nwを設定することができる。
Further, in the present embodiment, when the paper P is narrow paper, the rotation speed correction value table and the reference value table are referred to, and the rotational speed corresponding to the temperature Tcenter of the surface of the central portion of the
その場合、用紙Pが幅狭紙であるときの、バックアップローラ47の中央部の表面の温度の基準値を基準温度T1とし、用紙Pが幅広紙であるときの、バックアップローラ47の両端部の表面の温度の基準値を基準温度T2とし、バックアップローラ47の熱膨張による調整値である係数をδとしたとき、用紙Pが幅狭紙であり、中央部基準が設定されている場合の定着モータ58の回転速度Nnは、
Nn=N1*(1+δ*(T1-Tcenter))
になり、用紙Pが幅広紙であり、両端部基準が設定されている場合の定着モータ58の回転速度Nwは、
Nw=N2*(1+δ*(T2-Tside))
になる。
In that case, when the paper P is narrow paper, the reference temperature of the surface of the central portion of the
Nn=N1*(1+δ*(T1-Tcenter))
, and the rotation speed Nw of the fixing
Nw=N2*(1+δ*(T2-Tside))
become.
なお、本実施の形態においては、幅広紙用の基準温度T2が幅狭紙用の基準温度T1より低くされるが、基準温度T2と基準温度T1とを等しくすることもできる。 In this embodiment, the reference temperature T2 for wide paper is set lower than the reference temperature T1 for narrow paper, but the reference temperature T2 and the reference temperature T1 can be made equal.
次に、印刷制御部50は、出口センサs2(図2)の検出信号を読み込み、検出信号に基づいて印刷が終了したかどうかを判断する。なお、本実施の形態においては、検出信号に基づいて用紙搬送路Rt1における用紙Pの有無が検出されるようになっていて、印刷制御部50は、用紙搬送路Rt1に用紙Pがないことが検出されてから所定の時間が経過すると、印刷が終了したと判断する。
Next, the
続いて、印刷制御部50はホストコンピュータから後続の印刷要求が送信されたかどうかを判断し、後続の印刷要求が送信されると、定着制御部51は、印刷要求における印刷に使用される用紙Pの幅が220〔mm〕未満であるかどうか、すなわち、用紙Pが幅狭紙であるかどうかを判断する。
Subsequently, the
一方、ホストコンピュータから後続の印刷要求が送信されなかった場合、定着制御部51は、ヒータHtの加熱を停止させ、定着モータ58の駆動を停止させる。
On the other hand, when the host computer does not send a subsequent print request, the fixing
次に、図10及び11のフローチャートについて説明する。
ステップS1 印刷制御部50はホストコンピュータから印刷要求が送信されるのを待機し、印刷要求が送信された場合はステップS2に進む。
ステップS2 定着制御部51は用紙Pの幅が所定値未満であるかどうかを判断する。用紙Pの幅が所定値未満である場合はステップS3に進み、用紙Pの幅が所定値以上である場合はステップS4に進む。
ステップS3 定着制御部51は中央部基準を設定する。
ステップS4 定着制御部51は両端部基準を設定する。
ステップS5 定着制御部51はヒータHtの加熱を開始する。
ステップS6 加熱処理部Pr1は加熱処理を行い、ステップS14に進む。
ステップS7 駆動処理部Pr2は定着モータ58の駆動条件が成立するのを待機する。定着モータ58の駆動条件が成立した場合はステップS8に進む。
ステップS8 駆動処理部Pr2は定着モータ58の駆動を開始する。
ステップS9 印刷制御部50は印刷開始条件が成立するのを待機する。印刷開始条件が成立した場合はステップS10に進む。
ステップS10 印刷制御部50は印刷を開始する。
ステップS11 駆動処理部Pr2は回転速度設定処理を行う。
ステップS12 印刷制御部50は印刷が終了したかどうかを判断する。印刷が終了した場合はステップS13に進み、印刷が終了しなかった場合はステップS11に戻る。
ステップS13 印刷制御部50はホストコンピュータから後続の印刷要求が送信されたかどうかを判断する。後続の印刷要求が送信された場合はステップS2に戻り、後続の印刷要求が送信されなかった場合はステップS14に進む。
ステップS14 定着制御部51はヒータHtの加熱を停止させ、定着モータ58の駆動を停止させ、処理を終了する。
Next, the flow charts of FIGS. 10 and 11 will be described.
Step S1 The
Step S2 The fixing
Step S3 The fixing
Step S4 The fixing
Step S5 The fixing
Step S6 The heat processing unit Pr1 performs heat processing, and the process proceeds to step S14.
Step S7 The driving processing section Pr2 waits until the driving conditions for the fixing
Step S8 The driving processing section Pr2 starts driving the fixing
Step S9 The
Step S10 The
Step S11 The drive processing unit Pr2 performs rotation speed setting processing.
Step S12 The
Step S13 The
Step S14 The fixing
次に、図12のフローチャートについて説明する。
ステップS6-1 加熱処理部Pr1は中央部基準が設定されているかどうかを判断する。中央部基準が設定されている場合はステップS6-2に進み、中央部基準が設定されていない場合はステップS6-3に進む。
ステップS6-2 加熱処理部Pr1は中央部基準のデューティ比Duty1(n)に基づいてメインヒータMHをオン・オフさせ、リターンする。
ステップS6-3 加熱処理部Pr1は中央部基準のデューティ比Duty1(n)に基づいてメインヒータMHをオン・オフさせる。
ステップS6-4 加熱処理部Pr1は両端部基準のデューティ比Duty2(n)に基づいてサイドヒータLH、RHをオン・オフさせ、リターンする。
Next, the flowchart of FIG. 12 will be described.
Step S6-1 The heat processing section Pr1 determines whether or not the center reference is set. If the center reference is set, the process proceeds to step S6-2, and if the center reference is not set, the process proceeds to step S6-3.
Step S6-2 The heat processing section Pr1 turns on/off the main heater MH based on the central reference duty ratio Duty1(n), and returns.
Step S6-3 The heat processing section Pr1 turns on/off the main heater MH based on the central reference duty ratio Duty1(n).
Step S6-4 The heat processing section Pr1 turns on/off the side heaters LH and RH based on the duty ratio Duty2(n) based on both ends, and returns.
このように、本実施の形態においては、バックアップローラ47の中央部の表面の温度Tcenter及び両端部の表面の温度TLside、TRsideが検出され、用紙Pの幅に応じて、前記中央部の表面の温度Tcenter及び両端部の表面の温度TLside、TRsideに基づいて、定着モータ58の回転速度Nn、Nwが設定されるので、用紙Pの幅が異なっても、ニップ部Npの長手方向における用紙Pの搬送速度にムラが生じることがなく、カラーのトナー像にこすれ、色ずれ等が発生することがない。その結果、画像品位を向上させることができる。
As described above, in the present embodiment, the temperature Tcenter of the surface of the central portion of the
また、画像形成部Q1と定着器18との間において用紙Pに適度な弛みを形成することができるので、弛みセンサを配設する必要がなく、プリンタ10を小型化することができ、プリンタ10のコストを低くすることができる。
In addition, since the paper P can be properly slackened between the image forming section Q1 and the fixing
ところで、ヒータHtは長手方向に分割されているので、トナー像を用紙Pに定着させる観点から言えば、幅狭紙、例えば、幅がA4判の用紙の幅以下の用紙Pが使用される場合、加熱処理においてデューティ比補正制御を行い、サイドヒータLH、RHをオン・オフさせるための駆動信号SG2のデューティ比Duty2(n)を0〔%〕にすることができる。 By the way, since the heater Ht is divided in the longitudinal direction, from the viewpoint of fixing the toner image on the paper P, when the paper P having a narrow width, for example, the width of the A4 size paper or less is used. , duty ratio correction control can be performed in the heating process, and the duty ratio Duty2(n) of the drive signal SG2 for turning on/off the side heaters LH and RH can be set to 0 [%].
ところが、駆動信号SG2のデューティ比Duty2(n)を0〔%〕にすると、ニップ部Npの長手方向における用紙Pの搬送速度にムラが生じ、定着ベルト45に対して捻り方向の力が加わり、基材に加わる負荷が蓄積され、定着ベルト45が破断することがある。
However, when the duty ratio Duty2(n) of the driving signal SG2 is set to 0%, the conveying speed of the paper P in the longitudinal direction of the nip portion Np becomes uneven, and a twisting force is applied to the fixing
図14は本発明の第1の実施の形態におけるデューティ比補正制御においてデューティ比を0〔%〕にしたときの定着器の状態を説明するための図である。 FIG. 14 is a diagram for explaining the state of the fixing device when the duty ratio is set to 0[%] in the duty ratio correction control according to the first embodiment of the present invention.
図において、18は定着器、45は定着ベルト、47はバックアップローラ、Npはニップ部、MHはメインヒータ、LH、RHはサイドヒータ、Mtはメインサーミスタ、Lt、Rtはサイドサーミスタ、Mv1はニップ部Npの中央部における用紙Pの搬送速度、Lv1、Rv1はニップ部Npの両端部における用紙Pの搬送速度である。 In the figure, 18 is a fixing unit, 45 is a fixing belt, 47 is a backup roller, Np is a nip portion, MH is a main heater, LH and RH are side heaters, Mt is a main thermistor, Lt and Rt are side thermistors, and Mv1 is a nip. The transport speeds Lv1 and Rv1 of the paper P at the central portion of the portion Np are the transport speeds of the paper P at both ends of the nip portion Np.
本実施の形態においては、加熱処理において駆動信号SG2のデューティ比Duty2(n)が0〔%〕にされると、バックアップローラ47におけるメインヒータMHと対向する部分が加熱され、温度が高くなり、熱膨張して大径化させられるので、ニップ部Npにおける用紙Pの搬送速度Mv1が高くなるのに対して、バックアップローラ47におけるサイドヒータLH、RHと対向する部分は加熱されず、温度が低いままで、大径化させられないので、ニップ部Npにおける用紙Pの搬送速度Lv1、Rv1が高くならない。
In the present embodiment, when the duty ratio Duty2(n) of the drive signal SG2 is set to 0 [%] in the heating process, the portion of the
その結果、ニップ部Npの長手方向における用紙Pの搬送速度Mv1、Lv1、Rv1にムラが生じ、定着ベルト45に対して捻り方向の力が加わり、基材に加わる負荷が蓄積され、定着ベルト45が領域ArL、ArRにおいて破断することがある。
As a result, the conveying speeds Mv1, Lv1, and Rv1 of the paper P in the longitudinal direction of the nip portion Np become uneven, a force in the twisting direction is applied to the fixing
一方、加熱処理においてデューティ比補正制御を行わず、用紙Pの幅に関係なく目標温度Teと検出温度Tsとの温度偏差εに基づいてPID制御を行っても、ニップ部Npの長手方向における用紙Pの搬送速度にムラが生じ、定着ベルト45に対して捻り方向の力が加わり、基材に加わる負荷が蓄積され、定着ベルト45が破断することがある。
On the other hand, even if the PID control is performed based on the temperature deviation ε between the target temperature Te and the detected temperature Ts regardless of the width of the paper P without performing the duty ratio correction control in the heating process, the paper in the longitudinal direction of the nip portion Np The transport speed of P is uneven, a force in the twisting direction is applied to the fixing
図15は幅狭紙及び幅広紙に関係なく温度偏差に基づいてPID制御を行ったときの定着器の状態を説明するための図である。 FIG. 15 is a diagram for explaining the state of the fixing device when PID control is performed based on the temperature deviation regardless of whether the paper is narrow or wide.
図において、18は定着器、45は定着ベルト、47はバックアップローラ、Npはニップ部、MHはメインヒータ、LH、RHはサイドヒータ、Mtはメインサーミスタ、Lt、Rtはサイドサーミスタ、Mv2はニップ部Npの中央部における用紙Pの搬送速度、Lv2、Rv2はニップ部Npの両端部における用紙Pの搬送速度である。 In the figure, 18 is a fixing device, 45 is a fixing belt, 47 is a backup roller, Np is a nip portion, MH is a main heater, LH and RH are side heaters, Mt is a main thermistor, Lt and Rt are side thermistors, and Mv2 is a nip. The transport speeds Lv2 and Rv2 of the paper P at the central portion of the portion Np are the transport speeds of the paper P at both ends of the nip portion Np.
この場合、加熱処理において用紙Pの幅に関係なく温度偏差εに基づいてPID制御を行うと、バックアップローラ47におけるサイドヒータLH、RHと対向する部分が、メインヒータMHと対向する部分より加熱され、大径化させられ、ニップ部Npにおける用紙Pの搬送速度Lv2、Rv2が、搬送速度Mv2より高くなる。
In this case, if PID control is performed based on the temperature deviation ε regardless of the width of the paper P in the heating process, the portions of the
その結果、ニップ部Npの長手方向における用紙Pの搬送速度Mv2、Lv2、Rv2にムラが生じ、定着ベルト45に対して捻り方向の力が加わり、基材に加わる負荷が蓄積され、定着ベルト45が領域ArL、ArRにおいて破断することがある。
As a result, the conveying speeds Mv2, Lv2, and Rv2 of the paper P in the longitudinal direction of the nip portion Np become uneven, a force in the twisting direction is applied to the fixing
そこで、定着ベルト45に対して捻り方向の力が加わるのを防止することができるようにした本発明の第2の実施の形態について説明する。なお、第1の実施の形態と同じ構造を有するものについては、同じ符号を付与し、同じ構造を有することによる発明の効果については同実施の形態の効果を援用する。
Therefore, a second embodiment of the present invention that can prevent the force in the twisting direction from being applied to the fixing
図16は本発明の第2の実施の形態における加熱処理のサブルーチンを示す図、図17は本発明の第2の実施の形態における加熱処理を行ったときの定着器の状態を説明するための図である。 FIG. 16 is a diagram showing a heat processing subroutine in the second embodiment of the present invention, and FIG. 17 is a diagram for explaining the state of the fixing device when heat processing is performed in the second embodiment of the present invention. It is a diagram.
図17において、18は定着装置としての定着器、45は第1の定着部材としての定着ベルト、47は第2の定着部材としての、かつ、定着駆動ローラとしてのバックアップローラ、Npはニップ部、MHは中央加熱部としてのメインヒータ、LH、RHは第1、第2の端部加熱部としてのサイドヒータ、Mtは加圧側の第1の検出部としてのメインサーミスタ、Lt、Rtは加圧側の第2の検出部としてのサイドサーミスタ、Mv3はニップ部Npの中央部における媒体としての用紙P(図2)の搬送速度、Lv3、Rv3はニップ部Npの両端部における用紙Pの搬送速度である。 17, 18 is a fixing device as a fixing device, 45 is a fixing belt as a first fixing member, 47 is a backup roller as a second fixing member and a fixing drive roller, Np is a nip portion, MH is the main heater as the central heating part, LH and RH are the side heaters as the first and second end heating parts, Mt is the main thermistor as the first detection part on the pressure side, Lt and Rt are the pressure side. Mv3 is the transport speed of the paper P (FIG. 2) as a medium in the central portion of the nip portion Np, and Lv3 and Rv3 are the transport speeds of the paper P at both ends of the nip portion Np. be.
この場合、加熱処理部Pr1(図1)は、中央部基準が設定されているかどうかを判断し、中央部基準が設定されている場合、目標温度Teと検出温度Tsとの温度偏差εに基づいて中央部基準のデューティ比Duty1(n)を算出し、該中央部基準のデューティ比Duty1(n)に基づいて、駆動信号SG1を生成し、メインヒータMHをオン・オフさせる。 In this case, the heat processing part Pr1 (FIG. 1) determines whether or not the center reference is set, and if the center reference is set, based on the temperature deviation ε between the target temperature Te and the detected temperature Ts Then, based on the central reference duty ratio Duty1(n), the drive signal SG1 is generated to turn on/off the main heater MH.
また、加熱処理部Pr1は、中央部及び両端部の各表面の温度、本実施の形態においては、メインサーミスタMtによって検出されたバックアップローラ47の中央部の表面の温度Tcenter、及びサイドサーミスタLt、Rtによって検出されたバックアップローラ47の両端部の表面の温度TLside、TRsideに基づいて、サイドヒータLH、RHをオン・オフさせる。
Further, the heat processing part Pr1 measures the temperatures of the surfaces of the central portion and both ends, in this embodiment, the temperature Tcenter of the surface of the central portion of the
そのために、加熱処理部Pr1は、バックアップローラ47の中央部の表面の温度Tcenterを読み込むとともに、バックアップローラ47の両端部の表面の温度TLside、TRsideを読み込み、温度TLside、TRsideの平均値Tside
Tside=(TLside+TRside)/2
を算出し、中央部の表面の温度Tcenterと平均値Tsideとの差、すなわち、検出温度差μ
μ=Tcenter-Tside
が設定温度μthになるようにPID制御を行い、サイドヒータLH、RHをオン・オフさせる。
For this purpose, the heat processing section Pr1 reads the temperature Tcenter of the surface of the central portion of the
Tside=(TLside+TRside)/2
is calculated, and the difference between the central surface temperature Tcenter and the average value Tside, that is, the detected temperature difference μ
μ = T center - T side
is the set temperature μth, and the side heaters LH and RH are turned on and off.
なお、前記設定温度μthは、実験結果に基づいて、ニップ部Npの中央部における用紙Pの搬送速度Mv3とニップ部Npの両端部における用紙Pの搬送速度Lv3、Rv3とが等しくなるように、すなわち、逆クラウン形状におけるバックアップローラ47の中央部の径と両端部の径との外径差を打ち消すように設定される。
Based on experimental results, the set temperature μth is set so that the transport speed Mv3 of the paper P at the central portion of the nip portion Np and the transport speeds Lv3 and Rv3 of the paper P at both ends of the nip portion Np are equal. That is, the outer diameter difference between the diameter of the center portion of the
本実施の形態においては、ニップ部Npにおける用紙Pの搬送速度Mv3、Lv3、Rv3が長手方向において均一になり、定着ベルト45に対して捻り方向の力が加わらなくなるので、定着ベルト45が破断するのを防止することができる。
In the present embodiment, the conveying speeds Mv3, Lv3, and Rv3 of the paper P at the nip portion Np are uniform in the longitudinal direction, and the force in the twisting direction is not applied to the fixing
次に、図16のフローチャートについて説明する。
ステップS6-11 加熱処理部Pr1は中央部基準が設定されているかどうかを判断する。中央部基準が設定されている場合はステップS6-12に進み、中央部基準が設定されていない場合はステップS6-14に進む。
ステップS6-12 加熱処理部Pr1は中央部基準のデューティ比Duty1(n)に基づいてメインヒータMHをオン・オフさせる。
ステップS6-13 加熱処理部Pr1は検出温度差μに基づいてサイドヒータLH、RHをオン・オフさせ、リターンする。
ステップS6-14 加熱処理部Pr1は中央部基準のデューティ比Duty1(n)に基づいてメインヒータMHをオン・オフさせる。
ステップS6-15 加熱処理部Pr1は両端部基準のデューティ比Duty2(n)に基づいてサイドヒータLH、RHをオン・オフさせ、リターンする。
Next, the flowchart of FIG. 16 will be described.
Step S6-11 The heat processing section Pr1 determines whether or not the center reference is set. If the center reference is set, the process proceeds to step S6-12, and if the center reference is not set, the process proceeds to step S6-14.
Step S6-12 The heat processing section Pr1 turns on/off the main heater MH based on the central reference duty ratio Duty1(n).
Step S6-13 The heat processing section Pr1 turns on/off the side heaters LH and RH based on the detected temperature difference μ, and returns.
Step S6-14 The heat processing section Pr1 turns on/off the main heater MH based on the center reference duty ratio Duty1(n).
Step S6-15 The heat processing part Pr1 turns on/off the side heaters LH and RH based on the duty ratio Duty2(n) based on both ends, and returns.
このように、本実施の形態においては、検出温度差μが設定温度μthになるようにPID制御が行われるので、ニップ部Npにおける用紙Pの搬送速度Mv3、Lv3、Rv3を長手方向において均一にすることができる。その結果、定着ベルト45に対して捻り方向の力が加わらなくなるので、定着ベルト45が破断することがない。
As described above, in the present embodiment, PID control is performed so that the detected temperature difference μ becomes the set temperature μth. can do. As a result, no twisting force is applied to the fixing
なお、本実施の形態においては、検出温度差μが設定温度μthになるようにPID制御が行われるが、検出温度差μが0になるようにPID制御を行うこともできる。 In the present embodiment, PID control is performed so that the detected temperature difference μ becomes the set temperature μth, but it is also possible to perform PID control so that the detected temperature difference μ becomes zero.
前記各実施の形態においては、バックアップローラ47が逆クラウン形状に形成されるようになっているが、バックアップローラ47を、長手方向における中央部から両端部にかけて径が小さくなるクラウン形状に形成することもできる。
In each of the above-described embodiments, the
なお、バックアップローラ47が、長手方向における中央部と両端部とで径が等しい、ストレート形状を有する場合でも、前記各実施の形態のように定着制御部51による加熱処理を行い、中央部の表面の温度Tcenterと平均値Tsideとの検出温度差μが設定温度μthになるように、サイドヒータLH、RHをオン・オフさせ、ニップ部Npの長手方向における用紙Pの搬送速度にムラが生じないようにすることができる。
Note that even when the
前記各実施の形態においては、プリンタ10について説明しているが、本発明を、複写機、ファクシミリ、複合機等の画像形成装置に適用することができる。
Although the
なお、本発明は前記各実施の形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨に基づいて種々変形させることが可能であり、それらを本発明の範囲から排除するものではない。 It should be noted that the present invention is not limited to the embodiments described above, and various modifications can be made based on the gist of the present invention, and they are not excluded from the scope of the present invention.
10 プリンタ
18 定着器
45 定着ベルト
47 バックアップローラ
58 定着モータ
Ht ヒータ
Is 赤外線温度センサ
Lt、Rt サイドサーミスタ
Mt メインサーミスタ
Nn、Nw 回転速度
Np ニップ部
P 用紙
Pr2 駆動処理部
Q1 画像形成部
Tcenter 中央部の表面の温度
TLside、TRside 両端部の表面の温度
10
Claims (12)
(b)内部に加熱部材が配設された第1の定着部材、及び長手方向における中央部から両端部にかけて径が大きくされた形状を有し、前記第1の定着部材を介して加熱部材と当接させられる第2の定着部材を備え、第1、第2の定着部材間のニップ部において、搬送される媒体上の現像剤像を媒体に定着させる定着装置と、
(c)前記ニップ部において媒体を搬送するための定着用の駆動部と、
(d)前記定着装置の長手方向における中央部の温度及び両端部の温度を検出する検出部と、
(e)前記媒体の幅が所定値未満である場合、前記中央部の温度に基づいて前記定着用の駆動部の駆動速度を設定し、前記媒体の幅が所定値以上である場合、前記両端部の温度に基づいて前記定着用の駆動部の駆動速度を設定する駆動処理部とを有することを特徴とする画像形成装置。 (a) an image forming unit that forms a developer image on a medium;
(b) a first fixing member in which a heating member is disposed; a fixing device that includes a second fixing member that is brought into contact with the fixing device, and fixes the developer image on the conveyed medium to the medium at a nip portion between the first and second fixing members;
(c) a fusing drive for transporting media in the nip;
(d) a detection unit that detects the temperature at the central portion and the temperature at both ends in the longitudinal direction of the fixing device;
(e) when the width of the medium is less than a predetermined value, setting the driving speed of the driving unit for fixing based on the temperature of the central portion; and a drive processor that sets the drive speed of the drive unit for fixing based on the temperature of the drive unit.
(a)前記定着装置の長手方向における中央部の温度及び両端部の温度を検出し、
(b)前記媒体の幅が所定値未満である場合、前記中央部の温度に基づいて前記定着用の駆動部の駆動速度を設定し、前記媒体の幅が所定値以上である場合、前記両端部の温度に基づいて前記定着用の駆動部の駆動速度を設定することを特徴とする画像形成方法。 An image forming portion for forming a developer image on a medium, a first fixing member in which a heating member is disposed, and a shape with a diameter increasing from a central portion to both ends in a longitudinal direction, the first fixing member a second fixing member that is brought into contact with the heating member via the fixing member, and fixes the developer image on the conveyed medium to the medium at the nip portion between the first and second fixing members. In an image forming method for an image forming apparatus having a device and a fixing drive section for conveying a medium in the nip section,
(a) detecting the temperature at the central portion and the temperatures at both ends in the longitudinal direction of the fixing device;
(b) when the width of the medium is less than a predetermined value, setting the driving speed of the drive unit for fixing based on the temperature of the central portion; An image forming method, wherein the driving speed of the driving unit for fixing is set based on the temperature of the fixing unit.
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