JP4423342B2 - Fixing device - Google Patents
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Description
本発明は、画像形成装置に備えられる定着装置に関するものである。 The present invention relates to a fixing device provided in an image forming apparatus.
電子写真方式を用いた画像形成装置は、通常記録材と静電的に該記録材に担持された樹脂、磁性体、着色料等からなるトナーとを、互いに圧接・回転している加熱手段(ローラ、エンドレスベルト体等)と加圧手段(ローラ、エンドレスベルト体等)の圧接部(ニップ部)で挟持搬送しながら熱と圧力を加えることなどで、溶融定着せしめる定着装置を有している。 An image forming apparatus using an electrophotographic method usually includes a heating unit that presses and rotates a recording material and a toner composed of a resin, a magnetic material, a colorant and the like electrostatically supported on the recording material. It has a fixing device that melts and fixes it by applying heat and pressure while being nipped and conveyed by the pressure contact part (nip part) of the roller, endless belt body, etc.) and pressure means (roller, endless belt body, etc.) .
一般に、電子写真記録方式により記録材上に形成したトナー画像を記録材に加熱定着させるために像加熱装置としての定着装置が用いられる。 Generally, a fixing device as an image heating device is used to heat and fix a toner image formed on a recording material by an electrophotographic recording method onto the recording material.
定着装置は、発熱するヒータを備えた加熱ローラと、加熱ローラに圧接し、記録材を挟持搬送するニップ部を形成する加圧ローラとを有し、記録材上のトナー像を熱と圧によって記録材に定着させるものである。 The fixing device includes a heating roller having a heater that generates heat, and a pressure roller that presses against the heating roller and forms a nip portion that sandwiches and conveys the recording material. The toner image on the recording material is heated and pressed. It is fixed on the recording material.
トナー画像が転写された記録材がガイドに案内されて加熱ローラ及び加圧ローラ間に搬入され、記録材が加熱、加圧されることによってトナー画像のトナーが記録材に溶融定着され記録材上のトナー画像が記録材へ定着される。 The recording material onto which the toner image has been transferred is guided by a guide and carried between a heating roller and a pressure roller, and the recording material is heated and pressed to melt and fix the toner of the toner image on the recording material. The toner image is fixed on the recording material.
このように定着に必要な条件は、記録材上のトナー層を溶融させるローラ温度、トナー層が加熱ローラ及び加圧ローラ間を通過する時間並びに加熱ローラと加圧ローラとの圧力で与えられ、記録材が加熱ローラ及び加圧ローラ間を通過する時間は加熱ローラ及び加圧ローラの周速と加熱ローラ及び加圧ローラ間のニップ幅で決められる。 The conditions necessary for fixing are given by the roller temperature for melting the toner layer on the recording material, the time for the toner layer to pass between the heating roller and the pressure roller, and the pressure between the heating roller and the pressure roller. The time for the recording material to pass between the heating roller and the pressure roller is determined by the peripheral speed of the heating roller and the pressure roller and the nip width between the heating roller and the pressure roller.
また、ヒータは小サイズの記録材を通紙したときに生ずる非通紙部昇温を防止するため、図5のようにヒータA4、ヒータB5の長手方向の発熱量分布を二種類に異ならせて分けて設け、それらの発熱量分布による発熱量のピーク位置が概略重ならないように構成する。 Further, in order to prevent the temperature rise of the non-sheet passing portion that occurs when the small size recording material is passed through the heater, the heat generation amount distribution in the longitudinal direction of the heater A4 and the heater B5 is differentiated into two types as shown in FIG. The heat generation amount peak positions based on the heat generation amount distribution are configured so as not to overlap each other.
即ち、通常の画像形成時の幅の狭い小サイズの記録材の場合には、ヒータBの点灯比率を下げて温度制御を行う。また、幅の広い記録材の場合には、両ヒータを時間分割で順次発熱させて制御する。図5におけるヒータA4、ヒータB5のそれぞれの出力は、ヒータAの出力が800W程度、ヒータBの出力が400〜600W程度である。この値は、ウォームアップ時などのヒータA4、ヒータB5を同時にONした時でも、画像形成装置の許容電力を超えない範囲であることと、小サイズ記録材の時でもヒータA4のみで十分定着できるような条件からそれぞれの出力が決まっている。 That is, in the case of a small-sized recording material with a narrow width during normal image formation, the temperature control is performed by reducing the lighting ratio of the heater B. In the case of a wide recording material, the heaters are controlled by sequentially generating heat in a time division manner. The outputs of the heater A4 and the heater B5 in FIG. 5 are about 800W for the heater A and about 400 to 600W for the heater B, respectively. This value is within a range that does not exceed the allowable power of the image forming apparatus even when the heater A4 and the heater B5 are simultaneously turned on at the time of warm-up, and can be sufficiently fixed only by the heater A4 even in the case of a small size recording material. Each output is determined from these conditions.
一方、複数の色トナーを混色させてカラー画像を形成するカラー画像形成装置においては、記録材上のトナー像に接触する加熱ローラの硬度が高いと、ニップ部で未定着トナー像が広がってしまい、鮮明なカラー画像を得ることができない。そのため、加熱ローラの芯金上に弾性層を設けて、弾性層によりトナー像が広がることを防止して、鮮明なカラー画像を得るようにしている。 On the other hand, in a color image forming apparatus that forms a color image by mixing a plurality of color toners, an unfixed toner image spreads in the nip portion if the hardness of the heating roller that contacts the toner image on the recording material is high. A clear color image cannot be obtained. For this reason, an elastic layer is provided on the core of the heating roller to prevent the toner image from spreading due to the elastic layer and to obtain a clear color image.
このような構成の定着装置の立ち上げ動作では、ヒータA及びヒータBをそれぞれ最大電力でフル点灯させることで、加熱ローラを予め設定した立ち上げ終了温度まで短時間で
到達させることができる。
In the start-up operation of the fixing device having such a configuration, the heater A and the heater B are each fully lit at the maximum power, so that the heating roller can reach the preset start-up temperature in a short time.
ところが、弾性層を有する加熱ローラを加熱させると、以下の問題が生ずる。弾性層の熱伝導率が低いために熱が芯金に与えられてから弾性層を経由して表面に至るまでに時間を有するため、表面の温度が目標温度に達した後に、ヒータの通電を終了しても遅れて内部の熱が表面に伝わるオーバーシュートが生ずる。オーバーシュートを小さくするために、発熱量を小さくする方法があるが、その場合には立ち上げ時間が長くなる。 However, when a heating roller having an elastic layer is heated, the following problems occur. Since the thermal conductivity of the elastic layer is low, it takes time to reach the surface via the elastic layer after heat is applied to the core, so the heater is energized after the surface temperature reaches the target temperature. Even if it is finished, an overshoot occurs in which the internal heat is transferred to the surface with a delay. In order to reduce the overshoot, there is a method of reducing the heat generation amount, but in this case, the startup time becomes longer.
そのため、立ち上げ時間を極端に長くすることなく、オーバーシュートを防止する方法として、特許文献1に記載されているように、加熱ローラの表面温度が所定温度になったらメインヒータを強制的にOFFして、サブヒータのみを動作させて、サブヒータのみの動作時に中央部のオーバーシュートを生じさせて、温度分布を均一に保つ方法がある。
しかし、オーバーシュート量は、加熱ローラに供給した熱量に大きく依存する。即ち、ヒータの点灯時間が長ければ加熱ローラ内に蓄積される熱量も多くなり、オーバーシュート量も大きくなる。逆に、ヒータの点灯時間が短ければ、オーバーシュート量は小さくなる。したがって、ジャム処理後のリカバリ動作時のような加熱ローラの温度が高いような場合には、加熱ローラの表面温度が目標温度に至るまでの時間は短時間ですむため、メインヒータを連続してONしてもオーバーシュート量は小さくなる。そのため、加熱ローラの表面温度によらずに、一律に上記所定温度に至ったときにメインヒータを強制的にOFFにする制御を行うと、メインヒータを点灯してもオーバーシュート量が小さいにもかかわらず、サブヒータのみで立ち上げ動作を行う結果、リカバリに時間を要する問題が生ずる。 However, the amount of overshoot greatly depends on the amount of heat supplied to the heating roller. That is, if the heater lighting time is long, the amount of heat accumulated in the heating roller increases and the amount of overshoot also increases. Conversely, if the heater lighting time is short, the overshoot amount is small. Therefore, when the temperature of the heating roller is high, such as during the recovery operation after jam processing, it takes a short time for the surface temperature of the heating roller to reach the target temperature. Even if it is turned on, the amount of overshoot is small. Therefore, regardless of the surface temperature of the heating roller, if the main heater is forcibly turned off when the predetermined temperature is reached, the overshoot amount is small even if the main heater is turned on. Regardless, as a result of the start-up operation using only the sub-heater, a problem that requires time for recovery occurs.
本発明は、短時間で画像形成可能となる温度に立ち上げることを目的とする。 An object of the present invention is to raise the temperature to enable image formation in a short time.
本発明の他の目的は、立ち上げ動作終了後のオーバーシュート量を少なくすることを目的とする。 Another object of the present invention is to reduce the amount of overshoot after the start-up operation is completed.
上記目的を達成するために本発明にあっては、
記録材上のトナー像をその圧接部で定着する定着部材及び加圧部材と、
前記定着部材の軸方向両端域よりも中央域を加熱する能力が高い第1の加熱部材と、
前記定着部材の中央域よりも両端域を加熱する能力が高い第2の加熱部材と、
前記定着部材の中央域の温度を検知する温度検知体と、
前記温度検知体の出力に応じて前記第1の加熱部材と前記第2の加熱部材への通電を制御する制御手段と、
を有する定着装置において、
前記定着部材の温度を定着可能な定着温度まで昇温させる立ち上げ動作を行う際に、
前記立ち上げ動作を開始するときの検知温度が所定温度よりも低い場合、
前記検知温度が、前記定着温度よりも低い設定温度に到達するまで、前記第1及び第2の加熱部材へ通電し、
前記検知温度が前記設定温度に到達した後は、前記第1の加熱部材への通電を停止して前記第2の加熱部材への通電を継続し、
前記立ち上げ動作を開始するときの検知温度が前記所定温度よりも高い場合、
前記検知温度が前記定着温度に到達するまで前記第1及び第2の加熱部材へ通電を継続することを特徴とする。
In order to achieve the above object, the present invention provides:
A fixing member and a pressure member for fixing the toner image on the recording material at the pressure contact portion;
A first heating member having a higher ability to heat a central region than both axial end regions of the fixing member;
A second heating member having a higher ability to heat both end regions than the central region of the fixing member;
A temperature detector for detecting the temperature of the central region of the fixing member;
Control means for controlling energization to the first heating member and the second heating member in accordance with the output of the temperature detector;
In a fixing device having
When performing a start-up operation for raising the temperature of the fixing member to a fixing temperature at which fixing is possible,
When the detected temperature when starting the startup operation is lower than a predetermined temperature,
Energizing the first and second heating members until the detected temperature reaches a set temperature lower than the fixing temperature,
After the detected temperature reaches the set temperature, the energization to the first heating member is stopped and the energization to the second heating member is continued.
When the detected temperature when starting the start-up operation is higher than the predetermined temperature,
The first and second heating members are energized until the detected temperature reaches the fixing temperature.
本発明は、短時間で画像形成可能となる温度に立ち上げることができる。 According to the present invention, the temperature can be raised to a value that enables image formation in a short time.
また、立ち上げ動作終了後のオーバーシュート量を少なくすることができる。 In addition, the amount of overshoot after the start-up operation is completed can be reduced.
以下に図面を参照して、この発明の最良な実施の形態を例示的に詳しく説明する。ただし、この実施の形態に記載されている構成部品の寸法、材質、形状、その相対配置などは、特に特定的な記載がない限りは、この発明の範囲をそれらのみに限定する趣旨のものではない。 DETAILED DESCRIPTION Exemplary embodiments of the present invention will be described in detail below with reference to the drawings. However, the dimensions, materials, shapes, relative arrangements, and the like of the components described in this embodiment are not intended to limit the scope of the present invention only to those unless otherwise specified. Absent.
(第一の実施の形態)
図1は実施の形態に係る定着装置1の断面構成を示す断面図である。図1において、定着装置1は、定着部材(加熱体)としての加熱ローラ2と加熱ローラ2に圧接する加圧部材(加圧体)としての加圧ローラ3とを有している。定着装置1は、加熱ローラ2内の複数の加熱部材(発熱体)としての2本のヒータ(ヒータA4、ヒータB5)で加熱ローラ2の表面を所定温度に加熱した状態で加熱ローラ2と加圧ローラ3との間(ニップ)にトナー像を担持した記録材を通す(挟持搬送する)ことにより、記録材のトナー像側(上面側)を加熱及び加圧してトナーを溶融定着させてシート上にトナー画像を定着させるようになっている。
(First embodiment)
FIG. 1 is a cross-sectional view illustrating a cross-sectional configuration of a
加熱ローラ2は、中空円筒体であり、内部中空の肉厚3.0mm以下の金属芯金を用いており、その表面上にPTFE等の離型性樹脂層を設けている。そして、金属芯金内にヒータA4、ヒータB5を配置している。また、加熱ローラ2の表面の軸方向中心部付近には温度検出手段(温度検知体)としてのサーミスタ6が接触しており、加熱ローラ2の表面の温度を測定している。
The
第1の加熱部材(第一発熱体)としてのヒータA4、第2の加熱部材(第二発熱体)としてのヒータB5の軸方向における発熱量分布(以下、配熱分布という)は、図5に示した従来と同じものを使用する。なお、本実施の形態では、発熱体としてハロゲンヒータを用いた。 The heat generation amount distribution (hereinafter referred to as heat distribution) in the axial direction of the heater A4 as the first heating member (first heating element) and the heater B5 as the second heating member (second heating element) is shown in FIG. Use the same as shown in the previous section. In the present embodiment, a halogen heater is used as the heating element.
すなわち、ヒータA4は最大幅に対して60〜85%の小サイズ記録材に対応する中央部分(中央域)に、加熱する能力が高い発熱量のピーク位置(以下、配熱ピーク)を有する。以下ではこのヒータA4の配熱分布を中央配熱高という。ヒータB5はヒータA4の配熱ピーク以外の軸方向両端部(軸方向両端域)に配熱ピークを有する。以下ではこのヒータB5の配熱分布を端部配熱高という。これらヒータA4、ヒータB5の配熱分布は配熱ピークが概略重ならないように構成される。ヒータA4、ヒータB5は、それぞれのヒータへの通電を制御する通電制御手段により制御されている。 That is, the heater A4 has a peak position (hereinafter referred to as a heat distribution peak) of a calorific value with a high heating capability at a central portion (central area) corresponding to a small size recording material of 60 to 85% with respect to the maximum width. Hereinafter, the heat distribution of the heater A4 is referred to as a center heat distribution height. The heater B5 has a heat distribution peak at both ends in the axial direction (both ends in the axial direction) other than the heat distribution peak of the heater A4. Hereinafter, the heat distribution of the heater B5 is referred to as end heat distribution height. The heat distributions of the heaters A4 and B5 are configured so that the heat distribution peaks do not substantially overlap. The heaters A4 and B5 are controlled by energization control means that controls energization of the heaters.
そして、ウォームアップ時及びスリープモードからのリカバリ時にはヒータA4、ヒータB5を同時に発熱させる。 The heater A4 and the heater B5 are simultaneously heated during warm-up and recovery from the sleep mode.
また、通常の画像形成時に幅の狭い小サイズ記録材に画像形成する場合には、ヒータA4のみ使用して温度制御を行うことにより加熱ローラ2の表面の軸方向端部における昇温の発生を防止する。
Further, when an image is formed on a small-sized recording material having a small width during normal image formation, the temperature control is performed using only the heater A4, thereby generating a temperature rise at the axial end of the surface of the
一方、通常の画像形成時に幅の広い記録材に画像形成する場合には、ヒータA4、ヒータB5を両方使用し、時間分割で順次発熱させて制御している。 On the other hand, when forming an image on a wide recording material during normal image formation, both the heater A4 and the heater B5 are used and controlled by sequentially generating heat in a time division manner.
本実施の形態におけるヒータ出力は従来と同じであり、ヒータA4の出力が800Wであり、ヒータB5の出力が400Wである。 The heater output in the present embodiment is the same as the conventional one, the output of the heater A4 is 800W, and the output of the heater B5 is 400W.
本実施の形態におけるウォームアップ時、スリープモードからのリカバリ時、スタンバイから画像形成への移行時(総称を画像形成可能状態までの間という)に用いられているヒータシーケンスと、その時の加熱ローラ2の温度分布、加熱ローラ2のローラ形状を図2で示す。
The heater sequence used during warm-up, recovery from sleep mode, and transition from standby to image formation (generically referred to as “image ready state”) in the present embodiment, and the
本実施の形態では、ウォームアップ時やスリープモード、スタンバイ状態からのリカバリ時では、4種類の設定温度を設けている。 In this embodiment, four types of set temperatures are provided during warm-up, sleep mode, and recovery from the standby state.
コピー開始可能状態である(定着可能な)定着温度を第1設定温度TT、第2設定温度T1、第3設定温度T2、第4設定温度T3であり、T3<T1<TT<T2の関係を持つ。例えば本実施の形態では、第1設定温度TT=190℃、第2設定温度T1=185℃、第3設定温度T2=195℃、第4設定温度T3=170℃と設定している。本実施の形態では、定着時の温調温度を190℃で温調され、また、スタンバイ時には190℃で温調される。 The fixing temperatures in which copying can be started (fixed) are the first set temperature TT, the second set temperature T1, the third set temperature T2, and the fourth set temperature T3, and the relationship of T3 <T1 <TT <T2 is satisfied. Have. For example, in the present embodiment, the first set temperature TT = 190 ° C., the second set temperature T1 = 185 ° C., the third set temperature T2 = 195 ° C., and the fourth set temperature T3 = 170 ° C. are set. In the present embodiment, the temperature is adjusted at 190 ° C. during fixing, and the temperature is adjusted at 190 ° C. during standby.
本実施の形態では、電源投入やスリープモードからのリカバリ時、加熱ローラ2の温度が十分に下がっている状態(例えば装置が夜間に冷えきった早朝(以下朝一という))の時と、ジャム処理後や、電源OFF後すぐに電源ONした時のような加熱ローラ2の温度がある程度熱い状態の時とで、ヒータシーケンスを変えている。このヒータシーケンスの変更は、第4設定温度(所定温度)T3より加熱ローラ2の温度が高いか低いかで区別して行われている。
In the present embodiment, at the time of power-on or recovery from the sleep mode, when the temperature of the
先ず、朝一での電源投入やスリープモードからのリカバリのようなサーミスタ6で測定した加熱ローラ2の温度が第4設定温度T3よりも低い状態であるときは以下のヒータシーケンスを用いる。
First, when the temperature of the
図2(a)のように、ヒータA4、ヒータB5の両方ともONする。その後、加熱ローラ2の温度が、第2設定温度T1に到達した時に、中央配熱高のヒータA4を通電停止手段としての通電停止部により強制的にOFFし、その直後から端部配熱高のヒータB5のみで第3設定温度T2を保つように温調が始められる。
As shown in FIG. 2A, both the heater A4 and the heater B5 are turned on. After that, when the temperature of the
この時、T1<TT<T2の関係があるため、第2設定温度T1に到達後は、ヒータB5はONしたままで加熱ローラ2の温度を第3設定温度T2まで上昇させていく。その上昇途中に、コピー開始可能状態である第1設定温度TTに到達し、第1設定温度TTに到達後からコピーやプリントの画像形成をいつでも開始できるようになっている。
At this time, since there is a relationship of T1 <TT <T2, after reaching the second set temperature T1, the temperature of the
この時の加熱ローラ2の温度分布は図2(b)にあるように経時変化する。つまり、第2設定温度T1に到達した時点では、温度分布1に示すように、加熱ローラ2の温度が前奥で均一あるいは端部温度ダレ状態になっている。
The temperature distribution of the
第1設定温度TT到達時においては、温度分布2に示すように、ヒータB5の端部配熱高により、加熱ローラ2の軸方向端部の温度が加熱ローラ2の軸方向中央部の温度よりも相対的に高くなっている。
When the first set temperature TT is reached, as shown in the
その第1設定温度TT到達時の加熱ローラ2のローラ形状は図2(c)のローラ形状2に示すように、加熱ローラ2の軸方向端部の芯金が加熱膨張されて、加熱ローラ2の両端
部の直径が増大し、結果的に逆クラウン形状が適度に形成されている。
The roller shape of the
この加熱膨張からできる逆クラウン増加量は、軸方向端部と軸方向中央部の温度差条件により、加工による逆クラウン形成よりも微調整ができるため、ウォームアップ時等の2本のヒータA4、ヒータB5を同時にONした時にだけ適用できる最適な逆クラウン形状を形成することができる。本実施の形態では、軸方向端部と軸方向中央部の温度差を10℃程度にすることにより、約50μmのクラウン量形成が可能となっている。 The amount of increase in the reverse crown that can be achieved by this thermal expansion can be finely adjusted by the temperature difference condition between the axial end and the axial central portion as compared with the formation of the reverse crown by machining. An optimum inverted crown shape that can be applied only when the heater B5 is simultaneously turned on can be formed. In the present embodiment, a crown amount of about 50 μm can be formed by setting the temperature difference between the axial end and the axial center to about 10 ° C.
仮に本実施の形態のヒータシーケンスを用いないで、ウォームアップ時等の2本のヒータA4、ヒータB5を同時にONした時における定着しわ対策のためだけに加工による逆クラウン形状を形成したならば、ウォームアップ時の逆クラウン量の減少を考慮し、最初から過剰に大きい逆クラウン形状を形成しなければならなくなり、逆クラウン量増加による弊害の後端はねや端部波打ちじわと、逆クラウン量低下による弊害の定着しわの両方を防止するクラウン量がなくなってしまうと考えられる。 If the reverse crown shape formed by processing is formed only for the purpose of fixing wrinkles when the two heaters A4 and B5 are turned on at the same time without using the heater sequence of this embodiment, In consideration of the decrease in the amount of reverse crown during warm-up, an excessively large reverse crown shape must be formed from the beginning. It is thought that the crown amount that prevents both the fixed wrinkles of harmful effects due to the decrease in the amount is lost.
よって、本実施の形態のヒータシーケンスを用いることにより、ウォームアップやリカバリ等の2本のヒータA4、ヒータB5を同時にONした時に、加熱ローラ2の逆クラウン量を加工により増加させることなく最適な逆クラウン形状を形成でき、後端ハネ等の弊害なく、定着しわを防止することができた。
Therefore, by using the heater sequence of the present embodiment, when the two heaters A4 and B5 such as warm-up and recovery are simultaneously turned on, the optimal crown amount of the
第1設定温度TT到達後は所定時間t1が経過するまでの間、ヒータB5のみで第3設定温度T2に基づく温調が行われる。この時の制御では、第3設定温度T2に到達するまではヒータB5はONし続け、またヒータB5は端部配熱高のため、加熱ローラ2の軸方向中央部の温度上昇速度は、ヒータA4のON時よりも緩やかになる。 After reaching the first set temperature TT, the temperature adjustment based on the third set temperature T2 is performed only by the heater B5 until the predetermined time t1 elapses. In the control at this time, the heater B5 continues to be turned on until the third set temperature T2 is reached, and the heater B5 has a high end portion heat distribution. It becomes more gradual than when A4 is ON.
これにより、第3設定温度T2に到達するまでは、加熱ローラ2の端部温度が中央部温度より高い状態で維持されたままであるため、図2(c)のローラ形状3のように、逆クラウン形状を維持したままでいることができる。
As a result, the end temperature of the
同様に、加熱ローラ2の表面温度が、第3設定温度T2に到達した後もヒータB5のON/OFF制御だけが行われ、端部配熱高のヒータB5で温調されるため、加熱ローラ2の端部温度が中央部温度より高い状態で維持され、逆クラウン形状を維持したままでいることができる。
Similarly, after the surface temperature of the
よって、コピー開始可能な第1設定温度TT到達から所定時間t1が経過するまでは、加熱ローラ2のローラ形状として常時逆クラウン形状を利用することができ、朝一ウォームアップ時やスリープモードからのリカバリ時等によるクラウン形状消失や正クラウン形状の形成による定着しわを抑制することができる。ここで所定時間t1は、本実施の形態では3〜5分である。
Therefore, the reverse crown shape can always be used as the roller shape of the
また、本実施の形態のヒータシーケンスを用いることにより、中央配熱高のヒータA4をウォームアップ及びリカバリ時に、従来のように間引くことなく比較的長時間ONすることができるため、加熱ローラ2のローラ形状を逆クラウン形状に保ちながら、ウォームアップ及びリカバリ時間を大幅に短縮することができた。 Further, by using the heater sequence of the present embodiment, the heater A4 having a high center heat distribution can be turned on for a relatively long time without being thinned as in the conventional case during warm-up and recovery. While maintaining the roller shape in the inverted crown shape, the warm-up and recovery time could be greatly shortened.
また、立ち上げ動作が開始するときの加熱ローラ2の表面温度が低い場合には、立ち上げ終了温度までに加熱ローラ2を加熱する時間が長いため、加熱ローラ2に供給する熱量が極めて大きくなる。したがって、メインヒータをOFFしても内部の熱が外部に遅れて現れるようなオーバーシュート量が大きいため、このようなシーケンスを用いることで、立ち上げ動作が終了してもその後のオーバーシュート量を小さくでき、その結果、加熱ロ
ーラ2の長手方向の温度むらを均一にすることができる。
Further, when the surface temperature of the
次に、ジャム処理後や、電源OFF後すぐにONした時のような加熱ローラ2の温度が第4設定温度T3より高い場合は、以下のシーケンスを用いる。
Next, when the temperature of the
ヒータA4、ヒータB5を両方ともONする。その後、加熱ローラ2の温度が第1設定温度TTに到達したらコピーやプリントをいつでも開始できるようにする。コピー開始可能後のシーケンスは上述した加熱ローラ2の温度が第4設定温度T3より低い時のヒータシーケンスと同様である。即ち、メインヒータを強制的にOFFする温度T1に達しても、メインヒータへの通電を継続して、メインヒータを強制的にOFFする温度をT1よりも高い温度TTに温度変更手段により変更するものである。
Both heater A4 and heater B5 are turned ON. Thereafter, when the temperature of the
このシーケンスを行うのは、加熱ローラ2がある程度熱い状態から上述した加熱ローラ2の温度が第4設定温度T3より低い時のヒータシーケンスを行うと、ウォームアップ時間が遅くなってしまうという弊害があるからである。
This sequence is disadvantageous in that if the heater sequence is performed when the temperature of the
つまり、加熱ローラ2がある程度熱い状態からヒータA4、ヒータB5を同時にONしても、すぐに第2設定温度T1に達するため、メインヒータの点灯時間が短く、オーバーシュート量が少ない。また、画像形成可能状態になっても、ヒータBのみで立ち上げ動作を継続するため、オーバーシュートによる加熱ローラの温度むらを防止できる。
That is, even if the heater A4 and the heater B5 are simultaneously turned on from a state where the
また、加熱ローラ2がある程度熱い状態の時は、加熱ローラ2の温度はすぐに第1設定温度TTに達してしまい、その後ヒータB5で温調するので、放熱等による加熱ローラ2の端部温度ダレは起こりにくく、加熱ローラ2の逆クラウン量が減ることもないので、十分に定着しわを抑制することができる。
Further, when the
ウォームアップ時、スリープモードからのリカバリ時、スタンバイから画像形成への移行時に用いられているヒータシーケンスを図3のフローチャートで説明する。 The heater sequence used during warm-up, recovery from sleep mode, and transition from standby to image formation will be described with reference to the flowchart of FIG.
図3において、立ち上げ動作開始時の検知温度THをサーミスタ6で検知した加熱ローラ2の表面温度とする。
In FIG. 3, the detected temperature TH at the start of the starting operation is the surface temperature of the
まず、S11で加熱ローラ2の検知温度THをサーミスタ6で検知してS12に進む。
First, the detected temperature TH of the
S12で検知温度TH<第4設定温度T3であるかチェックし、スタート時の加熱ローラ2の温度が熱いかどうか判断する。S12で検知温度TH<第4設定温度T3であったならば第一の立ち上げモードであるS13に進み、ヒータA4、ヒータB5の両方ともONして加熱ローラ2を加熱させ、S14に進む。S12で検知温度TH<第4設定温度T3でなければ、第二の立ち上げモードのS111に進むが、S111、S112については後述する。
In S12, it is checked whether or not the detected temperature TH <the fourth set temperature T3, and it is determined whether or not the temperature of the
S14で加熱ローラ2の温度が第2設定温度T1に到達したかどうかチェックする。加熱ローラ2の温度が第2設定温度T1に到達していなければS13に戻ってヒータA4、ヒータB5の両方ともONして加熱ローラ2を加熱させる。加熱ローラ2の温度が第2設定温度T1に到達していればS15に進み、ヒータA4をOFFし、ヒータB5のみで加熱ローラ2の温度を第3設定温度T2に保持するように温調を行い、S16に進む。
In S14, it is checked whether or not the temperature of the
S16で検知温度TH≧第1設定温度TTをチェックし、加熱ローラ2の温度が第1設定温度TTに到達したかを判断する。加熱ローラ2の温度が第1設定温度TTに到達したならば、S17に進みコピー開始可能信号をONし、S18に進み、続けてヒータB5の
みで第3設定温度T2で温調し、S19に進む。第1設定温度TTに到達していなければ、またS15に戻り、ヒータB5で第3設定温度T2で温調を進める。
In S16, the detected temperature TH ≧ first set temperature TT is checked to determine whether the temperature of the
S19でコピー開始信号が入力されたかどうかチェックし、入力された場合は、本実施の形態のヒータシーケンスは終了する。入力されない場合にはS110に進み、第1設定温度TTから所定時間t1経過したかどうかチェックし、経過してない場合は、S18に戻り再びヒータB5で第3設定温度T2で温調し、経過した場合、本実施の形態のヒータシーケンスは終了する。 In S19, it is checked whether or not a copy start signal has been input. If it has been input, the heater sequence of the present embodiment ends. If not input, the process proceeds to S110, where it is checked whether or not a predetermined time t1 has elapsed from the first set temperature TT. If not, the process returns to S18 and the temperature is adjusted again at the third set temperature T2 by the heater B5. In this case, the heater sequence according to the present embodiment ends.
上述の中で、S12で検知温度TH<第4設定温度T3ではなかった時に進むS111は、スタート時の加熱ローラ2の温度が比較的高かった場合のヒータシーケンスである。S12で検知温度TH<第4設定温度T3ではなかったら、S111に進み、ヒータA4、ヒータB5の両方ともONし、S112に進む。
Among the above, S111, which proceeds when the detected temperature TH is not the fourth set temperature T3 in S12, is a heater sequence when the temperature of the
S112において、加熱ローラ2の温度が第1設定温度TTに達していれば、S17に進み、コピー開始信号をONし、S18に進む。S112で加熱ローラ2の温度が第1設定温度TTに達していなければ、S111に戻り、再びヒータA4、ヒータB5の両方をONする。
In S112, if the temperature of the
検知温度TH<第4設定温度T3ではなかった時でも、S17以降は、スタート時の加熱ローラ2の温度が比較的低かった場合のヒータシーケンスと同様である。
Even when the detected temperature TH <the fourth set temperature T3 is not satisfied, the sequence after S17 is the same as the heater sequence when the temperature of the
(画像形成装置概要)
図4を用いて本実施の形態の定着装置1が用いられる画像形成装置の全体構成及び動作を説明する。図4は画像形成装置の概略構成断面図を示す。
(Outline of image forming apparatus)
The overall configuration and operation of the image forming apparatus in which the
画像形成装置40の上面には、自動原稿読み取り部41が位置している。自動原稿読み取り部41は、原稿の両面を反転し、プラテンガラス上に自動給送し、CCD等の受光素子によってプラテンガラス上の原稿の画像情報を読み取り、画像信号として出力する。
On the upper surface of the
次に、不図示の画像処理部で自動原稿読み取り部41より出力する画像信号を、レーザ記録に適した記録信号に変換、処理を行う。
Next, an image signal output from the automatic
レーザ光学系42は、記録信号によって発光し、回転する感光体ドラム43上に光走査を行い、一次帯電器45によって帯電された感光体ドラム43上に潜像を形成する。
The laser
ここで、感光体ドラム43とその周辺部に設けた一次帯電器45、表面電位計50、現像器46、ポスト帯電器47、転写帯電器51、分離帯電器52、クリーナ48、前露光ランプ49とから画像形成部44が構成されている。
Here, a
画像形成部44は、感光体ドラム43上の潜像を現像してトナー像とする。その後、トナー像は、感光体ドラム43上から給紙部9a〜9dのいずれかから同期して給紙される記録材上に転写される。これによって、記録材Pにトナー像が担持されることとなる。
The
片面画像形成モード時は、転写後のトナー像Tを担持した記録材Pは搬送ベルト53で搬送され定着装置1で定着された後、排紙部56より排出される。
In the single-sided image forming mode, the recording material P carrying the transferred toner image T is transported by the
なお、排紙部56には、図示されていないが、ステープル等の仕上げを可能とするフィニッシャが設けられていて、排紙された複数枚の記録材P毎にステープル処理がなされる。
Although not shown, the
両面画像形成モード時は、定着装置1によって記録材Pの片面への画像定着を終了した片面画像形成済みの記録材Pは、反転搬送部60へ搬送され、反転部31で反転された後、反転された記録材Pを搬送する反転搬送路を通過して画像形成部44へ再送され、記録材Pの裏面へのトナー像Tの転写が行われる。
In the double-sided image forming mode, the recording material P on which the single-sided image is formed after the fixing of the image on the one side of the recording material P by the fixing
反転搬送部60は、片面画像形成済みの記録材Pをスタック内に集積してこの集積後に排出する方式と異なり、スタックを設けない片面画像形成済みの記録材Pを直ちに画像形成部44へ搬送する“ノンスタック方式”の反転搬送部である。この種のノンスタック方式の反転搬送部は、スタック部分でのロスをなくす効果を有している。
Unlike the method in which the recording material P on which the single-sided image has been formed is accumulated in the stack and discharged after the stacking, the
また、スタック方式の反転搬送部では、記録材Pをスタック内に集積して一次載置を行うため、記録材Pがどのローラにもニップされない状態が生じ、定着直後の片面画像形成済みの記録材Pに必ず発生するカールによりスタック等の載置部でのジャムや重送等の発生が非常に多かった。しかし、ノンスタック方式の反転搬送部では、常に記録材Pはローラにニップされているため、スタック方式での給送信頼性低下の要因は大幅に低減される。 Further, in the stack type reversal conveyance unit, the recording material P is accumulated in the stack and is primarily placed. Therefore, the recording material P is not nipped by any roller, and the recording with the single-sided image formed immediately after fixing is performed. Due to the curl that always occurs in the material P, jamming or double feeding at the mounting portion such as a stack occurred very often. However, since the recording material P is always nipped between the rollers in the non-stack type reversing conveyance unit, the cause of the decrease in the feeding reliability in the stack type is greatly reduced.
なお、この画像形成装置40では、ノンスタック方式の両面画像形成の生産性を向上させるために、記録材Pの1面目の画像形成と2面目の画像形成とを交互に行う方法を採用している。
The
このように、本実施の形態によると、立ち上げ動作の途中で強制的にメインヒータへの通電を停止する構成で、加熱ローラ2の温度が高い場合には、オーバーシュートを防止しつつ、短時間で立ち上げることができる。
As described above, according to the present embodiment, the energization to the main heater is forcibly stopped in the middle of the start-up operation, and when the temperature of the
(第二の実施の形態)
更なる実施の形態を図6を用いて説明する。本実施の形態の定着装置の構成は、第一の実施の形態と同様である。
(Second embodiment)
A further embodiment will be described with reference to FIG. The configuration of the fixing device of this embodiment is the same as that of the first embodiment.
本実施の形態での設定温度は、第1設定温度TT=190℃、第2設定温度T1=180℃、第3設定温度T2=195℃、第4設定温度T3=100℃、第5設定温度T4=170℃、第6設定温度T5=185℃とし、画像形成可能温度は190℃で、定着動作時には190℃の温度で温調される。また、スタンバイ時には190℃の温度で温調される。 The set temperatures in the present embodiment are the first set temperature TT = 190 ° C., the second set temperature T1 = 180 ° C., the third set temperature T2 = 195 ° C., the fourth set temperature T3 = 100 ° C., and the fifth set temperature. T4 = 170.degree. C., sixth set temperature T5 = 185.degree. C., the image-forming temperature is 190.degree. C., and the temperature is adjusted to 190.degree. C. during the fixing operation. Further, the temperature is controlled at a temperature of 190 ° C. during standby.
図6において、立ち上げ動作開始時の検知温度THをサーミスタ6で検知した加熱ローラ2の表面温度とする。
In FIG. 6, the detected temperature TH at the start of the starting operation is the surface temperature of the
まず、S21で加熱ローラ2の検知温度THをサーミスタ6で検知してS22に進む。
First, the detected temperature TH of the
S22で検知温度TH<第4設定温度T3であるかチェックし、スタート時の加熱ローラ2の温度が熱いかどうか判断する。S22で検知温度TH<第4設定温度T3であったならば第一の立ち上げモードのS23に進み、ヒータA4、ヒータB5の両方ともONして加熱ローラ2を加熱させ、S24に進む。S24で検知温度TH<第4設定温度T3でなければ、S23に進み、検知温度TH<第4設定温度T3となるまで、ヒータAとヒータBへの通電を継続する。そして、この条件を満たしたら、S25に進み、ヒータAを強制的にOFFする。そして、S26の条件を満たすまで、S25を継続して、検知温度がT1になったら、画像形成可能状態に移行する。なお、S27、S28、S29、S210のフローは、第一の実施の形態のS17、S18、S19、S110のフローと同様で
ある。ただし、本実施の形態では、T1到達から所定時間t2は、t1よりも短い時間である、例えば1分である。
In S22, it is checked whether or not the detected temperature TH <the fourth set temperature T3, and it is determined whether or not the temperature of the
S22で加熱ローラ2の温度が第4設定温度T3に到達したかどうかチェックする。加熱ローラ2の温度が第4設定温度T3に達していると、S213に移行し、検知温度とT3よりも低い温度であるT4との大小関係を比較する。検知温度THがT4よりも高い場合には、第二の立ち上げモードのS211に移行し、S212で検知温度THがTTより高くなると、S27に移行する。また、S213で検知温度THがT4よりも低い場合には、加熱ローラ2がやや暖まっている状態と判断する。
In S22, it is checked whether or not the temperature of the
即ち、この状態でヒータA及びヒータBともにS27まで通電を継続すると、オーバーシュート量が大きくなり、加熱ローラ2の温度を均一にするために、TTに到達してからの所定時間を長くしなければならい。それに対して、本実施の形態のように、段階を更に増やすことで、この所定時間を短く設定しても、加熱ローラの温度の均一化を図ることができる。
That is, if energization is continued up to S27 in both the heater A and the heater B in this state, the overshoot amount increases, and in order to make the temperature of the
本実施の形態では、更に第三の立ち上げモードを設けた。このモードは、第一の立ち上げモードよりもヒータAを強制的にOFFする設定温度を、第一の立ち上げモードの設定温度よりも高い温度にしたものである。そこで、S215で新たにT5を設けて、T5に達したらS216でメインヒータを強制的にOFFして、ヒータBでのみ温調する制御を行うことで、この間にオーバーシュートを生じさせ、TTに到達してからの所定時間を短くしても、加熱ローラ2の温度の均一化を図ることができる。
In the present embodiment, a third start-up mode is further provided. In this mode, the set temperature for forcibly turning off the heater A is higher than the set temperature in the first start-up mode than in the first start-up mode. Therefore, T5 is newly provided in S215, and when T5 is reached, the main heater is forcibly turned off in S216, and the temperature is controlled only by the heater B, thereby causing an overshoot during this time. Even if the predetermined time after arrival is shortened, the temperature of the
本実施の形態によると、立ち上げ動作の途中で強制的にメインヒータへの通電を停止する構成で、加熱ローラ2の温度が高い場合には、オーバーシュートを防止しつつ、立ち上げ終了までの時間をより短くすることができる。
According to the present embodiment, in the configuration in which energization to the main heater is forcibly stopped during the start-up operation, when the temperature of the
(第三の実施の形態)
更なる実施の形態を図7を用いて説明する。本実施の形態の定着装置の構成は、第一の実施の形態と同様である。
(Third embodiment)
A further embodiment will be described with reference to FIG. The configuration of the fixing device of this embodiment is the same as that of the first embodiment.
第一の実施の形態及び第二の実施の形態では、立ち上げ動作時のサーミスタの検知温度に基づいて、メインヒータであるヒータAを強制的にOFFにする温度を切換えたが、本実施の形態では、温度上昇比率を用いてヒータAを強制的にOFFにする温度を切換えるものである。 In the first embodiment and the second embodiment, the temperature at which the heater A, which is the main heater, is forcibly turned off is switched based on the temperature detected by the thermistor during the start-up operation. In the embodiment, the temperature at which the heater A is forcibly turned off is switched using the temperature increase ratio.
ここで、本実施の形態に用いられる設定温度の説明をする。コピー開始可能状態である定着温度を第1設定温度TT、第2設定温度T1、第3設定温度T2、第4設定温度T3であり、T3<T1<TT<T2の関係を持つ。例えば本実施の形態では、第1設定温度TT=190℃、第2設定温度T1=185℃、第3設定温度T2=195℃、第4設定温度T3=170℃と設定している。本実施の形態では、定着時の温調温度を190℃で温調され、また、スタンバイ時には190℃で温調される。 Here, the set temperature used in this embodiment will be described. The fixing temperature at which copying can be started is a first set temperature TT, a second set temperature T1, a third set temperature T2, and a fourth set temperature T3, and has a relationship of T3 <T1 <TT <T2. For example, in the present embodiment, the first set temperature TT = 190 ° C., the second set temperature T1 = 185 ° C., the third set temperature T2 = 195 ° C., and the fourth set temperature T3 = 170 ° C. are set. In the present embodiment, the temperature is adjusted at 190 ° C. during fixing, and the temperature is adjusted at 190 ° C. during standby.
図7において、立ち上げ動作開始時の検知温度THをサーミスタ6で検知した加熱ローラ2の表面温度とする。
In FIG. 7, the detected temperature TH at the start of the starting operation is the surface temperature of the
まず、S31で加熱ローラ2の検知温度THをサーミスタ6で検知してS32に進む。
First, the detected temperature TH of the
S32で検知温度TH<100℃であるかチェックし、スタート時の加熱ローラ2の温度が熱いかどうか判断する。加熱ローラ2の温度が100℃よりも高いときには、第二の
立ち上げモードのS312に移行し、検知温度がTTに至るまで、ヒータA及びヒータBの点灯を継続する(S313)。そして、検知温度THがTTに至ったら、S38に移行し、画像形成可能状態に移行し、その後S39に移行する。本実施の形態では、S38以降のフローであるS38、S39,S310、S311は、第一の実施の形態のS17、S18,S19、S110と同様である。
In S32, it is checked whether or not the detected temperature TH <100 ° C., and it is determined whether or not the temperature of the
一方、S32でTHが100℃よりも低かったら、今度はS33で立ち上げ動作開始から所定温度、本実施の形態では20℃上昇するまでに要する時間を確認する。即ち、この上昇時間が短い場合には、加熱ローラ2の表面の温度が下がっていても、加熱ローラ2の内部が十分暖まっていると考えられる。そのため、ヒータAとヒータBとを点灯する時間が長くても、短時間で画像形成可能温度にまで至るため、オーバーシュート量が少なく、短い時間で立ち上げることができると考えられる。このように、本実施の形態では、温度上昇率に応じてヒータAを強制的にOFFにする温度を切換えるものである。
On the other hand, if TH is lower than 100 ° C. in S32, this time, in S33, the time required from the start-up operation start to a predetermined temperature, that is, 20 ° C. in the present embodiment, is confirmed. That is, when the rising time is short, it is considered that the inside of the
このように、S33でヒータの温度上昇率が大きい場合には、立ち上げ時間は短くてすむと判断して、第二の立ち上げモードのS312に移行して、前記と同様のフローを経過する。また、逆に、S33で、30秒以上時間がかかるような温度上昇率が小さい場合には、ヒータAの点灯時間が長くなると考えられ、ヒータAを強制的にOFFにする温度を低くして、オーバーシュートの生じる時間を長く取る。このように、第一の立ち上げモードのS34で検知温度THがT1に至るまで、ヒータAとヒータBとを点灯させ、検知温度THがT1に至ると、ヒータAを強制的にOFFして(S36)にして、S37に移行する。その後、検知温度THがTTに達するまで、ヒータBのみの加熱を継続して、検知温度THがTTに至ったら、S38に移行する。 Thus, when the temperature increase rate of the heater is large in S33, it is determined that the startup time is short, and the process proceeds to S312 in the second startup mode, and the same flow as described above passes. . On the other hand, if the rate of temperature increase that takes 30 seconds or longer in S33 is small, it is considered that the lighting time of the heater A is prolonged, and the temperature at which the heater A is forcibly turned off is lowered. , Take longer time to overshoot. As described above, the heater A and the heater B are turned on until the detected temperature TH reaches T1 in S34 of the first start-up mode, and when the detected temperature TH reaches T1, the heater A is forcibly turned off. (S36), and the process proceeds to S37. Thereafter, heating of only the heater B is continued until the detected temperature TH reaches TT. When the detected temperature TH reaches TT, the process proceeds to S38.
このように、検知温度だけでなく、温度上昇率で判断しても、立ち上げ動作の途中で強制的にメインヒータへの通電を停止する構成で、加熱ローラ2の温度が高い場合には、オーバーシュートを防止しつつ、立ち上げ終了までの時間をより短くすることができる。
In this way, even if judged not only by the detected temperature but also by the rate of temperature rise, in a configuration in which energization to the main heater is forcibly stopped during the start-up operation, when the temperature of the
また、実施の形態の設定温度及びTT到達から所定時間t1,t2は実施の形態の値に限られず、適宜他の値を用いても、問題はない。 Further, the predetermined times t1 and t2 from the set temperature and the arrival of TT in the embodiment are not limited to the values in the embodiment, and there is no problem even if other values are appropriately used.
また、実施の形態では、発熱体として、ハロゲンヒータを用いた構成について説明したが、本発明はこれに限定されるものではない。 In the embodiment, the configuration using the halogen heater as the heating element has been described, but the present invention is not limited to this.
例えば、磁界を生ずるコイルを用いて、磁界により加熱体の導電層に生ずる渦電流により加熱体自体が発熱する誘導加熱方式の構成に本発明を用いても問題はない。図8は本発明の加熱装置を熱源として用いた加熱定着装置1106の横断面模型図である。本例の加熱定着装置1106は誘導加熱される加熱体としての定着ローラ11と、加圧部材としての加圧ローラ12との圧接部である定着ニップ部Nに、未定着トナー画像tを担持している記録材Pを導入して挟持搬送させて、定着ニップ部Nにおいて定着ローラ11の熱とニップ圧によって未定着トナー画像tを記録材P面に熱圧定着させるヒートローラタイプの装置である。
For example, there is no problem even if the present invention is used for a configuration of an induction heating system in which a heating element itself generates heat by an eddy current generated in a conductive layer of the heating element by using a coil that generates a magnetic field. FIG. 8 is a schematic cross-sectional view of a
定着ローラ11は、外径40mm、厚さ0.7mmの、磁性金属部材である鉄製の芯金シリンダであり、その表面には離型性を高めるために、例えばPTFEやPFA等のフッ素樹脂の10〜50μm厚の層を外周面に設けてもよい。
The fixing
定着ローラ11はその両端部を定着ユニットフレームに回転自在に軸受けさせて取り付け支持させてあり、図示しない駆動系により矢印の時計方向に所定の周速度にて回転駆動される。
Both ends of the fixing
加圧ローラ12は、中空芯金12aと、その外周面に形成される表面離型性耐熱ゴム層である弾性層12bとからなる。この加圧ローラ12は、上記の定着ローラ11の下側において該定着ローラ11に並行に配列して、中空芯金12aの両端部を図示しない定着ユニットフレームに回転自在に軸受けさせて支持させるとともに、バネなどを用いた図示しない付勢機構によって定着ローラ11の回転軸方向に押し上げ付勢させて、定着ローラ11の下面に対して所定の押圧力で加圧させてある。
The
この定着ローラ11に対する加圧ローラ12の圧接により、弾性層12bが定着ローラ11との圧接部で弾性変形して、定着ローラ11との間に被加熱材加熱部としての所定幅の定着ニップ部Nが形成される。本例では加圧ローラ12は総圧約304N(約30Kg重)で荷重されており、その場合の定着ニップ部Nのニップ幅は約6mmになる。加圧ローラ12は定着ローラ11の回転駆動に伴い、定着ニップ部Nでの圧接摩擦力にて従動回転する。ただし、これらの総圧、ニップ幅は一例にすぎず、他の値であっても問題ない。
Due to the
19は磁束発生手段としての誘導コイルアセンブリであり、誘導コイル13と、磁性コア14と、コイルホルダー15等からなる。誘導コイル13はポリイミド、ポリアミドイミド等の耐熱性材料からなる被覆体により覆われている。このコイルホルダー15は、PPS、PEEK、フェノール樹脂等の耐熱性樹脂からなる、横断面半円樋型の部材であり、このコイルホルダー15の内側に舟形に巻いた誘導コイル13と、厚み4mmの平板フェライトをT型に組み合わせた磁性コア14を納めて誘導コイルアセンブリ19としてある。このコイルホルダー15の外面は、定着ローラ11の内面に対向するように配置されている。また、誘導コイル13は、誘導コイルアセンブリ19に密着している。
この誘導コイルアセンブリ19をステー16に保持させて定着ローラ11の中空部に挿入し、コイルホルダー15の半円弧面側を下向きの姿勢にして、ステー16の両端部を図示しない定着ユニットフレームに固定して支持させてある。この誘導コイルアセンブリ19と定着ローラ11との間には間隙が設けられるように誘導コイルアセンブリ19は配置される。
The
次に加熱動作について説明する。定着ローラ11が回転駆動され、加圧ローラ12が従動回転し、励磁回路111から誘導コイル13に10〜100kHzの交流電流が印加される。交流電流によって誘導された磁界は導電層である定着ローラ11の内面に渦電流を流し、ジュール熱を発生させる。即ち定着ローラ11が誘導加熱される。
Next, the heating operation will be described. The fixing
この定着ローラ11の温度が定着ローラ11表面に当接するように配置されたサーミスタ等の温度センサー17により検出され、その検出温度情報(検出信号)が制御回路112に入力する。この制御回路112はその入力する検出温度情報をもとに、定着ローラ11の表面温度が所定の一定温度になるように、即ち定着ニップ部Nの温度が所定の定着温度に自動温調されるように、励磁回路111から誘導コイル13への電力供給を増減させる。
The temperature of the fixing
而して、定着ローラ11・加圧ローラ12が回転され、定着ローラ11が誘導加熱されて所定に温度に温調された状態において、未定着トナー画像tを担持している記録材Pが搬送ガイド18にガイドされて定着ニップ部Nに導入されて挟持搬送され、定着ローラ11の熱とニップ圧によって未定着トナー画像tが記録材P面に熱圧定着される。定着ニップ部Nを出た記録材Pは定着ローラ11の面から分離して排出搬送される。110は定着ニップ部Nの記録材出口側に定着ローラ11の表面に当接または近接して配置した記録材分離爪である。
Thus, the recording material P carrying the unfixed toner image t is conveyed in a state in which the fixing
この場合には、コイルが、加熱体の中央部の発熱量が端部の発熱量をよりも大きくなる第一のコイルと加熱体の端部の発熱量が中央部の発熱量よりも大きくなる第二のコイルの構成となる。この構成にすると、前述の実施例のヒータAが第一のコイルに相当し、ヒータBが第二のコイルに相当するものであり、前述のフローチャートを用いて、第一のコイルへの通電を強制的にOFFにする温度を設定し、立ち上げ動作時の加熱体の温度が高くなると、第一のコイルへの通電を強制的にOFFにする温度をより高くする。このような構成により、誘導加熱方式を用いた加熱装置においても、本発明をもちいることで、立ち上げ動作の途中で強制的にメインヒータへの通電を停止する構成であっても、定着ローラ11の温度が高い場合には、オーバーシュートを防止しつつ、短時間で立ち上げることができる。 In this case, the amount of heat generated at the center of the heating element is greater than the amount of heat generated at the end of the coil, and the amount of heat generated at the end of the first coil and the heating element is greater than the amount of heat generated at the center. The second coil is configured. With this configuration, the heater A in the above-described embodiment corresponds to the first coil, and the heater B corresponds to the second coil. The first coil is energized using the flowchart described above. When the temperature for forcibly turning OFF is set and the temperature of the heating body during the start-up operation increases, the temperature for forcibly turning off the energization of the first coil is further increased. With such a configuration, even in a heating device using an induction heating method, the fixing roller can be used even if the power supply to the main heater is forcibly stopped during the start-up operation by using the present invention. When the temperature of 11 is high, it can be started up in a short time while preventing overshoot.
このように、本発明によると、立ち上げ動作の途中で強制的にメインヒータへの通電を停止する構成で、定着回転体の温度が高い場合には、オーバーシュートを防止しつつ、短時間で立ち上げることができる。 As described above, according to the present invention, in the configuration in which energization to the main heater is forcibly stopped during the start-up operation, when the temperature of the fixing rotator is high, overshooting is prevented in a short time. Can be launched.
以上本発明の実施の形態について説明したが、本発明は上記実施の形態に何ら限定されるものではなく、本発明の技術思想内であらゆる変形が可能である。 Although the embodiments of the present invention have been described above, the present invention is not limited to the above-described embodiments, and various modifications can be made within the technical idea of the present invention.
1 定着装置
2 加熱ローラ
3 加圧ローラ
4 ヒータA
5 ヒータB
6 サーミスタ
11 定着ローラ
12 加圧ローラ
13 誘導コイル
14 磁性コア
15 コイルホルダー
16 ステー
17 温度センサー
18 搬送ガイド
19 誘導コイルアセンブリ
40 画像形成装置
44 画像形成部
111 励磁回路
112 制御回路
1106 加熱定着装置
DESCRIPTION OF
5 Heater B
DESCRIPTION OF SYMBOLS 6
Claims (3)
前記定着部材の軸方向両端域よりも中央域を加熱する能力が高い第1の加熱部材と、
前記定着部材の中央域よりも両端域を加熱する能力が高い第2の加熱部材と、
前記定着部材の中央域の温度を検知する温度検知体と、
前記温度検知体の出力に応じて前記第1の加熱部材と前記第2の加熱部材への通電を制御する制御手段と、
を有する定着装置において、
前記定着部材の温度を定着可能な定着温度まで昇温させる立ち上げ動作を行う際に、
前記立ち上げ動作を開始するときの検知温度が所定温度よりも低い場合、
前記検知温度が、前記定着温度よりも低い設定温度に到達するまで、前記第1及び第2の加熱部材へ通電し、
前記検知温度が前記設定温度に到達した後は、前記第1の加熱部材への通電を停止して前記第2の加熱部材への通電を継続し、
前記立ち上げ動作を開始するときの検知温度が前記所定温度よりも高い場合、
前記検知温度が前記定着温度に到達するまで前記第1及び第2の加熱部材へ通電を継続することを特徴とする定着装置。 A fixing member and a pressure member for fixing the toner image on the recording material at the pressure contact portion;
A first heating member having a higher ability to heat a central region than both axial end regions of the fixing member;
A second heating member having a higher ability to heat both end regions than the central region of the fixing member;
A temperature detector for detecting the temperature of the central region of the fixing member;
Control means for controlling energization to the first heating member and the second heating member in accordance with the output of the temperature detector;
In a fixing device having
When performing a start-up operation for raising the temperature of the fixing member to a fixing temperature at which fixing is possible,
When the detected temperature when starting the startup operation is lower than a predetermined temperature,
Energizing the first and second heating members until the detected temperature reaches a set temperature lower than the fixing temperature,
After the detected temperature reaches the set temperature, the energization to the first heating member is stopped and the energization to the second heating member is continued.
When the detected temperature when starting the start-up operation is higher than the predetermined temperature,
The fixing device, wherein energization is continued to the first and second heating members until the detected temperature reaches the fixing temperature.
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