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JP2008111949A - Image forming apparatus - Google Patents

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Publication number
JP2008111949A
JP2008111949A JP2006294224A JP2006294224A JP2008111949A JP 2008111949 A JP2008111949 A JP 2008111949A JP 2006294224 A JP2006294224 A JP 2006294224A JP 2006294224 A JP2006294224 A JP 2006294224A JP 2008111949 A JP2008111949 A JP 2008111949A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
temperature
control
roller
heating roller
image forming
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP2006294224A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Akihiro Kondo
晃洋 近藤
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Kyocera Document Solutions Inc
Original Assignee
Kyocera Mita Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Kyocera Mita Corp filed Critical Kyocera Mita Corp
Priority to JP2006294224A priority Critical patent/JP2008111949A/en
Publication of JP2008111949A publication Critical patent/JP2008111949A/en
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an image forming apparatus having a fixing device in which the surface temperature of a heating roller is detected using a non-contact type thermistor, the image forming apparatus being capable of safely and surely preventing fixing error due to undershoot without complicating the control mechanism of the fixing device and increasing the cost of the device. <P>SOLUTION: When detected temperature by a center thermistor 37 reaches control temperature 160°C after starting warming-up, such second control is performed that power-on/off of a halogen heater 28 is forcibly repeated by setting a rate (duty ratio) of on-time in one power on/off cycle as a predetermined value at which the temperature of a roller falls if the temperature of the roller is lower than predetermined temperature (for example, 120°C) and printing data included in a printing output signal shows the predetermined number of sheets or more when receiving a printing signal. <P>COPYRIGHT: (C)2008,JPO&INPIT

Description

本発明は、加熱ローラ及び加圧ローラを有する熱ローラ定着方式の定着装置を備えた複写機、ファクシミリ及びプリンタ等の画像形成装置に関するものであり、特に、定着温度を一定に維持するための温度制御に関するものである。   The present invention relates to an image forming apparatus such as a copying machine, a facsimile, and a printer having a fixing device of a heat roller fixing system having a heating roller and a pressure roller, and in particular, a temperature for maintaining a fixing temperature constant. It is about control.

電子写真プロセスを用いた従来の画像形成装置においては、帯電ユニットにより一様に帯電された感光体ドラム等の像担持体上に露光ユニットからレーザ照射を行うことにより、帯電を部分的に減衰させた所定の静電潜像を形成し、現像ユニットにより静電潜像にトナーを付着させてトナー像(可視像)とした後、転写手段を用いてトナー像を記録媒体上に転写し、定着装置により未定着トナーを加熱、加圧して永久像とする画像形成プロセスが実行される。また、定着装置としては、ニップを形成する定着ローラ対のうち少なくとも一方のローラに熱源を内蔵させて定着ローラ(加熱ローラ)とし、このローラ対のニップ部に未定着トナー像を担持した記録媒体を挿通することによってトナーを定着する熱ローラ定着方式が広く用いられている。   In a conventional image forming apparatus using an electrophotographic process, the charging is partially attenuated by irradiating a laser beam from an exposure unit onto an image carrier such as a photosensitive drum uniformly charged by a charging unit. A predetermined electrostatic latent image is formed, and a toner is attached to the electrostatic latent image by a developing unit to form a toner image (visible image). Then, the toner image is transferred onto a recording medium using a transfer unit, An image forming process is performed in which a non-fixed toner is heated and pressed by a fixing device to form a permanent image. Further, as a fixing device, a heat source is incorporated in at least one of a pair of fixing rollers forming a nip to form a fixing roller (heating roller), and a recording medium carrying an unfixed toner image in the nip portion of the roller pair A heat roller fixing system in which toner is fixed by inserting the toner is widely used.

熱ローラ定着方式の定着装置の構成を図6に示す。定着装置101のハウジングは上ハウジング101a及び下ハウジング101bから構成されており、上ハウジング101a内には、図中時計回りに回転する加熱ローラ102aが収納され、下ハウジング101b内には反時計回りに回転する加圧ローラ102bが収納されている。加熱ローラ102a内にはヒータ103が内蔵されており、加圧ローラ102bは図示しない付勢手段により所定の圧力で加熱ローラ102aに圧接されている。加熱ローラ102a及び加圧ローラ102bは、定着ニップ部Nを通過する用紙上の未定着トナーを定着させる定着ローラ対102を構成している。   FIG. 6 shows the configuration of a heat roller fixing type fixing device. The fixing device 101 includes an upper housing 101a and a lower housing 101b. The upper housing 101a stores a heating roller 102a that rotates clockwise in the figure, and the lower housing 101b counterclockwise. A rotating pressure roller 102b is accommodated. A heater 103 is built in the heating roller 102a, and the pressure roller 102b is pressed against the heating roller 102a with a predetermined pressure by a biasing means (not shown). The heating roller 102a and the pressure roller 102b constitute a fixing roller pair 102 that fixes unfixed toner on the paper passing through the fixing nip N.

転写ローラ(図示せず)によりトナー像が転写され、図6の右方向から搬送されてきた用紙は、上流側の導入口105aより定着装置101内に搬入される。導入口105aには定着進入ガイド106が設けられており、用紙の先端が定着進入ガイド106に沿って定着ローラ対102に案内されて、定着ローラ対102の定着ニップ部Nを通過する。このとき所定の温度及び圧力により加熱、加圧され、用紙上のトナー像が永久像とされる。その後、用紙は下流側の排出口105bより定着装置101の外部に搬送され、排出ローラ(図示せず)により画像形成装置の外部に排出される。このように構成された定着装置101では、加熱ローラ102aの表面温度を一定に保持するため、加熱ローラ102aに接触して表面温度を検知するサーミスタ104が設けられている。   The toner image is transferred by a transfer roller (not shown), and the sheet conveyed from the right direction in FIG. 6 is carried into the fixing device 101 from the upstream inlet 105a. A fixing approach guide 106 is provided at the introduction port 105 a, and the leading edge of the sheet is guided to the fixing roller pair 102 along the fixing approach guide 106 and passes through the fixing nip portion N of the fixing roller pair 102. At this time, the toner image on the paper is made a permanent image by being heated and pressurized at a predetermined temperature and pressure. Thereafter, the sheet is conveyed to the outside of the fixing device 101 from the downstream discharge port 105b and discharged to the outside of the image forming apparatus by a discharge roller (not shown). In the fixing device 101 configured as described above, in order to keep the surface temperature of the heating roller 102a constant, the thermistor 104 that contacts the heating roller 102a and detects the surface temperature is provided.

従来、定着ローラ対の温度検出素子としては接触式サーミスタが広く用いられてきたが、接触式サーミスタは検知精度が高い反面、ローラ表面に接触させて使用するため、通紙領域に接触させた場合、ローラとサーミスタとの摩擦によりローラ表面に傷や削れが発生し、その部分の定着性能が低下して縦スジや定着不良等の不具合の原因となる。また、未定着トナーや紙粉の付着による誤検知の問題もあり、これを防止するためサーミスタのクリーニング手段を設ける方法もあるが、クリーニング動作により連続通紙時のウオームアップ時間が増加するとともに、装置のコストアップにも繋がる。   Conventionally, contact type thermistors have been widely used as temperature detection elements for fixing roller pairs. However, contact type thermistors have high detection accuracy, but they are used in contact with the roller surface. The friction between the roller and the thermistor causes the surface of the roller to be scratched or scraped, and the fixing performance of that portion is lowered, causing problems such as vertical stripes and poor fixing. In addition, there is a problem of false detection due to adhesion of unfixed toner or paper dust, and there is a method of providing a thermistor cleaning means to prevent this, but the warm-up time during continuous paper passing increases due to the cleaning operation, This also leads to an increase in the cost of the device.

一方、接触式サーミスタを非通紙領域に接触させた場合、ローラの耐久性低下の問題は少ない反面、非通紙領域の温度から通紙領域の温度を予測して制御を行うため、用紙のサイズや厚み等に応じて制御条件を細かく設定する必要が生じ、想定外のサイズの用紙が通紙された場合におけるローラ表面温度の安定性の面で問題があった。また、ローラ中央部及び端部でのヒータの配熱特性、供給電圧の低下、機外環境等の外的要因の変化に対して制御に余裕を持たせることも困難であり、画像形成装置の機種が異なる場合、或いは同一機種であっても設計変更があった場合には再度設定を見直す必要があるという設計上の問題点もあった。   On the other hand, when a contact thermistor is brought into contact with the non-sheet passing area, there is little problem with the durability of the roller. The control conditions need to be set finely according to the size, thickness, etc., and there is a problem in terms of the stability of the roller surface temperature when a paper of an unexpected size is passed. In addition, it is difficult to provide a margin for control with respect to changes in external factors such as the heat distribution characteristics of the heater at the center and end of the roller, a decrease in supply voltage, and the environment outside the machine. There is also a design problem that it is necessary to review the settings again if the models are different or if there is a design change even if they are the same model.

そこで、例えば赤外線により温度検知を行う非接触式サーミスタを通紙領域に対向配置し、ローラ表面からの輻射熱を検知する方法が用いられる。この方法によれば、連続通紙時におけるローラ表面の通紙領域の温度安定性を確保できる上、サーミスタの接触に起因する上記の諸問題が発生しない。また、接触式サーミスタと非接触式サーミスタの組み合わせによりローラ表面温度をさらに精密に制御する方法も提案されている。   Therefore, for example, a method is used in which a non-contact thermistor that detects the temperature by infrared rays is disposed opposite to the paper region and the radiant heat from the roller surface is detected. According to this method, the temperature stability of the sheet passing area on the roller surface during continuous sheet passing can be secured, and the above-described problems caused by the contact of the thermistor do not occur. A method of controlling the roller surface temperature more precisely by combining a contact thermistor and a non-contact thermistor has also been proposed.

しかし、非接触式サーミスタにより温度制御を行う場合、ローラ表面からの輻射熱を検知するため、実際のローラ表面温度の変化に遅れて検知温度が変化するというサーミスタの応答性の問題が生じる。具体的には、印刷開始時点においてローラ表面温度が定着温度よりも低い場合、ヒータを全点灯(ON)させて非接触式サーミスタの検知温度が所定の制御温度となるまでローラを加熱するが、非接触式サーミスタの検知温度は実際のローラ表面温度の上昇に遅れて追従することになる。   However, when temperature control is performed using a non-contact type thermistor, since the radiant heat from the roller surface is detected, there arises a problem of responsiveness of the thermistor that the detected temperature changes behind the actual change of the roller surface temperature. Specifically, when the roller surface temperature is lower than the fixing temperature at the start of printing, the heater is fully turned on (ON) and the roller is heated until the temperature detected by the non-contact thermistor reaches a predetermined control temperature. The detected temperature of the non-contact thermistor follows the actual roller surface temperature with a delay.

つまり、図7に示すように、検知温度が制御温度(160℃)に到達した時点では実際のローラ表面温度が目標温度(180℃)を超えて上昇する、いわゆるオーバーシュートが発生している。その時点でヒータへの通電は遮断(OFF)され、ローラ表面温度は低下し始めるが、検知温度はしばらく上昇し続け、さらに遅れて制御温度に低下するまでヒータへの通電は遮断されたままとなる。これにより、実際のローラ表面温度が目標温度よりも低くなる、いわゆるアンダーシュート(図の破線円内)が発生する。   That is, as shown in FIG. 7, when the detected temperature reaches the control temperature (160 ° C.), so-called overshoot occurs in which the actual roller surface temperature rises above the target temperature (180 ° C.). At that time, the energization to the heater is cut off (OFF), and the roller surface temperature starts to decrease, but the detection temperature continues to rise for a while and the energization to the heater remains interrupted until it falls to the control temperature with a delay. Become. As a result, a so-called undershoot (in the broken line circle in the figure) occurs in which the actual roller surface temperature is lower than the target temperature.

この状態で印刷が実行された場合、実際のローラ表面温度は目標温度よりも低く、且つ非接触式サーミスタの検知温度が制御温度に低下するまでヒータによる熱供給が全く行われない状態で通紙されるため、定着不良が発生する可能性が高くなる。   When printing is performed in this state, the actual roller surface temperature is lower than the target temperature, and the paper is passed in a state where no heat is supplied by the heater until the temperature detected by the non-contact thermistor is lowered to the control temperature. Therefore, there is a high possibility that fixing failure will occur.

特許文献1には、非通紙領域のローラ表面温度が所定値よりも低いときは、通紙領域のローラ表面温度に係わらずヒータを強制的にONすることにより、ウオームアップ直後の通紙によるローラ端部(非通紙領域)温度のアンダーシュートを防止する方法が開示されている。しかし、非通紙領域のローラ表面温度に基づいてヒータを強制的にONする特許文献1の制御では、ウオームアップ直後における通紙領域と非通紙領域の温度差に起因するローラ端部温度のアンダーシュートは防止できるものの、非接触式サーミスタの応答性に起因するアンダーシュートを効果的に防止することはできなかった。
特開平10−301436号公報
In Patent Document 1, when the roller surface temperature in the non-sheet passing area is lower than a predetermined value, the heater is forcibly turned on regardless of the roller surface temperature in the sheet passing area. A method for preventing undershoot of the roller end (non-sheet passing region) temperature is disclosed. However, in the control of Patent Document 1 in which the heater is forcibly turned on based on the roller surface temperature in the non-sheet-passing area, the roller end temperature caused by the temperature difference between the sheet-passing area and the non-sheet-passing area immediately after the warm-up. Although undershoot could be prevented, it was not possible to effectively prevent undershoot caused by non-contact thermistor response.
Japanese Patent Laid-Open No. 10-301436

本発明は、上記問題点に鑑み、非接触式サーミスタを用いて加熱ローラの表面温度を検出する定着装置において、定着装置の制御機構の複雑化及び装置のコストアップを招くことなく、アンダーシュートに起因する定着不良を安全且つ確実に防止できる画像形成装置を提供することを目的とする。   In view of the above problems, the present invention provides a fixing device that detects the surface temperature of a heating roller using a non-contact type thermistor, and does not undershoot without complicating the control mechanism of the fixing device and increasing the cost of the device. An object of the present invention is to provide an image forming apparatus capable of safely and reliably preventing a fixing defect caused by the fixing failure.

上記目的を達成するために本発明は、内部に加熱手段が配置された加熱ローラと、該加熱ローラに対向配置され用紙を挿通させるニップを形成する加圧ローラとから成る定着ローラ対を有し、用紙上の未定着トナーを定着する定着装置と、前記加熱ローラの通紙領域に対向配置され非接触状態で前記加熱ローラの表面温度を検知する第1検知手段と、該第1検知手段の検知結果に応じて前記加熱手段への通電を制御する制御手段と、を備え、前記第1検知手段の検知結果が所定の制御温度に到達した場合に前記加熱手段への通電のON/OFFを切り換える第1の制御を行う画像形成装置において、前記制御手段は、ウオームアップ時に所定枚数以上の連続印刷が入力され、且つ印刷開始信号を受信した時の前記加熱ローラの表面温度が所定値以下であるときは、前記第1検知手段の検知結果が最初に前記制御温度以上に上昇した時点から、再び前記制御温度に低下するまで、若しくは連続印刷が終了するまでのうちいずれか早い時点までの間、前記加熱ローラの表面温度が下降する所定のDUTY比により通電のON/OFFを繰り返す第2の制御を実行することを特徴としている。   In order to achieve the above object, the present invention has a fixing roller pair comprising a heating roller having heating means disposed therein and a pressure roller that is disposed opposite to the heating roller and forms a nip through which a sheet is inserted. A fixing device that fixes unfixed toner on the paper, a first detection unit that is disposed to face the paper passing area of the heating roller and detects the surface temperature of the heating roller in a non-contact state, and Control means for controlling energization to the heating means according to a detection result, and when the detection result of the first detection means reaches a predetermined control temperature, ON / OFF of energization to the heating means is turned on. In the image forming apparatus that performs the first control to switch, the control means receives a predetermined number or more of continuous prints at the time of warm-up, and the surface temperature of the heating roller when a print start signal is received is predetermined. When it is below, from the time when the detection result of the first detection means first rises above the control temperature to the time when it falls again to the control temperature or until the end of continuous printing, whichever comes first During this period, the second control is repeatedly performed to turn on / off the current according to a predetermined DUTY ratio at which the surface temperature of the heating roller decreases.

なお、本明細書中においては、通電のON/OFF制御を行う場合のON/OFF1サイクルにおけるON時間の割合をDUTY比という。   In the present specification, the ratio of the ON time in the ON / OFF 1 cycle in the case where the energization ON / OFF control is performed is referred to as a DUTY ratio.

また本発明は、上記構成の画像形成装置において、前記第2の制御に用いられるDUTY比は、印刷開始信号を受信した時の前記加熱ローラの表面温度と前記制御温度との温度差に基づいて設定されることを特徴としている。   According to the present invention, in the image forming apparatus configured as described above, the DUTY ratio used for the second control is based on a temperature difference between the surface temperature of the heating roller and the control temperature when a print start signal is received. It is characterized by being set.

また本発明は、上記構成の画像形成装置において、前記加熱ローラの非通紙領域には、接触状態で前記加熱ローラの表面温度を検知する第2検知手段が配置されており、該第2検知手段を用いて印刷開始信号を受信した時の前記加熱ローラの表面温度を検知することを特徴としている。   According to the present invention, in the image forming apparatus having the above-described configuration, a second detection unit that detects a surface temperature of the heating roller in a contact state is disposed in a non-sheet passing region of the heating roller. The surface temperature of the heating roller when the printing start signal is received using the means is detected.

本発明の第1の構成によれば、第1検知手段の検知結果が所定の制御温度まで上昇した後も、加熱ローラの表面温度が下降するような所定のDUTY比で通電のON/OFFを強制的に繰り返す第2の制御を実行することにより、加熱手段への通電を完全にOFFとする従来の制御に比べてローラ表面温度が緩やかに下降する。従って、ウオームアップ直後のローラ温度のアンダーシュートによる定着不良の発生を効果的に防止可能となる。また、第1検知手段の検知結果が再び制御温度に低下したとき、若しくは連続印刷が終了したときは第2の制御を終了することにより、強制的に通電を行う第2の制御が必要最低限となり、装置の安全性も確保できる。   According to the first configuration of the present invention, the energization is turned on / off at a predetermined DUTY ratio such that the surface temperature of the heating roller decreases even after the detection result of the first detection means has increased to the predetermined control temperature. By executing the second control which is forcibly repeated, the roller surface temperature gradually falls as compared with the conventional control in which the power supply to the heating means is completely turned off. Therefore, it is possible to effectively prevent the occurrence of fixing failure due to the roller temperature undershoot immediately after warming up. In addition, when the detection result of the first detection unit is lowered to the control temperature again, or when the continuous printing is finished, the second control for forcibly energizing is required by ending the second control. Thus, the safety of the apparatus can be secured.

本発明の第2の構成によれば、上記第1の構成の画像形成装置において、印刷開始信号を受信した時の加熱ローラの表面温度と制御温度との温度差に基づいて第2の制御に用いられるDUTY比を設定することにより、アンダーシュートの防止効果と温度上昇に対する安全性の両方を考慮した最適なDUTY比を設定することができる。   According to the second configuration of the present invention, in the image forming apparatus having the first configuration, the second control is performed based on the temperature difference between the surface temperature of the heating roller and the control temperature when the print start signal is received. By setting the DUTY ratio to be used, it is possible to set an optimal DUTY ratio considering both the effect of preventing undershoot and the safety against temperature rise.

また、本発明の第3の構成によれば、上記第1又は第2の構成の画像形成装置において、加熱ローラの非通紙領域に配置される接触式の第2検知手段を用いて印刷開始信号を受信した時の加熱ローラの表面温度を高精度に検知することにより、装置の動作状態や使用環境に係わらず安定した温度制御を行うことができる。   According to the third configuration of the present invention, in the image forming apparatus having the first or second configuration, printing is started using the contact-type second detection unit arranged in the non-sheet passing area of the heating roller. By detecting the surface temperature of the heating roller when receiving the signal with high accuracy, stable temperature control can be performed regardless of the operating state of the apparatus and the use environment.

以下、図面を参照しながら本発明の実施形態について説明する。図1は、本発明の給紙機構を備えた画像形成装置の概略構成図である。画像形成装置(ここではカラープリンタ)100では、コピー動作を行う場合、装置本体内において、図中の反時計回りに回転する感光体ドラム1が帯電ユニット2により一様に帯電される。そして、パーソナルコンピュータ等から画像入力部(図示せず)に入力された原稿画像データに基づいて露光ユニット3から感光体ドラム1上にレーザビームが照射され、感光体ドラム1上に静電潜像が形成される。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a schematic configuration diagram of an image forming apparatus provided with a paper feed mechanism of the present invention. In the image forming apparatus (here, a color printer) 100, when performing a copying operation, the photosensitive drum 1 that rotates counterclockwise in the drawing is uniformly charged by the charging unit 2 in the apparatus main body. The exposure unit 3 irradiates the photosensitive drum 1 with a laser beam based on the original image data input to an image input unit (not shown) from a personal computer or the like, and the electrostatic latent image on the photosensitive drum 1. Is formed.

感光体ドラム1は、例えばアルミドラムに感光層が積層されたものであり、帯電ユニット2により表面を帯電させるようになっている。そして、露光ユニット3からのレーザビームを受けた表面に帯電を減衰させた静電潜像を形成する。感光層を形成する感光材料としては、アモルファスシリコン感光体や正帯電有機感光体(正OPC感光体)が用いられる。感光層として正OPCを用いた場合、オゾン等の発生が少なく帯電が安定しており、特に単層構造の正OPCは長期間使用して膜厚が変化した場合においても感光特性に変化が少なく、画質も安定するため長寿命のシステムには好適に用いられる。   The photosensitive drum 1 is formed, for example, by laminating a photosensitive layer on an aluminum drum, and the surface is charged by a charging unit 2. Then, an electrostatic latent image in which charging is attenuated is formed on the surface that has received the laser beam from the exposure unit 3. As the photosensitive material for forming the photosensitive layer, an amorphous silicon photoreceptor or a positively charged organic photoreceptor (positive OPC photoreceptor) is used. When positive OPC is used as the photosensitive layer, the generation of ozone or the like is small and charging is stable. In particular, the positive OPC having a single-layer structure has little change in photosensitive characteristics even when the film thickness changes after long-term use. Since the image quality is stable, it is preferably used in a system having a long life.

4はトナーを感光体ドラム1上に供給するロータリー式の現像ユニットである。現像ユニット4は、現像装置とトナー容器が一体化されたカートリッジ式のイエロー、マゼンタ、シアン及びブラックの各色の現像装置4a、4b、4c及び4dを備えており、現像装置4a〜4dを感光体ドラム1に対向する位置に順次回転移動させることにより、感光体ドラム1上の静電潜像に正極性トナーが付着されて各色のトナー像が形成される。   Reference numeral 4 denotes a rotary developing unit that supplies toner onto the photosensitive drum 1. The developing unit 4 includes cartridge-type yellow, magenta, cyan, and black developing devices 4a, 4b, 4c, and 4d in which a developing device and a toner container are integrated, and the developing devices 4a to 4d are photoreceptors. By sequentially rotating to a position facing the drum 1, positive polarity toner is attached to the electrostatic latent image on the photosensitive drum 1 to form toner images of each color.

5はトナー像が転写される中間転写ベルトであり、中間転写ローラ6a、6b、ベルト駆動ローラ8及び従動ローラ9に掛け渡され、感光体ドラム1に当接しながら図示しない駆動手段により図中の時計回りに回転する。中間転写ベルト5には誘電体樹脂製のシートが用いられ、その両端部を互いに重ね合わせて接合しエンドレス形状にしたベルトや、継ぎ目を有しない(シームレス)ベルトが用いられる。   Reference numeral 5 denotes an intermediate transfer belt onto which a toner image is transferred. The intermediate transfer belt is passed over intermediate transfer rollers 6a and 6b, a belt driving roller 8 and a driven roller 9, and is in contact with the photosensitive drum 1 by a driving means (not shown). Rotate clockwise. A sheet made of dielectric resin is used for the intermediate transfer belt 5, and a belt in which both ends thereof are overlapped and joined to form an endless shape, or a belt without a seam (seamless) is used.

ユーザにより画像形成開始が入力されると、所定のタイミングにより感光体ドラム1上にイエローのトナー像の形成を行う。そして、負極性の転写バイアスが印加された中間転写ローラ6a、6bにより感光体ドラム1上のイエローのトナー像が中間転写ベルト5上に転写される(一次転写)。その後、感光体ドラム1の表面に残留したトナーがクリーニングローラ7a及びクリーニングブレード7bにより除去され、現像ユニット4は所定量(ここでは90°)回転して、上記と同様に今度はマゼンタのトナー像が感光体ドラム1上に形成され、中間転写ベルト5上に転写される。   When the user inputs image formation start, a yellow toner image is formed on the photosensitive drum 1 at a predetermined timing. The yellow toner image on the photosensitive drum 1 is transferred onto the intermediate transfer belt 5 by the intermediate transfer rollers 6a and 6b to which a negative transfer bias is applied (primary transfer). Thereafter, the toner remaining on the surface of the photosensitive drum 1 is removed by the cleaning roller 7a and the cleaning blade 7b, and the developing unit 4 rotates by a predetermined amount (here, 90 °), and this time, the magenta toner image is the same as described above. Are formed on the photosensitive drum 1 and transferred onto the intermediate transfer belt 5.

以下、上述と同様の方法により、感光体ドラム1からシアン及びブラックのトナー像が中間転写ベルト5上に転写される。これらの4色の画像は、所定のフルカラー画像形成のために予め定められた所定の位置関係をもって形成される。15は中間転写ベルト5の下部に位置する転写ローラであり、16は中間転写ベルト5表面の残留トナーを除去するベルトクリーニングブレードである。   Thereafter, cyan and black toner images are transferred onto the intermediate transfer belt 5 from the photosensitive drum 1 by the same method as described above. These four color images are formed with a predetermined positional relationship predetermined for forming a predetermined full-color image. A transfer roller 15 is positioned below the intermediate transfer belt 5, and a belt cleaning blade 16 removes residual toner on the surface of the intermediate transfer belt 5.

上記のようにトナー像が形成された中間転写ベルト5に向けて、用紙Pが給紙機構(給紙カセット)10からピックアップローラ11、給紙ローラ対12、搬送ローラ13a、13b及びレジストローラ対14を経由して搬送され、中間転写ベルト5の表面に順次形成されたフルカラーのトナー像が負極性の転写バイアスが印加された転写ローラ15により用紙P上に一度に転写される(二次転写)。そして、トナー像が転写された用紙Pは加熱ローラ17a及び加圧ローラ17bから成る定着ローラ対17を備えた定着装置18に搬送されてトナー像が定着される。定着装置18を通過した用紙Pは、用紙搬送路19及び排出ローラ対20を介して排出トレイ21に排出される。   The sheet P is fed from the paper feed mechanism (paper feed cassette) 10 to the pickup roller 11, the paper feed roller pair 12, the transport rollers 13a and 13b, and the registration roller pair toward the intermediate transfer belt 5 on which the toner image is formed as described above. 14, a full-color toner image sequentially formed on the surface of the intermediate transfer belt 5 is transferred onto the paper P at a time by the transfer roller 15 to which a negative transfer bias is applied (secondary transfer). ). Then, the sheet P on which the toner image is transferred is conveyed to a fixing device 18 having a fixing roller pair 17 including a heating roller 17a and a pressure roller 17b, and the toner image is fixed. The paper P that has passed through the fixing device 18 is discharged to a discharge tray 21 via a paper conveyance path 19 and a discharge roller pair 20.

図2は、図1における定着装置の概略構成を示す側面断面図であり、矢印Aは用紙の搬送方向を示している。図2に示すように、定着装置18は、加熱ローラ17a、加圧ローラ17b及びこれらのローラを回転自在に支持するハウジング25から構成されている。ハウジング25は、加熱ローラ用ハウジング25aと加圧ローラ用ハウジング25bとから成り、ハウジング25aが加熱ローラ17aを、ハウジング25bが加圧ローラ17bをそれぞれ覆うよう構成されている。また、ハウジング25の用紙搬送方向上流側には、用紙Pを定着装置18内に導入するための導入口26が設けられ、ハウジング25の用紙搬送方向下流側には、導入口26から導入された用紙を排出するための排出口27が設けられている。   FIG. 2 is a side cross-sectional view showing a schematic configuration of the fixing device in FIG. 1, and an arrow A indicates a sheet conveyance direction. As shown in FIG. 2, the fixing device 18 includes a heating roller 17a, a pressure roller 17b, and a housing 25 that rotatably supports these rollers. The housing 25 includes a heating roller housing 25a and a pressure roller housing 25b. The housing 25a covers the heating roller 17a, and the housing 25b covers the pressure roller 17b. An introduction port 26 for introducing the paper P into the fixing device 18 is provided on the upstream side of the housing 25 in the paper conveyance direction, and the introduction port 26 is introduced on the downstream side of the housing 25 in the paper conveyance direction. A discharge port 27 for discharging the paper is provided.

加熱ローラ17aとしては、例えば熱伝導性に優れたアルミや鉄等の金属から成る円筒形状の芯金上に、フッ素樹脂のコーティングやチューブを被覆しただけの、いわゆるハードローラが用いられる。また、加熱ローラ17aの芯金内部には熱源であるハロゲンヒータ28が設けられている。加圧ローラ17bとしては、合成樹脂、金属その他材料から構成される円筒形状の基材上にシリコンゴム等の弾性層が形成され、この弾性層の表面がフッ素樹脂等の離形性に優れた樹脂で覆われたものが用いられる。   As the heating roller 17a, for example, a so-called hard roller is used in which a cylindrical cored bar made of a metal such as aluminum or iron having excellent thermal conductivity is simply coated with a fluororesin coating or a tube. Further, a halogen heater 28 as a heat source is provided inside the cored bar of the heating roller 17a. As the pressure roller 17b, an elastic layer such as silicon rubber is formed on a cylindrical base material made of synthetic resin, metal or other material, and the surface of the elastic layer is excellent in releasability such as fluororesin. Those covered with resin are used.

これらの加熱ローラ17a及び加圧ローラ17bは、用紙Pの搬送方向(矢印A方向)に対して直交するように、それぞれの両端部に設けられた軸受(図示せず)によってハウジング25a、25bにそれぞれ回転自在に支持されている。加圧ローラ17bは、加熱ローラ17aに所定の圧力で圧接されて加熱ローラ17aに従動回転する。そして、加熱ローラ17aと加圧ローラ17bとの圧接部分(定着ニップ部)へと搬送される用紙Pを加熱及び加圧することにより、粉体状態の未定着トナーを溶融定着させるよう構成されている。   The heating roller 17a and the pressure roller 17b are attached to the housings 25a and 25b by bearings (not shown) provided at both ends so as to be orthogonal to the conveyance direction (arrow A direction) of the paper P. Each is supported rotatably. The pressure roller 17b is brought into pressure contact with the heating roller 17a with a predetermined pressure and is driven to rotate by the heating roller 17a. The sheet P conveyed to the pressure contact portion (fixing nip portion) between the heating roller 17a and the pressure roller 17b is heated and pressed to melt and fix the powdered unfixed toner. .

次に、加熱ローラ17aの表面温度を検知する温度検知手段について説明する。温度検知手段としては、幅方向略中央領域(通紙領域)の表面温度を検知するセンターサーミスタ37と、幅方向端部領域(非通紙領域)の表面温度を検知するエッジサーミスタ38とが配設されている。センターサーミスタ37は、加熱ローラ17aの通紙領域上に配置されるため、加熱ローラ17aに接触配置すると、センターサーミスタ37との摩擦により加熱ローラ17a表面に傷や削れが発生し、その部分の定着性能が低下して縦スジや定着不良等を生じるおそれがある。そのため、加熱ローラ17a表面との間に所定の間隔を隔てて配置される赤外線感温式サーミスタ等の非接触式サーミスタが用いられる。   Next, temperature detection means for detecting the surface temperature of the heating roller 17a will be described. As the temperature detection means, a center thermistor 37 that detects the surface temperature of the substantially central region (sheet passing region) in the width direction and an edge thermistor 38 that detects the surface temperature of the end region in the width direction (non-sheet passing region) are arranged. It is installed. Since the center thermistor 37 is disposed on the paper passing area of the heating roller 17a, if the center thermistor 37 is disposed in contact with the heating roller 17a, the surface of the heating roller 17a is scratched or scraped by friction with the center thermistor 37, and the fixing of the portion is performed. There is a risk that the performance may be reduced, causing vertical stripes, poor fixing, and the like. For this reason, a non-contact thermistor such as an infrared temperature-sensitive thermistor that is disposed at a predetermined interval from the surface of the heating roller 17a is used.

一方、エッジサーミスタ38は加熱ローラ17aの非通紙領域に配置されるため、加熱ローラ17aの表面に接触してその表面温度を高精度に検知することができる接触式サーミスタが用いられる。   On the other hand, since the edge thermistor 38 is disposed in the non-sheet passing region of the heating roller 17a, a contact type thermistor that can contact the surface of the heating roller 17a and detect the surface temperature with high accuracy is used.

図3は、本発明の画像形成装置の制御経路を示すブロック図である。図1及び図2と共通する部分には同一の符号を付して説明を省略する。画像形成装置100は、画像入力部30、AD変換部31、画像形成部32、制御部33、記憶部34、操作パネル35、センターサーミスタ37、エッジサーミスタ38、給紙機構10及び定着装置18を含む構成である。   FIG. 3 is a block diagram showing a control path of the image forming apparatus of the present invention. Portions common to FIGS. 1 and 2 are denoted by the same reference numerals and description thereof is omitted. The image forming apparatus 100 includes an image input unit 30, an AD conversion unit 31, an image forming unit 32, a control unit 33, a storage unit 34, an operation panel 35, a center thermistor 37, an edge thermistor 38, a paper feed mechanism 10, and a fixing device 18. It is the composition which includes.

画像入力部30は、画像形成装置100が複写機である場合、複写時に原稿を照明するスキャナランプや原稿からの反射光の光路を変更するミラーが搭載された走査光学系、原稿からの反射光を集光して結像する集光レンズ、及び結像された画像光を電気信号に変換するCCD等から構成される画像読取部であり、画像形成装置100が図1のようなプリンタである場合、パーソナルコンピュータ等から送信される画像データを受信する受信部である。画像入力部30より入力された画像信号はAD変換部31においてデジタル信号に変換された後、後述する記憶部34内の画像メモリ60に送出される。   When the image forming apparatus 100 is a copying machine, the image input unit 30 is a scanning optical system equipped with a scanner lamp that illuminates an original during copying and a mirror that changes the optical path of reflected light from the original, and reflected light from the original. The image forming apparatus 100 is a printer as shown in FIG. 1. The image forming apparatus 100 includes a condenser lens that collects and forms an image and a CCD that converts the imaged image light into an electrical signal. In this case, the reception unit receives image data transmitted from a personal computer or the like. The image signal input from the image input unit 30 is converted into a digital signal by the AD conversion unit 31 and then sent to an image memory 60 in the storage unit 34 described later.

画像形成部32は、感光体ドラム1、帯電ユニット2、露光ユニット3、現像ユニット4、中間転写ベルト5、転写ローラ15等を含み、例えばフルカラー画像を形成する場合、AD変換部31において変換されたデジタル信号に基づいて感光体ドラム1上に静電潜像を形成し、現像ユニット4により各色のトナー像に現像する。これを中間転写ベルト5上の所定位置に順次転写し、フルカラー画像を形成した後、転写ローラ15により給紙機構10から搬送されてくる用紙上に一括して転写する。画像形成プロセスの詳細については既に図1を用いて説明したのでここでは省略する。   The image forming unit 32 includes the photosensitive drum 1, the charging unit 2, the exposure unit 3, the developing unit 4, the intermediate transfer belt 5, the transfer roller 15, and the like. For example, when forming a full-color image, the image forming unit 32 is converted by the AD conversion unit 31. An electrostatic latent image is formed on the photosensitive drum 1 based on the digital signal, and is developed into a toner image of each color by the developing unit 4. This is sequentially transferred to a predetermined position on the intermediate transfer belt 5 to form a full-color image, and then transferred onto the sheet conveyed from the sheet feeding mechanism 10 by the transfer roller 15 at a time. Details of the image forming process have already been described with reference to FIG.

記憶部34は、画像メモリ60、RAM61、及びROM62を備えており、画像メモリ60は、画像入力部30で読み取られ、AD変換部31においてデジタル変換された画像信号を記憶し、制御部33に送出する。RAM61及びROM62は、制御部33の処理プログラムや処理内容等を記憶する。   The storage unit 34 includes an image memory 60, a RAM 61, and a ROM 62. The image memory 60 stores an image signal read by the image input unit 30 and digitally converted by the AD conversion unit 31, and is stored in the control unit 33. Send it out. The RAM 61 and the ROM 62 store the processing program and processing contents of the control unit 33.

また、RAM61(或いはROM62)には、加熱ローラ17a内のハロゲンヒータ28(図2参照)の温度制御に用いられる電流のON/OFFサイクルが、ウオームアップ開始時のローラ表面温度に対応して記憶されている。このON/OFFサイクルは、後述する第2の制御を実行する場合に読み出されて制御部33に送出される。   The RAM 61 (or ROM 62) stores the ON / OFF cycle of the current used for temperature control of the halogen heater 28 (see FIG. 2) in the heating roller 17a corresponding to the roller surface temperature at the start of warm-up. Has been. This ON / OFF cycle is read out and sent to the control unit 33 when second control described later is executed.

操作パネル35は、複数の操作キーから成る操作部と、設定条件や装置の状態等を表示する表示部(いずれも図示せず)とから構成されており、ユーザが印刷条件等の設定や印刷開始命令を入力する他、画像形成装置100がファクシミリ機能を有する場合は記憶部34にファクシミリ送信先を登録し、さらに登録された送信先の読み出しや書き換えを行う等の種々の設定にも使用される。   The operation panel 35 includes an operation unit composed of a plurality of operation keys and a display unit (none of which is shown) for displaying setting conditions, apparatus statuses, and the like. In addition to inputting a start command, when the image forming apparatus 100 has a facsimile function, it is also used for various settings such as registering a facsimile transmission destination in the storage unit 34 and further reading and rewriting the registered transmission destination. The

制御部33は、設定されたプログラムに従って画像入力部30、画像形成部32、給紙機構10、定着装置18やそれらを駆動するモータ及びクラッチ(図示せず)を全般的に制御するとともに、画像入力部30から入力された画像信号を、必要に応じて変倍処理或いは階調処理して画像データに変換する。露光ユニット3は、処理後の画像データに基づいてレーザ光を照射し、感光体ドラム1上に潜像を形成する。さらに制御部33は、センターサーミスタ37及びエッジサーミスタ38により検知された加熱ローラ17aの表面温度の検知結果に基づいて、加熱ローラ17aの表面温度を制御する機能も有している。   The control unit 33 generally controls the image input unit 30, the image forming unit 32, the paper feed mechanism 10, the fixing device 18, a motor and a clutch (not shown) for driving them according to the set program, and the image. The image signal input from the input unit 30 is converted into image data by scaling processing or gradation processing as necessary. The exposure unit 3 irradiates a laser beam based on the processed image data to form a latent image on the photosensitive drum 1. Furthermore, the control unit 33 also has a function of controlling the surface temperature of the heating roller 17a based on the detection result of the surface temperature of the heating roller 17a detected by the center thermistor 37 and the edge thermistor 38.

図4は、本発明の定着温度制御を実行した場合の加熱ローラの表面温度変化及びセンターサーミスタの検知温度変化を示すグラフである。図1〜図3を参照しながら、図4を用いて画像形成装置のウオームアップ時における加熱ローラ17aの表面温度(以下、単にローラ温度という)の制御動作について説明する。制御部33に印刷出力信号が送信されると、制御部33から定着装置18に駆動信号が送信され、同時にハロゲンヒータ28への通電をONとしてローラ温度を目標温度(ここでは180℃)まで上昇させる。そして、センターサーミスタ37の検知温度が制御温度(ここでは160℃)に到達するまでは従来(図7参照)と同様である。   FIG. 4 is a graph showing changes in the surface temperature of the heating roller and changes in the detected temperature of the center thermistor when the fixing temperature control of the present invention is executed. The control operation of the surface temperature of the heating roller 17a (hereinafter simply referred to as roller temperature) when the image forming apparatus warms up will be described with reference to FIGS. When a print output signal is transmitted to the control unit 33, a drive signal is transmitted from the control unit 33 to the fixing device 18, and at the same time, the energization of the halogen heater 28 is turned on to raise the roller temperature to the target temperature (here, 180 ° C.). Let And until the detected temperature of the center thermistor 37 reaches control temperature (here 160 degreeC), it is the same as that of the past (refer FIG. 7).

次に、印刷開始時点においてローラ温度が所定温度(例えば120℃)よりも低く、且つ印刷出力信号に含まれる印刷データが所定枚数以上であることを条件(トリガー)として、センターサーミスタ37の検知温度が制御温度である160℃に到達した時点、即ち図7では通常のON/OFF制御(以下、第1の制御という)を実行するためハロゲンヒータ28への通電をOFFとする時点より、通電のON/OFF1サイクル中のON時間の割合(DUTY比)をローラ温度が下降する所定値に設定してハロゲンヒータ28への通電のON/OFFを強制的に繰り返す制御(以下、第2の制御という)を実行する。   Next, the temperature detected by the center thermistor 37 is based on the condition (trigger) that the roller temperature is lower than a predetermined temperature (for example, 120 ° C.) at the start of printing and that the print data included in the print output signal is a predetermined number or more. When the temperature reaches 160 ° C., which is the control temperature, that is, from the time when the energization to the halogen heater 28 is turned off in order to execute the normal ON / OFF control (hereinafter referred to as the first control) in FIG. Control for forcibly repeating ON / OFF of energization to the halogen heater 28 by setting the ON time ratio (DUTY ratio) in the ON / OFF 1 cycle to a predetermined value at which the roller temperature decreases (hereinafter referred to as second control). ).

具体的には、例えばDUTY比を60%と設定することにより、ハロゲンヒータ28への通電をOFF(DUTY比0%)とする従来の制御(図の破線)に比べてローラ温度は緩やかに下降する。従って、センターサーミスタ37の温度検知が比較的小さなタイムラグでローラ温度の下降に追従可能となるため、センターサーミスタ37の検知遅れに起因する通紙領域の表面温度の大幅な低下(アンダーシュート)が抑制され、ウオームアップ時の定着不良の発生を防止可能となる。   Specifically, for example, by setting the DUTY ratio to 60%, the roller temperature gradually decreases compared to the conventional control (broken line in the figure) in which the energization to the halogen heater 28 is turned off (DUTY ratio 0%). To do. Accordingly, since the temperature detection of the center thermistor 37 can follow the decrease in the roller temperature with a relatively small time lag, a significant decrease (undershoot) in the surface temperature of the sheet passing region due to the detection delay of the center thermistor 37 is suppressed. This makes it possible to prevent the occurrence of fixing failure during warm-up.

なお、第2の制御の継続時間は予め設定された所定時間とするのではなく、センターサーミスタ37の検知温度が制御温度に低下した時点までとし、その後は第1の制御に移行する。これにより、第1の制御への切り換えは常に制御温度で行われることとなり、制御の切り換わり時におけるアンダーシュートの問題も発生しなくなる。また、検知温度が制御温度に低下するまでに印刷が終了した時は、その時点で第2の制御も終了する。   The duration of the second control is not set to a predetermined time set in advance, but until the time when the detected temperature of the center thermistor 37 is lowered to the control temperature, and thereafter, the first control is shifted to. As a result, switching to the first control is always performed at the control temperature, and the problem of undershoot at the time of control switching does not occur. Further, when printing is finished before the detected temperature falls to the control temperature, the second control is also finished at that time.

ここで、第2の制御におけるDUTY比が小さすぎる場合、従来のように初めから第1の制御を行いハロゲンヒータ28への通電をOFFとする場合と同様に、ローラ温度の急激な低下が発生する。一方、第2の制御におけるDUTY比が大きすぎる場合、ローラ温度が逆に上昇してしまいセンターサーミスタ37の検知温度が制御温度まで低下しないため、本発明の温度制御は成立しなくなる。   Here, when the DUTY ratio in the second control is too small, the roller temperature is drastically lowered as in the case where the first control is performed from the beginning and the current supply to the halogen heater 28 is turned off. To do. On the other hand, if the DUTY ratio in the second control is too large, the roller temperature rises conversely, and the temperature detected by the center thermistor 37 does not drop to the control temperature, so that the temperature control of the present invention is not established.

従って、第2の制御におけるDUTY比は、センターサーミスタ37の検知温度が必ず低下し、且つローラ温度が急激に低下しない範囲に設定する必要がある。このDUTY比の適正な範囲は、画像形成装置の仕様、特に加熱ローラ17aやハロゲンヒータ28の仕様によって変化するため、使用する加熱ローラ17aやハロゲンヒータ28に応じて適宜設定すれば良い。   Therefore, the DUTY ratio in the second control needs to be set in a range in which the temperature detected by the center thermistor 37 is surely lowered and the roller temperature is not suddenly lowered. The appropriate range of the DUTY ratio varies depending on the specifications of the image forming apparatus, particularly the specifications of the heating roller 17a and the halogen heater 28, and may be appropriately set according to the heating roller 17a and the halogen heater 28 to be used.

また、第2の制御における通電のON/OFFサイクルを短くするほどローラ温度の下降が緩やかとなる反面、制御部33の負荷も大きくなる。そのため、ON/OFFサイクル1回当たりの時間についてもローラ温度の下降が急激にならず、且つ制御部33に過度の負荷とならない程度に設定するのが望ましい。   Further, as the energization ON / OFF cycle in the second control is shortened, the roller temperature decreases more slowly, but the load on the control unit 33 also increases. Therefore, it is desirable to set the time per ON / OFF cycle to such an extent that the roller temperature does not decrease rapidly and does not cause an excessive load on the control unit 33.

なお、単発印刷を繰り返し行う場合、或いは連続印刷であっても所定枚数以下である場合は、センターサーミスタ37の検知温度が制御温度に到達した後、再び検知温度が制御温度に低下するまでハロゲンヒータ28への通電をOFFとする第1の制御のみでも、ローラ温度のアンダーシュートが発生する前に用紙が定着ローラ対17を通過し終えるので定着不良は発生しない。   In the case where single printing is repeatedly performed, or even when continuous printing is performed at a predetermined number or less, the halogen heater is used until the detected temperature of the center thermistor 37 reaches the control temperature and then the detected temperature decreases again to the control temperature. Even with only the first control to turn off the power to 28, the sheet finishes passing through the fixing roller pair 17 before the undershoot of the roller temperature occurs, so that no fixing failure occurs.

また、印刷開始信号の受信時においてローラ温度がある程度高く、目標温度との温度差が小さい場合はローラ温度を急激に上昇させる必要はないため、ローラ温度の下降時にアンダーシュートは発生しない。さらに、装置の安全性を考慮すると、強制的な通電を行う第2の制御は必要最小限に抑えた方が無難である。そのため、印刷開始信号を受信した時のローラ温度が所定値以下であり、且つ連続印刷が所定枚数以上であるという条件付きで第2の制御を行うことが望ましい。   Further, when the roller temperature is high to some extent when the print start signal is received and the temperature difference from the target temperature is small, it is not necessary to rapidly increase the roller temperature, and therefore no undershoot occurs when the roller temperature decreases. Furthermore, in consideration of the safety of the device, it is safer to suppress the second control for forcible energization to the minimum necessary. For this reason, it is desirable to perform the second control under the condition that the roller temperature when the print start signal is received is equal to or lower than a predetermined value and the continuous printing is equal to or higher than the predetermined number.

図5は、本発明の定着温度制御手順を示すフローチャートである。図1〜図4を参照しながら、図5のステップに従い画像形成時のローラ温度制御について説明する。先ず、操作パネル35の操作により送信された印刷出力信号を制御部33が受信し(ステップS1)画像形成が開始されると、センターサーミスタ37及びエッジサーミスタ38による通紙領域のローラ温度(以下、検知温度T1)及び非通紙領域のローラ温度(以下、検知温度T2)の検知が開始され(ステップS2)、同時にハロゲンヒータ28への通電によりウオームアップが開始される(ステップS3)。   FIG. 5 is a flowchart showing the fixing temperature control procedure of the present invention. The roller temperature control during image formation will be described with reference to FIGS. First, when the control unit 33 receives a print output signal transmitted by the operation of the operation panel 35 (step S1) and image formation is started, the roller temperature (hereinafter referred to as the sheet temperature) of the sheet passing region by the center thermistor 37 and the edge thermistor 38 is started. Detection of the detection temperature T1) and the roller temperature in the non-sheet-passing area (hereinafter, detection temperature T2) is started (step S2), and simultaneously warm-up is started by energizing the halogen heater 28 (step S3).

次に、センターサーミスタ37の検知温度T1が制御温度160℃以上であるか否かが判断される(ステップS4)。T1が160℃以上である場合は実際のローラ温度も目標温度180℃に到達している。そして、所定枚数以上の連続印刷であるか否かが判断され(ステップS5)、単発印刷の場合、或いは印刷枚数が所定枚数以下である場合はアンダーシュートが発生する前に全ての印刷が終了するため、温度制御は行わずに通電をOFFとし(ステップS6)、そのまま印刷を実行して処理を終了する。   Next, it is determined whether or not the detected temperature T1 of the center thermistor 37 is equal to or higher than the control temperature 160 ° C. (step S4). When T1 is 160 ° C. or higher, the actual roller temperature also reaches the target temperature of 180 ° C. Then, it is determined whether or not the continuous printing is greater than or equal to a predetermined number (step S5), and in the case of single-shot printing or when the number of printed sheets is equal to or less than the predetermined number, all printing is completed before undershoot occurs. Therefore, the temperature control is not performed and the energization is turned off (step S6), printing is performed as it is, and the process is terminated.

ステップS5で連続印刷枚数が所定枚数以上である場合、次にウオームアップ開始時であるステップS1においてエッジサーミスタ38の検知温度T2が所定温度(例えば120℃)以下であったか否かが判断される(ステップS7)。T2が120℃以上であった場合は、初めから第1の制御を行ってもアンダーシュートは発生しないため(1)に進み、ハロゲンヒータ28への通電をOFFとする(ステップS8)。そして、印刷が終了したか否かが判断され(ステップS9)、終了している場合は(3)に進み処理を終了する。印刷継続中の場合は検知温度T1が160℃以下に低下したか否かが判断され(ステップS10)、160℃以下に低下した場合はハロゲンヒータ28への通電を再開する(ステップS11)。   If the number of continuously printed sheets is equal to or greater than the predetermined number in step S5, it is then determined whether or not the detected temperature T2 of the edge thermistor 38 is equal to or lower than a predetermined temperature (for example, 120 ° C.) in step S1, which is the start of warm-up. Step S7). When T2 is 120 ° C. or higher, undershoot does not occur even if the first control is performed from the beginning, so that the process proceeds to (1) and the energization to the halogen heater 28 is turned off (step S8). Then, it is determined whether or not printing has been completed (step S9). If the printing has been completed, the process proceeds to (3) and the process is terminated. When printing is continuing, it is determined whether or not the detected temperature T1 has decreased to 160 ° C. or lower (step S10). When the temperature has decreased to 160 ° C. or lower, energization to the halogen heater 28 is resumed (step S11).

そして、印刷が終了したか否かが判断され(ステップS12)、ハロゲンヒータ28への通電中に印刷が終了した場合は(4)に進み、通電をOFFとして(ステップS6)処理を終了する。また、印刷継続中の場合は検知温度T1が160℃以上に上昇したか否かが判断され(ステップS13)、160℃以上に上昇した場合は再び(1)に戻ってハロゲンヒータ28への通電をOFFとし(ステップS8)、以後印刷が終了するまで第1の制御を繰り返す(ステップS9〜S13)。   Then, it is determined whether or not printing is completed (step S12). If printing is completed while the halogen heater 28 is energized, the process proceeds to (4), the power is turned off (step S6), and the process is terminated. Further, when printing is in progress, it is determined whether or not the detected temperature T1 has risen to 160 ° C. or higher (step S13), and when it has risen to 160 ° C. or higher, the flow returns to (1) to energize the halogen heater 28 again. Is turned off (step S8), and thereafter, the first control is repeated until printing is completed (steps S9 to S13).

一方、ステップS7でT2が120℃以下であった場合は、連続印刷中のアンダーシュートの発生を防止する必要がある。そこで、ウオームアップ時の検知温度T2に基づいて通電時のDUTY比を決定する(ステップS14)。具体的には、T2が80℃未満の場合は60%、80℃以上120℃未満の場合は30%というように検知温度T2に対応させてDUTY比を設定し、テーブル化したものを記憶部34に記憶しておく。そして、実際の検知温度T2に対応するDUTY比を読み出して制御部33に送信する。制御部33は決定されたDUTY比にてハロゲンヒータ28への通電のON/OFFを繰り返す(ステップS15)。   On the other hand, when T2 is 120 ° C. or lower in step S7, it is necessary to prevent the occurrence of undershoot during continuous printing. Therefore, the DUTY ratio during energization is determined based on the detected temperature T2 during warm-up (step S14). Specifically, the DUTY ratio is set corresponding to the detected temperature T2 such that 60% when T2 is less than 80 ° C and 30% when T2 is less than 120 ° C and stored in a table. 34 is stored. Then, the DUTY ratio corresponding to the actual detected temperature T2 is read and transmitted to the control unit 33. The controller 33 repeats ON / OFF of the energization to the halogen heater 28 at the determined DUTY ratio (step S15).

その後、T1が160℃以下に低下したか否かが判断され(ステップS16)、T1が160℃まで低下していない場合は印刷が終了しかた否かが判断され(ステップS17)、終了している場合は通電をOFFとして(ステップS6)処理を終了する。印刷継続中の場合はステップS15に戻り、第2の制御を継続する(ステップS15〜S17)。   Thereafter, it is determined whether or not T1 has decreased to 160 ° C. or less (step S16). If T1 has not decreased to 160 ° C., it is determined whether or not printing has been completed (step S17), and the processing has ended. In this case, the energization is turned off (step S6) and the process is terminated. If printing is continuing, the process returns to step S15 to continue the second control (steps S15 to S17).

ステップS16においてT1が160℃以下になった場合は(2)に進み、第2の制御から第1の制御に切り換えて通電を継続する(ステップS11)。以下、印刷が終了するまで第1の制御を繰り返す(ステップS12〜S11)。   When T1 becomes 160 ° C. or lower in step S16, the process proceeds to (2), and the energization is continued by switching from the second control to the first control (step S11). Thereafter, the first control is repeated until printing is completed (steps S12 to S11).

図5の制御では、ウオームアップ開始時のローラ温度としてエッジサーミスタ38の検知温度T2を用いているが、例えばエッジサーミスタ38を設けずに、センターサーミスタ37の検知温度T1のみを用いて制御を行うこともできる。しかし、センターサーミスタ37は非接触式サーミスタであるため、装置の動作状態や周囲の環境温度により検知精度にばらつきが生じるおそれがある。従って、高精度な温度検知が可能な接触式のエッジサーミスタ38を設け、エッジサーミスタ38の検知温度T2を用いて第2の制御の要否及びDUTY比を決定することが好ましい。これにより、装置の使用条件や使用環境に係わらず安定した温度制御が可能となる。   In the control of FIG. 5, the detection temperature T2 of the edge thermistor 38 is used as the roller temperature at the start of warm-up. For example, the control is performed using only the detection temperature T1 of the center thermistor 37 without providing the edge thermistor 38. You can also However, since the center thermistor 37 is a non-contact type thermistor, the detection accuracy may vary depending on the operation state of the apparatus and the ambient environmental temperature. Therefore, it is preferable to provide a contact-type edge thermistor 38 capable of highly accurate temperature detection, and determine the necessity of the second control and the DUTY ratio using the detection temperature T2 of the edge thermistor 38. Thereby, stable temperature control becomes possible regardless of the use conditions and use environment of the apparatus.

なお、ジャム等により用紙が正常に通紙されなかった場合等、第2の制御による強制通電中に何らかの原因により予期しないローラ温度上昇が発生することも考えられる。そこで、第2の制御中であっても、センターサーミスタ37の検知温度が所定温度(例えば180℃)に到達したときは制御を終了するように設定しておき、不測の温度上昇に対する安全性を確保しておくことが好ましい。   It should be noted that an unexpected rise in roller temperature may occur due to some cause during the forced energization by the second control, such as when the paper is not normally passed due to a jam or the like. Therefore, even during the second control, when the detected temperature of the center thermistor 37 reaches a predetermined temperature (for example, 180 ° C.), it is set so that the control is ended, and safety against an unexpected temperature rise is set. It is preferable to ensure.

その他本発明は、上記各実施形態に限定されず、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々の変更が可能である。例えば、上記実施形態においては第2の制御におけるDUTY比をローラ温度の初期値に応じて2段階に設定したが、1段階としても良いし、3段階以上に設定しても良い。また、ローラ温度の初期値とDUTY比との関係をテーブル化して予め記憶させておく代わりに、ローラ温度の初期値と制御温度との温度差に基づいて最適なDUTY比をその都度算出するようにしても良い。   In addition, the present invention is not limited to the above embodiments, and various modifications can be made without departing from the spirit of the present invention. For example, in the above embodiment, the DUTY ratio in the second control is set in two stages according to the initial value of the roller temperature, but may be set in one stage or may be set in three stages or more. In addition, instead of storing the relationship between the initial value of the roller temperature and the DUTY ratio in a table, the optimum DUTY ratio is calculated each time based on the temperature difference between the initial value of the roller temperature and the control temperature. Anyway.

また、本発明は図1に示したようなカラープリンタに限らず、モノクロプリンタ、モノクロ及びカラー複写機、ファクシミリ等の、熱ローラ定着方式の定着装置を備えた他の画像形成装置にも適用できるのはもちろんである。   Further, the present invention is not limited to the color printer as shown in FIG. 1, but can be applied to other image forming apparatuses having a fixing device of a heat roller fixing system, such as a monochrome printer, a monochrome and color copying machine, and a facsimile. Of course.

本発明は、内部に加熱手段が配置された加熱ローラと、該加熱ローラに対向配置され用紙を挿通させるニップを形成する加圧ローラとから成る定着ローラ対を有し、用紙上の未定着トナーを定着する定着装置と、加熱ローラの通紙領域に対向配置され非接触状態で前記加熱ローラの表面温度を検知する第1検知手段と、該第1検知手段の検知結果に応じて加熱手段への通電を制御する制御手段と、を備え、第1検知手段の検知結果が所定の制御温度に到達した場合に加熱手段への通電のON/OFFを切り換える第1の制御を行う画像形成装置において、制御手段は、ウオームアップ時に所定枚数以上の連続印刷が入力され、且つ印刷開始信号を受信した時の加熱ローラの表面温度が所定値以下であるときは、第1検知手段の検知結果が最初に制御温度以上に上昇した時点から、再び制御温度に低下するまで、若しくは連続印刷が終了するまでのうちいずれか早い時点までの間、加熱ローラの表面温度が下降する所定のDUTY比により通電のON/OFFを繰り返す第2の制御を実行する。   The present invention has an unfixed toner on a sheet having a pair of fixing rollers each including a heating roller having a heating unit disposed therein and a pressure roller that is disposed opposite to the heating roller and forms a nip through which the sheet is inserted. A fixing device that fixes the toner, a first detection unit that is disposed so as to be opposed to a sheet passing area of the heating roller, and detects a surface temperature of the heating roller in a non-contact state, and a heating unit according to a detection result of the first detection unit An image forming apparatus that performs a first control for switching on / off the energization of the heating unit when the detection result of the first detection unit reaches a predetermined control temperature. The control means receives the first detection result when the surface temperature of the heating roller is not more than a predetermined value when continuous printing of a predetermined number or more is input at the time of warm-up and the print start signal is received. From the time when the temperature rises above the control temperature to the time when the temperature drops again to the control temperature or until the end of continuous printing, whichever comes first, the energization is turned on at a predetermined DUTY ratio at which the surface temperature of the heating roller decreases. The second control that repeats / OFF is executed.

これにより、ウオームアップ直後の通電OFFによる通紙領域の加熱ローラ温度のアンダーシュートが抑制され、連続印刷時における定着不良の発生を効果的に防止できる、優れた画像形成装置を提供することができる。また、強制的に通電を行う第2の制御は遅くとも第1検知手段の検知結果が制御温度に低下するまでに終了するため、装置の安全性も確保される。   As a result, it is possible to provide an excellent image forming apparatus that can suppress the undershoot of the heating roller temperature in the sheet passing area due to energization OFF immediately after warm-up, and can effectively prevent the occurrence of fixing failure during continuous printing. . Further, since the second control for forcibly energizing ends at the latest until the detection result of the first detection means falls to the control temperature, the safety of the apparatus is also ensured.

また、印刷開始信号を受信した時の加熱ローラの表面温度と制御温度との温度差に基づいて最適なDUTY比が設定されるので、アンダーシュートの防止効果と温度上昇に対する安全性とを兼備した画像形成装置となる。   In addition, since the optimum DUTY ratio is set based on the temperature difference between the surface temperature of the heating roller and the control temperature when the print start signal is received, both the effect of preventing undershoot and the safety against temperature rise are combined. An image forming apparatus is obtained.

また、接触式の第2検知手段を設け、第2検知手段を用いて印刷開始信号を受信した時の加熱ローラの表面温度を高精度に検知する構成とすれば、装置の動作状態や使用環境に係わらず安定した定着温度制御が可能な画像形成装置となる。   Further, if the contact-type second detection means is provided and the surface temperature of the heating roller when the print start signal is received using the second detection means is detected with high accuracy, the operation state and use environment of the apparatus Regardless of this, the image forming apparatus is capable of stable fixing temperature control.

は、本発明の画像形成装置の概略構成図である。FIG. 1 is a schematic configuration diagram of an image forming apparatus of the present invention. は、本発明の画像形成装置に用いられる定着装置の構成例を示す側面断面図である。FIG. 3 is a side sectional view showing a configuration example of a fixing device used in the image forming apparatus of the present invention. は、本発明の画像形成装置の制御経路を示すブロック図である。FIG. 3 is a block diagram showing a control path of the image forming apparatus of the present invention. は、本発明の定着温度制御を実行した場合の加熱ローラの表面温度変化及びセンターサーミスタの検知温度変化を示すグラフである。These are graphs showing the surface temperature change of the heating roller and the detected temperature change of the center thermistor when the fixing temperature control of the present invention is executed. は、本発明の画像形成装置における定着温度制御手順を示すフローチャートである。These are flowcharts showing a fixing temperature control procedure in the image forming apparatus of the present invention. は、従来の定着装置の概略構成を示す側面断面図である。FIG. 9 is a side sectional view showing a schematic configuration of a conventional fixing device. は、従来の定着温度制御を実行した場合の加熱ローラの表面温度変化及び非接触式サーミスタの検知温度変化を示すグラフである。These are graphs showing the surface temperature change of the heating roller and the detected temperature change of the non-contact thermistor when the conventional fixing temperature control is executed.

符号の説明Explanation of symbols

17 定着ローラ対
17a 加熱ローラ
17b 加圧ローラ
18 定着装置
25 ハウジング
26 導入口
27 排出口
28 ハロゲンヒータ(加熱手段)
32 画像形成部
33 制御部(制御手段)
34 記憶部
37 センターサーミスタ(第1検知手段)
38 エッジサーミスタ(第2検知手段)
100 画像形成装置
17 Fixing roller pair 17a Heating roller 17b Pressure roller 18 Fixing device 25 Housing 26 Inlet 27 Outlet 28 Halogen heater (heating means)
32 Image forming unit 33 Control unit (control unit)
34 storage unit 37 center thermistor (first detection means)
38 Edge thermistor (second detection means)
100 Image forming apparatus

Claims (3)

内部に加熱手段が配置された加熱ローラと、該加熱ローラに対向配置され用紙を挿通させるニップを形成する加圧ローラとから成る定着ローラ対を有し、用紙上の未定着トナーを定着する定着装置と、
前記加熱ローラの通紙領域に対向配置され非接触状態で前記加熱ローラの表面温度を検知する第1検知手段と、
該第1検知手段の検知結果に応じて前記加熱手段への通電を制御する制御手段と、を備え、前記第1検知手段の検知結果が所定の制御温度に到達した場合に前記加熱手段への通電のON/OFFを切り換える第1の制御を行う画像形成装置において、
前記制御手段は、ウオームアップ時に所定枚数以上の連続印刷が入力され、且つ印刷開始信号を受信した時の前記加熱ローラの表面温度が所定値以下であるときは、前記第1検知手段の検知結果が最初に前記制御温度以上に上昇した時点から、再び前記制御温度に低下するまで、若しくは連続印刷が終了するまでのうちいずれか早い時点までの間、前記加熱ローラの表面温度が下降する所定のDUTY比により通電のON/OFFを繰り返す第2の制御を実行することを特徴とする画像形成装置。
Fixing unit that fixes a non-fixed toner on a sheet having a pair of fixing rollers including a heating roller in which a heating unit is disposed and a pressure roller that is disposed opposite to the heating roller and forms a nip through which the sheet is inserted. Equipment,
A first detection unit that is disposed to face the paper passing area of the heating roller and detects a surface temperature of the heating roller in a non-contact state;
Control means for controlling energization to the heating means according to the detection result of the first detection means, and when the detection result of the first detection means reaches a predetermined control temperature, In the image forming apparatus performing the first control for switching ON / OFF of energization,
The control means detects a detection result of the first detection means when a predetermined number or more of continuous prints are input during warm-up and the surface temperature of the heating roller when a print start signal is received is equal to or less than a predetermined value. The surface temperature of the heating roller decreases for a predetermined period from when the temperature first rises above the control temperature to when the temperature decreases again to the control temperature or until the end of continuous printing, whichever comes first. An image forming apparatus that executes a second control that repeats ON / OFF of energization according to a DUTY ratio.
前記第2の制御に用いられるDUTY比は、印刷開始信号を受信した時の前記加熱ローラの表面温度と前記制御温度との温度差に基づいて設定されることを特徴とする請求項1に記載の画像形成装置。   The DUTY ratio used for the second control is set based on a temperature difference between the surface temperature of the heating roller and the control temperature when a print start signal is received. Image forming apparatus. 前記加熱ローラの非通紙領域には、接触状態で前記加熱ローラの表面温度を検知する第2検知手段が配置されており、該第2検知手段を用いて印刷開始信号を受信した時の前記加熱ローラの表面温度を検知することを特徴とする請求項1又は請求項2に記載の画像形成装置。   In the non-sheet passing area of the heating roller, second detection means for detecting the surface temperature of the heating roller in a contact state is arranged, and when the print start signal is received using the second detection means, The image forming apparatus according to claim 1, wherein a surface temperature of the heating roller is detected.
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