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JP2014153504A - Fixing device and image forming apparatus - Google Patents

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JP2014153504A JP2013022328A JP2013022328A JP2014153504A JP 2014153504 A JP2014153504 A JP 2014153504A JP 2013022328 A JP2013022328 A JP 2013022328A JP 2013022328 A JP2013022328 A JP 2013022328A JP 2014153504 A JP2014153504 A JP 2014153504A
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fixing
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一平 藤本
Masahiro Samei
雅裕 醒井
Hiroshi Ono
博司 小野
Takumi Waida
匠 和井田
Takeshi Yamamoto
武志 山本
Hiroshi Seo
洋 瀬尾
Yasunori Ishigaya
康功 石ヶ谷
Kazuto Kishi
和人 岸
Ryota Yamashina
亮太 山科
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Ricoh Co Ltd
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a fixing device capable of forming a temperature distribution as intended on the surface of a fixing belt.SOLUTION: A heating member 23 is formed of a plurality of heating elements 32 arranged in a width direction of a recording medium. Supply of power to the respective heating elements 32 is controlled by heating control means 26, so that when an unfixed image on paper P that passes through a nip part N has an image area and a non-image area, of the plurality of heating elements 32, a temperature of image area heating elements 32X corresponding to the image area X is increased, and a temperature of non-image area heating elements 32Y corresponding to the non-image area Y is decreased. The heating control means 26 controls the power to be supplied to the heating element 32 to be controlled according to the calorific value of the adjacent heating element.

Description

本発明は、記録媒体に画像を定着する定着装置、及び定着装置を備える画像形成装置に関する。   The present invention relates to a fixing device that fixes an image on a recording medium, and an image forming apparatus including the fixing device.

電子写真方式等の画像形成装置においては、記録媒体としての用紙にトナー画像を定着させる定着装置が設けられている。定着装置は、加熱部材によって加熱される定着回転体と、この定着回転体に当接する対向部材とを有し、定着回転体と対向部材との当接により形成されたニップ部を用紙が通過することにより、その用紙上のトナーが加熱溶融されて定着される。   In an image forming apparatus such as an electrophotographic system, a fixing device that fixes a toner image on a sheet as a recording medium is provided. The fixing device includes a fixing rotator that is heated by a heating member, and a facing member that abuts against the fixing rotator, and the sheet passes through a nip formed by the contact between the fixing rotator and the facing member. As a result, the toner on the paper is heated and melted and fixed.

一般的に、加熱部材は、通紙幅全体に渡って定着回転体を加熱するように構成されており、これによって用紙全体が加熱される。しかしながら、画像が用紙の一部の領域にしか存在しない場合は、画像の存在しない非画像領域において、熱エネルギーが無駄に消費されることになる。   In general, the heating member is configured to heat the fixing rotator over the entire sheet passing width, whereby the entire sheet is heated. However, when the image exists only in a partial area of the paper, heat energy is wasted in the non-image area where the image does not exist.

そこで、非画像領域への無駄な熱エネルギー消費を削減するため、例えば、特許文献1〜3などには、記録媒体上の画像に応じて加熱領域を変更し、定着に必要な部分は加熱するが、定着に必要ない部分は加熱しないように構成された定着装置が提案されている。   Therefore, in order to reduce unnecessary heat energy consumption to the non-image area, for example, in Patent Documents 1 to 3, the heating area is changed according to the image on the recording medium, and the part necessary for fixing is heated. However, there has been proposed a fixing device configured not to heat a portion that is not necessary for fixing.

上記のように、画像中の画像領域と非画像領域の分布に応じて加熱領域を変更する構成では、定着回転体の表面に高温領域と低温領域とが形成される。この場合、高温領域と低温領域が隣接していれば、高温領域から低温領域に向けて熱拡散が生じるため、高温領域が狙い温度よりも低下し、定着不良を招くおそれがある。また、高温領域同士が隣接している場合には、熱拡散がほとんど生じないために高温領域が過剰に昇温し、光沢ムラ等の画像異常を招くおそれがある。また、高温領域での過昇温はエネルギーロスにもつながる。   As described above, in the configuration in which the heating area is changed according to the distribution of the image area and the non-image area in the image, the high temperature area and the low temperature area are formed on the surface of the fixing rotator. In this case, if the high temperature region and the low temperature region are adjacent to each other, thermal diffusion occurs from the high temperature region to the low temperature region, so that the high temperature region is lower than the target temperature, which may cause fixing failure. Further, when the high temperature regions are adjacent to each other, almost no thermal diffusion occurs, so that the high temperature region excessively rises in temperature and may cause image abnormality such as uneven gloss. Moreover, excessive temperature rise in a high temperature region leads to energy loss.

本発明は、かかる事情に鑑み、定着回転体の表面に狙いどおりの温度分布を形成することができる定着装置、及びその定着装置を備えた画像形成装置を提供するものである。   In view of such circumstances, the present invention provides a fixing device capable of forming a target temperature distribution on the surface of a fixing rotator, and an image forming apparatus including the fixing device.

上記課題を解決するため、本発明は、定着回転体と、前記定着回転体との間にニップ部を形成する対向部材と、前記定着回転体を加熱する加熱部材と、加熱部材の出力を制御する加熱制御手段とを備え、加熱部材が、それぞれに給電可能でかつ記録媒体の幅方向に配置された複数の発熱体を具備し、ニップ部に供給された記録媒体の未定着画像が画像領域と非画像領域とを有する時に、前記加熱制御手段により、複数の発熱体のうち、画像領域に対応する発熱体が高温となり、非画像領域に対応する発熱体が低温となるように各発熱体への電力供給が制御される定着装置において、加熱制御手段が、制御対象の発熱体に供給する電力を、隣接する発熱体の発熱量に応じて制御することを特徴とするものである。   In order to solve the above problems, the present invention controls a fixing rotator, a counter member that forms a nip portion between the fixing rotator, a heating member that heats the fixing rotator, and an output of the heating member. A heating control means, wherein the heating member includes a plurality of heating elements that can be supplied with power and arranged in the width direction of the recording medium, and an unfixed image of the recording medium supplied to the nip portion is an image area. And the non-image area, the heating control means causes each heating element so that, of the plurality of heating elements, the heating element corresponding to the image area becomes high temperature and the heating element corresponding to the non-image area becomes low temperature. In the fixing device in which the power supply to the heater is controlled, the heating control means controls the power supplied to the heating element to be controlled in accordance with the heat generation amount of the adjacent heating element.

本発明によれば、制御対象の発熱体に供給する電力を、制御対象の発熱体に隣接する発熱体の発熱量に応じて制御するので、各発熱体に供給する電力を、隣接領域からの熱拡散もしくは隣接領域への熱拡散を考慮した上で定めることができる。そのため、定着回転体の表面に狙いどおりの温度分布を形成することができ、エネルギーロスを抑えながら定着不良や異常画像を防止して画像品質の向上を図ることができる。   According to the present invention, the power supplied to the heating element to be controlled is controlled according to the amount of heat generated by the heating element adjacent to the heating element to be controlled. It can be determined in consideration of thermal diffusion or thermal diffusion to adjacent areas. Therefore, a desired temperature distribution can be formed on the surface of the fixing rotator, and image quality can be improved by preventing defective fixing and abnormal images while suppressing energy loss.

本発明を適用可能な画像形成装置の実施の一形態を示す概略構成図である。1 is a schematic configuration diagram illustrating an embodiment of an image forming apparatus to which the present invention is applicable. 定着装置の基本構成を示す断面図である。FIG. 2 is a cross-sectional view illustrating a basic configuration of a fixing device. 定着装置の要部斜視図である。FIG. 3 is a perspective view of a main part of the fixing device. 画像形成パターンを示す平面図である。It is a top view which shows an image formation pattern. 画像パターンAにおける供給電力と定着ベルトの温度分布を示す図である。FIG. 6 is a diagram illustrating a supplied power and a temperature distribution of a fixing belt in an image pattern A. 画像パターンAにおける供給電力と定着ベルトの温度分布を示す図である。FIG. 6 is a diagram illustrating a supplied power and a temperature distribution of a fixing belt in an image pattern A. 画像パターンAにおける供給電力と定着ベルトの温度分布を示す図である。FIG. 6 is a diagram illustrating a supplied power and a temperature distribution of a fixing belt in an image pattern A. 各画像パターンでの各発熱体の発熱量を示す表である。It is a table | surface which shows the emitted-heat amount of each heat generating body in each image pattern. 定着装置の他の実施形態を示す要部斜視図である。It is a principal part perspective view which shows other embodiment of a fixing device. ヒータの他の実施形態を示す平面図である。It is a top view which shows other embodiment of a heater. 本発明を適用可能な他の定着装置の断面図である。FIG. 10 is a cross-sectional view of another fixing device to which the present invention is applicable. 本発明を適用可能な他の定着装置の断面図である。FIG. 10 is a cross-sectional view of another fixing device to which the present invention is applicable. 本発明を適用可能な他の画像形成装置の概略構成図である。It is a schematic block diagram of the other image forming apparatus which can apply this invention.

以下、添付の図面に基づき、本発明の実施の形態について説明する。なお、本発明の実施の形態を説明するための各図面において、同一の機能もしくは形状を有する部材や構成部品等の構成要素については、判別が可能な限り同一符号を付すことにより一度説明した後ではその説明を省略する。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings. In each of the drawings for explaining the embodiments of the present invention, constituent elements such as members and components having the same function or shape are described once by giving the same reference numerals as much as possible. Then, the explanation is omitted.

図1は、本発明の実施の一形態に係る画像形成装置の概略構成図である。
図1に示す画像形成装置は、モノクロ画像形成装置であり、その装置本体1の中央には、像担持体としての感光体2が配設されている。感光体2の周囲には、帯電手段としての帯電ローラ3と、露光手段を構成する光源4及びミラー5と、現像ローラ6を備える現像手段7と、転写手段8と、クリーニングブレード9を備えるクリーニング手段10等が配設されている。
FIG. 1 is a schematic configuration diagram of an image forming apparatus according to an embodiment of the present invention.
The image forming apparatus shown in FIG. 1 is a monochrome image forming apparatus, and a photoconductor 2 as an image carrier is disposed in the center of the apparatus main body 1. Around the photosensitive member 2, a charging roller 3 as a charging unit, a light source 4 and a mirror 5 constituting an exposure unit, a developing unit 7 including a developing roller 6, a transfer unit 8, and a cleaning blade 9 are provided. Means 10 and the like are arranged.

また、装置本体1には、記録媒体としての用紙Pを収容した給紙トレイ11と、給紙トレイ11から用紙Pを搬出する給紙ローラ12と、タイミングローラとしての一対のレジストローラ13と、用紙Pに画像を定着する定着装置14と、用紙Pを装置外に排出する排紙ローラ15とが設けられている。なお、記録媒体には、普通紙以外に、厚紙、はがき、封筒、薄紙、塗工紙(コート紙やアート紙等)、トレーシングペーパ、OHPシート等が含まれる。また、図示しないが、手差し給紙機構が設けてあってもよい。   Further, the apparatus main body 1 includes a paper feed tray 11 that stores paper P as a recording medium, a paper feed roller 12 that carries the paper P out of the paper feed tray 11, a pair of registration rollers 13 as timing rollers, A fixing device 14 that fixes an image on the paper P and a paper discharge roller 15 that discharges the paper P outside the device are provided. In addition to plain paper, the recording medium includes cardboard, postcard, envelope, thin paper, coated paper (coated paper, art paper, etc.), tracing paper, OHP sheet, and the like. Although not shown, a manual paper feed mechanism may be provided.

続いて、図1を参照して、本実施形態に係る画像形成装置の基本的動作について説明する。
作像動作が開始されると、感光体2が図示しない駆動装置によって図の時計回りに回転駆動され、感光体2の表面が帯電ローラ3によって所定の極性に一様に帯電される。次いで、図示しない読取装置やコンピュータ等からの画像情報に基づいて、光源4から照射された露光光Lがミラー5を介して走査され、感光体2の帯電面に照射される。これにより、感光体2の表面に静電潜像が形成される。この静電潜像に対し、現像ローラ6からトナーが供給されることにより、静電潜像がトナー画像として顕像化(可視像化)される。
Next, the basic operation of the image forming apparatus according to the present embodiment will be described with reference to FIG.
When the image forming operation is started, the photosensitive member 2 is rotationally driven clockwise by a driving device (not shown), and the surface of the photosensitive member 2 is uniformly charged to a predetermined polarity by the charging roller 3. Next, based on image information from a reading device or a computer (not shown), the exposure light L emitted from the light source 4 is scanned through the mirror 5 and applied to the charged surface of the photoreceptor 2. As a result, an electrostatic latent image is formed on the surface of the photoreceptor 2. By supplying toner from the developing roller 6 to the electrostatic latent image, the electrostatic latent image is visualized (visualized) as a toner image.

また、作像動作が開始されると、給紙ローラ12が回転駆動を開始し、給紙トレイ11から用紙Pが1枚ずつ分離して送り出される。送り出された用紙Pは、レジストローラ13によって搬送が一旦停止され、姿勢のずれが矯正される。その後、レジストローラ13を感光体2の回転に同期して回転駆動させ、感光体2上のトナー画像の先端と用紙Pの搬送方向先端の所定位置とが一致するタイミングで用紙Pを搬送する。そして、搬送される用紙P上に、感光体2上のトナー画像が、転写手段8によって形成された転写電界により転写される。トナー画像が転写された用紙Pは、定着装置14へと搬送され、定着装置14によって用紙P上のトナー画像が定着される。その後、用紙Pは、排紙ローラ15によって装置外へ排出される。   When the image forming operation is started, the paper feed roller 12 starts to rotate, and the paper P is separated and sent out from the paper feed tray 11 one by one. The transport of the fed paper P is temporarily stopped by the registration roller 13, and the deviation of the posture is corrected. Thereafter, the registration roller 13 is driven to rotate in synchronization with the rotation of the photosensitive member 2, and the paper P is conveyed at a timing when the leading end of the toner image on the photosensitive member 2 coincides with a predetermined position at the leading end of the conveying direction of the paper P. Then, the toner image on the photoreceptor 2 is transferred onto the conveyed paper P by the transfer electric field formed by the transfer unit 8. The paper P on which the toner image has been transferred is conveyed to the fixing device 14, and the toner image on the paper P is fixed by the fixing device 14. Thereafter, the paper P is discharged out of the apparatus by the paper discharge roller 15.

なお、用紙P上に転写されずに感光体2上に残った残留トナーは、感光体2の回転に伴ってクリーニングブレード9に至り、クリーニングブレード9によって掻き落とされ除去される。そして、感光体2の表面は、図示しない除電手段によって除電され、次の作像工程に備えられる。   Residual toner remaining on the photosensitive member 2 without being transferred onto the paper P reaches the cleaning blade 9 as the photosensitive member 2 rotates, and is scraped off and removed by the cleaning blade 9. Then, the surface of the photoreceptor 2 is neutralized by a neutralizing unit (not shown) and is prepared for the next image forming process.

図2は、本実施形態に係る定着装置の基本構成を示す断面図である。
図2に示すように、定着装置14は、定着回転体としての定着ベルト21と、定着ベルト21に当接してニップ部Nを形成する対向部材(又は対向回転体)としての加圧ローラ22と、定着ベルトを加熱する加熱部材としてのヒータ23とを備える。
FIG. 2 is a cross-sectional view showing the basic configuration of the fixing device according to the present embodiment.
As shown in FIG. 2, the fixing device 14 includes a fixing belt 21 as a fixing rotator, and a pressure roller 22 as an opposing member (or an opposing rotator) that contacts the fixing belt 21 and forms a nip portion N. And a heater 23 as a heating member for heating the fixing belt.

定着ベルト21は、薄肉で可撓性を有する無端状のベルト部材(フィルムも含む)で構成されている。具体的に、定着ベルト21は、外径40mmで厚さ40μmのSUS製の基材21aと、この基材21aの外周面を被覆する厚さ100μmのシリコーンゴム製の弾性層21bと、この弾性層21bの外周面を被覆する厚さ5〜50μmのPFAやPTFE等のフッ素系樹脂製の離型層21cとで構成されている。なお、定着ベルト21の基材21aを、ポリイミド等の樹脂材料で構成してもよい。   The fixing belt 21 is composed of an endless belt member (including a film) that is thin and flexible. Specifically, the fixing belt 21 includes a base material 21a made of SUS having an outer diameter of 40 mm and a thickness of 40 μm, an elastic layer 21b made of silicone rubber having a thickness of 100 μm covering the outer peripheral surface of the base material 21a, It comprises a release layer 21c made of a fluororesin such as PFA or PTFE having a thickness of 5 to 50 μm and covering the outer peripheral surface of the layer 21b. The base 21a of the fixing belt 21 may be made of a resin material such as polyimide.

加圧ローラ22は、外径40mmで厚さ2mmの鉄製の芯金22aと、この芯金22aの外周面を被覆する弾性層22bとで構成されている。加圧ローラ22の弾性層22bは、シリコーンゴムで構成されており、その厚さは5mmである。また、離型性を高めるため、弾性層22bの外周面に厚さ40μm程度のフッ素系樹脂から成る離型層を配設してもよい。   The pressure roller 22 includes an iron cored bar 22a having an outer diameter of 40 mm and a thickness of 2 mm, and an elastic layer 22b covering the outer peripheral surface of the cored bar 22a. The elastic layer 22b of the pressure roller 22 is made of silicone rubber and has a thickness of 5 mm. Further, in order to improve the releasability, a release layer made of a fluororesin having a thickness of about 40 μm may be disposed on the outer peripheral surface of the elastic layer 22b.

定着ベルト21の内周側の加圧ローラ22と対向する位置には、ニップ形成部材24が配設されている。ニップ形成部材24は、その両端部において、定着装置14の図示しない側板に支持されている。このニップ形成部材24に対し、加圧ローラ22が加圧レバー等の加圧手段によって圧接せしめられることで、定着ベルト21と加圧ローラ22との圧接部において所定幅のニップ部Nが形成されている。なお、定着回転体と対向部材とを加圧を行わず単に当接させるだけの構成としてもよい。   A nip forming member 24 is disposed at a position facing the pressure roller 22 on the inner peripheral side of the fixing belt 21. The nip forming member 24 is supported by a side plate (not shown) of the fixing device 14 at both ends thereof. When the pressure roller 22 is brought into pressure contact with the nip forming member 24 by a pressure means such as a pressure lever, a nip portion N having a predetermined width is formed at the pressure contact portion between the fixing belt 21 and the pressure roller 22. ing. Note that the fixing rotator and the opposing member may be simply brought into contact with each other without applying pressure.

また、加圧ローラ22は、図示しないモータ等の駆動源によって図の矢印B方向に回転駆動するように構成されている。そして、加圧ローラ22が回転駆動すると、その駆動力がニップ部Nで定着ベルト21に伝達され、定着ベルト21が図の矢印C方向に従動回転するようになっている。また、定着ベルト21の内周側には、定着ベルト21を支持するベルト支持部材29が配設されている。   The pressure roller 22 is configured to be rotationally driven in the direction of arrow B in the figure by a drive source such as a motor (not shown). When the pressure roller 22 is rotationally driven, the driving force is transmitted to the fixing belt 21 at the nip portion N, and the fixing belt 21 is driven to rotate in the direction of arrow C in the figure. A belt support member 29 that supports the fixing belt 21 is disposed on the inner peripheral side of the fixing belt 21.

ヒータ23は、サーマルヒータやセラミックヒータ等の面状又は板状の発熱体で構成されている。定着ベルト21の内周側には、支持部材としてのステー31が配設されており、このステー31によって、ヒータ23が、ニップ部Nよりも用紙搬送方向Aの上流側で、定着ベルト21の内周面に対向するように支持されている。また、ヒータ23には電源25が接続されており、電源25からヒータ23に電力が供給されるようになっている。この電源25の出力は、加熱制御手段26によって制御される。加熱制御手段26は、CPU、ROM、RAM、I/Oインターフェース等を包含するマイクロコンピュータで構成されている。   The heater 23 is composed of a planar or plate-like heating element such as a thermal heater or a ceramic heater. A stay 31 as a support member is disposed on the inner peripheral side of the fixing belt 21, and the stay 31 causes the heater 23 to be upstream of the nip portion N in the sheet conveyance direction A, and the fixing belt 21. It is supported so as to face the inner peripheral surface. Further, a power source 25 is connected to the heater 23 so that power is supplied from the power source 25 to the heater 23. The output of the power source 25 is controlled by the heating control means 26. The heating control means 26 is composed of a microcomputer including a CPU, ROM, RAM, I / O interface and the like.

また、定着装置14は、ヒータ23の温度を検知するヒータ温度検知手段としての第1のセンサ27と、定着ベルト21の温度を検知するベルト温度検知手段としての第2のセンサ28とを備える。第1のセンサ27は、ヒータ23に直接接触するように配設され、第2のセンサ28は、定着ベルト21の外周面に対し、ヒータ23よりもベルト回転方向Cの上流側で対向するように配設されている。各センサ27,28で検知された温度情報は、加熱制御手段26に入力されるようになっており、この入力情報に基づいて、加熱制御手段26は電源25の出力を制御するように構成されている。   Further, the fixing device 14 includes a first sensor 27 as a heater temperature detecting unit that detects the temperature of the heater 23, and a second sensor 28 as a belt temperature detecting unit that detects the temperature of the fixing belt 21. The first sensor 27 is disposed so as to be in direct contact with the heater 23, and the second sensor 28 is opposed to the outer peripheral surface of the fixing belt 21 on the upstream side in the belt rotation direction C with respect to the heater 23. It is arranged. The temperature information detected by the sensors 27 and 28 is input to the heating control means 26, and the heating control means 26 is configured to control the output of the power source 25 based on this input information. ing.

また、定着ベルト21の外周側でヒータ23と対向する位置には、定着ベルト21を加圧する押さえ部材としての押圧ローラ30が配設されている。この押圧ローラ30によって、定着ベルト21が外周側からヒータ23に向けて加圧されることで、定着ベルト21がヒータ23に接触するようになっている。押圧ローラ30は、外径が15mm乃至30mmであり、外径が8mmの鉄製の芯金30aと、この芯金30aの外周面を被覆する厚さ3.5mm乃至11mmのシリコーンゴム製の弾性層30bとで構成されている。また、離型性を高めるために、弾性層30bの外周面に厚さ40μm程度のフッ素系樹脂から成る離型層を配設してもよい。ここでは、押圧ローラ30が図示しない加圧手段によって定着ベルト21に圧接されているが、加圧手段による加圧を行わず、単に当接させるだけの構成としてもよい。   A pressing roller 30 as a pressing member that presses the fixing belt 21 is disposed at a position facing the heater 23 on the outer peripheral side of the fixing belt 21. The pressing belt 30 presses the fixing belt 21 from the outer peripheral side toward the heater 23, so that the fixing belt 21 comes into contact with the heater 23. The pressing roller 30 has an outer diameter of 15 mm to 30 mm, an iron cored bar 30a having an outer diameter of 8 mm, and an elastic layer made of silicone rubber having a thickness of 3.5 mm to 11 mm covering the outer peripheral surface of the cored bar 30a. 30b. Further, in order to improve the mold release property, a mold release layer made of a fluorine-based resin having a thickness of about 40 μm may be disposed on the outer peripheral surface of the elastic layer 30b. Here, the pressing roller 30 is pressed against the fixing belt 21 by a pressing unit (not shown). However, the pressing roller 30 may be simply brought into contact without being pressed by the pressing unit.

図2を参照しつつ定着装置の基本動作について説明する。
画像形成装置本体の電源スイッチが投入されると、電源25からヒータ23に電力が供給されると共に、加圧ローラ22が図の矢印B方向に回転駆動を開始する。これにより、定着ベルト21は、加圧ローラ22との間の摩擦力によって、図の矢印C方向に従動回転する。
The basic operation of the fixing device will be described with reference to FIG.
When the power switch of the image forming apparatus main body is turned on, power is supplied from the power source 25 to the heater 23, and the pressure roller 22 starts to rotate in the direction of arrow B in the figure. As a result, the fixing belt 21 is driven to rotate in the direction of arrow C in the figure by the frictional force with the pressure roller 22.

その後、上述の画像形成工程を経て未定着のトナー画像Gが担持された用紙Pが、定着ベルト21と加圧ローラ22との間のニップ部Nに搬送されると、用紙Pが加熱及び加圧され、用紙P上のトナー画像Gが定着される。そして、用紙Pはニップ部Nから搬出された後、機外に排出される。   Thereafter, when the sheet P carrying the unfixed toner image G through the image forming process is conveyed to the nip portion N between the fixing belt 21 and the pressure roller 22, the sheet P is heated and heated. The toner image G on the paper P is fixed. Then, after the sheet P is carried out from the nip portion N, it is discharged out of the apparatus.

以下、本実施形態に係る定着装置の構成について、さらに詳しく説明する。
図3に示すように、加熱部材としてのヒータ23は、用紙Pの搬送方向と直交する幅方向に等間隔に配設された複数(図では7つ)の発熱体32を有している。各発熱体32は、それぞれに給電可能となるように電源40に接続されており、各発熱体32への供給電力は、加熱制御手段26により互いに独立してコントロールされる。
Hereinafter, the configuration of the fixing device according to the present embodiment will be described in more detail.
As shown in FIG. 3, the heater 23 as a heating member has a plurality (seven in the figure) of heating elements 32 arranged at equal intervals in the width direction orthogonal to the transport direction of the paper P. Each heating element 32 is connected to a power source 40 so that power can be supplied to each heating element 32, and the power supplied to each heating element 32 is controlled independently by the heating control means 26.

具体的に、加熱制御手段26は、複数の発熱体32のうち、発熱させる発熱体32を選択することによる用紙幅方向における加熱範囲の変更と、発熱体32のON/OFFのタイミングを制御することによる回転方向における加熱範囲の変更と、発熱体32の発熱量を制御することによる単位時間当たりの発熱量(加熱温度)の変更とを、行えるようになっている。なお、発熱体32の発熱量(出力)の制御は、各発熱体32に供給する電力を変更することで行われる。この供給電力の変更は、電圧をアナログ的に変更し、あるいは、点灯デューティー(所定時間中のON時間の比率)を変更することなどによって行われる。   Specifically, the heating control means 26 controls the change of the heating range in the sheet width direction by selecting the heating element 32 to generate heat from among the plurality of heating elements 32 and the ON / OFF timing of the heating element 32. Thus, the heating range in the rotation direction can be changed, and the heating value per unit time (heating temperature) can be changed by controlling the heating value of the heating element 32. Note that the amount of heat generated (output) of the heating elements 32 is controlled by changing the power supplied to each heating element 32. This change in the supplied power is performed by changing the voltage in an analog manner or changing the lighting duty (the ratio of the ON time during a predetermined time).

画像形成装置の図示しない画像読取装置や外部機器から送信された画像信号は、図2に示す画像処理手段33に入力され、所定の画像処理が行われる。画像処理手段33が作成した画像情報は加熱制御手段26に入力され、この画像情報に基づいて加熱制御手段26が電源25を介して各発熱体32の出力を制御する。   An image signal transmitted from an image reading device (not shown) of the image forming apparatus or an external device is input to the image processing means 33 shown in FIG. 2, and predetermined image processing is performed. The image information created by the image processing unit 33 is input to the heating control unit 26, and the heating control unit 26 controls the output of each heating element 32 via the power source 25 based on this image information.

例えば、図4(a)に示すように、用紙搬送方向Aの先端側から順に、画像領域a、非画像領域b、画像領域cが存在するように画像形成された用紙Pの場合、画像領域a,cでは定着が必要であるが、非画像領域bでは定着の必要はない。このような場合、加熱制御手段26は、画像処理手段33から得た画像情報に基づき、非画像領域bに対応する定着ベルト21の部位の温度を、画像領域a,cに対応する定着ベルト21の部位の温度よりも低くなるようにヒータ23を制御する。すなわち、この場合、画像領域a,cに対応する箇所では、全発熱体32への電力供給を通常通り行うが、非画像領域bに対応する箇所では、全発熱体32への電力供給を低減又は停止する。このように、非画像領域bに対応する箇所では、発熱体32への供給電力を低減又は停止することで、非画像領域bでの無駄な熱エネルギー消費を削減することができる。   For example, as shown in FIG. 4A, in the case of the paper P on which the image area a, the non-image area b, and the image area c are formed in order from the leading end side in the paper conveyance direction A, the image area Fixing is necessary for a and c, but fixing is not necessary for the non-image area b. In such a case, based on the image information obtained from the image processing means 33, the heating control means 26 changes the temperature of the part of the fixing belt 21 corresponding to the non-image area b to the fixing belt 21 corresponding to the image areas a and c. The heater 23 is controlled so as to be lower than the temperature of the part. That is, in this case, the power supply to all the heating elements 32 is normally performed at the locations corresponding to the image areas a and c, but the power supply to all the heating elements 32 is reduced at the locations corresponding to the non-image areas b. Or stop. As described above, in the portion corresponding to the non-image region b, wasteful heat energy consumption in the non-image region b can be reduced by reducing or stopping the power supplied to the heating element 32.

また、図4(b)に示すように、用紙Pの幅方向に渡って、画像領域dと非画像領域eとが混在する場合は、複数の発熱体32のうち、非画像領域eに対応する位置(図の右側)にある発熱体32への電力供給を低減又は停止する。これにより、非画像領域eでの無駄な熱エネルギー消費を削減できる。   As shown in FIG. 4B, when the image area d and the non-image area e are mixed in the width direction of the paper P, it corresponds to the non-image area e among the plurality of heating elements 32. The power supply to the heating element 32 at the position (right side in the figure) is reduced or stopped. Thereby, useless heat energy consumption in the non-image area e can be reduced.

また、図4(c)に示す例では、画像領域と非画像領域とが用紙Pの幅方向と搬送方向に渡って混在している。この場合は、図中の符号gの範囲と符号iの範囲とが重なり合った箇所に形成される非画像領域に対応して、発熱体32への電力供給を低減又は停止することにより、上記と同様に、非画像領域での無駄な熱エネルギー消費を削減することができる。   In the example shown in FIG. 4C, the image area and the non-image area are mixed in the width direction and the conveyance direction of the paper P. In this case, the power supply to the heating element 32 is reduced or stopped in correspondence with the non-image area formed in the portion where the range of the symbol g and the range of the symbol i in the figure overlap with each other. Similarly, useless heat energy consumption in the non-image area can be reduced.

以下、定着ベルトの温度制御について説明する。
用紙上の画像領域a,cがニップ部を通過するタイミングでは、定着ベルトの温度が、定着に必要な所定の第1の目標温度となるように、発熱体への供給電力を制御する。一方、非画像領域bがニップ部を通過するタイミングでは、発熱体への電力供給を低減して、定着ベルトの温度が第1の目標温度よりも低い第2の目標温度となるように制御し、無駄な熱エネルギー消費を削減する。ここで、画像領域a,cがニップ部を通過しない時間においては、発熱体32への電力供給を完全に停止してもよいが、極端に温度が下がり過ぎると、同じ用紙あるいは次の用紙の画像領域がニップ部に供給された時に、該発熱体を第1の目標温度まで立ち上げることが困難となる。そのため、発熱体の出力として、第1の目標温度に対応する出力よりも小さい出力を設定し、画像領域の非通過時においては、小さい出力で加熱することにより、第1の目標温度Q1よりも低いが室温よりは高い第2の目標温度に保つように制御することが望ましい。具体的な第2の目標温度は、ヒータ23の性能や定着ベルト21の熱容量等に応じて定められる。
Hereinafter, the temperature control of the fixing belt will be described.
At the timing when the image areas a and c on the sheet pass through the nip portion, the power supplied to the heating element is controlled so that the temperature of the fixing belt becomes a predetermined first target temperature necessary for fixing. On the other hand, at the timing when the non-image area b passes through the nip portion, the power supply to the heating element is reduced, and control is performed so that the temperature of the fixing belt becomes a second target temperature lower than the first target temperature. Reduce wasteful heat energy consumption. Here, during the time when the image areas a and c do not pass through the nip portion, the power supply to the heating element 32 may be stopped completely. However, if the temperature is excessively lowered, the same sheet or the next sheet When the image area is supplied to the nip portion, it becomes difficult to raise the heating element to the first target temperature. Therefore, an output smaller than the output corresponding to the first target temperature is set as the output of the heating element, and when the image area is not passed, heating is performed with a small output, so that it is higher than the first target temperature Q1. It is desirable to control to maintain a second target temperature that is low but higher than room temperature. The specific second target temperature is determined according to the performance of the heater 23, the heat capacity of the fixing belt 21, and the like.

また、一般的に、定着ベルトの加熱を開始してから、定着ベルトの温度が目標温度に達するまでには、一定の昇温時間を要する。従って、第1の目標温度に対応する出力での立ち上げを、画像領域aの先端がニップ部に達した時点で開始した場合、第1の目標温度への昇温が間に合わない。そこで、定着ベルトの昇温時間を考慮して、各画像領域a,cの先端がニップ部へ到達するよりも前のタイミングから、所定時間の間、出力による予熱を行うことが望ましい。ただし、省エネの観点から、予熱時間はできるだけ短い方が望ましい。また、定着ベルトの昇温時間は、定着ベルト自体の熱伝達率や回転方向の発熱長さなどによって異なるため、予め実験などにより特定しておくとよい。   In general, it takes a certain time for the temperature of the fixing belt to reach the target temperature after the heating of the fixing belt is started. Therefore, when the start-up with the output corresponding to the first target temperature is started when the leading edge of the image area a reaches the nip portion, the temperature rise to the first target temperature is not in time. Therefore, in consideration of the heating time of the fixing belt, it is desirable to perform preheating by output for a predetermined time from the timing before the leading ends of the image areas a and c reach the nip portion. However, from the viewpoint of energy saving, it is desirable that the preheating time is as short as possible. In addition, the temperature increase time of the fixing belt varies depending on the heat transfer coefficient of the fixing belt itself, the heat generation length in the rotation direction, and the like, and therefore it is preferable to specify the temperature beforehand by experiments.

なお、各画像領域a,cの定着温度は、同じ温度(第1の目標温度)に設定する他、画像領域に含まれる画像の種類に応じて目標温度を異ならせてもよい。   The fixing temperatures of the image areas a and c may be set to the same temperature (first target temperature), or the target temperatures may be varied depending on the type of image included in the image area.

例えば、各画像領域の画像の種類が、文字、写真、図などで異なる場合に、画像の種類に応じて各画像領域に対応する目標温度を異ならせてもよい。特に、画像が写真の場合は、画像の光沢度を上げる必要がある場合があるので、写真の画像領域に対しては目標温度を高く設定することで、所望の光沢度が得られる。   For example, when the image type of each image area is different for characters, photographs, drawings, etc., the target temperature corresponding to each image area may be varied depending on the image type. In particular, when the image is a photograph, it may be necessary to increase the glossiness of the image. Therefore, a desired glossiness can be obtained by setting a high target temperature for the image area of the photograph.

また、各画像領域の画像パターンが、ベタ画像、ハーフトーン画像、線画像、文字画像などで異なる場合や、画像パターンの処理方法が、ディザ法や誤差拡散法などで異なる場合、画像パターンや処理方法に応じて各画像領域に対応する目標温度を異ならせてもよい。各種画像パターンによってトナー粒子同士の孤立度合い又は密集度合いが異なっており、孤立している場合の方が密集している場合よりもトナーが剥がれやすいことが知られている。そのため、トナーが孤立している画像パターンに対しては、目標温度を上げて剥がれにくくし、反対に、トナーが密集している画像パターンに対しては、目標温度を下げることで消費エネルギーを削減することが可能である。   Also, if the image pattern of each image area is different for solid images, halftone images, line images, character images, etc., or if the image pattern processing method is different for dither method, error diffusion method, etc., the image pattern and processing The target temperature corresponding to each image region may be varied depending on the method. It is known that the degree of isolation or density of toner particles differs depending on various image patterns, and the toner is more easily peeled off when it is isolated than when it is dense. Therefore, for image patterns with isolated toner, the target temperature is raised to make it difficult to peel off. On the other hand, for image patterns with dense toner, reducing the target temperature reduces energy consumption. Is possible.

また、各画像領域のトナー付着量が異なる場合、それぞれ、定着に必要な温度が異なるため、画像情報に基づきトナーの付着量を把握しておき、これに応じて画像領域ごとに目標温度を異ならせてもよい。通常、トナーの付着量が多い画像では、トナーの溶融に多くの熱量が必要になるため、目標温度を上げる必要がある。反対に、トナーの付着量が少ない画像では、目標温度を下げて消費エネルギーの削減を図ることができる。   In addition, when the toner adhesion amount of each image area is different, the temperature required for fixing is different, so the toner adhesion amount is grasped based on the image information, and the target temperature is different for each image area accordingly. It may be allowed. Usually, in an image with a large amount of toner adhesion, a large amount of heat is required for melting the toner, and thus it is necessary to raise the target temperature. On the contrary, for an image with a small amount of toner, the target temperature can be lowered to reduce energy consumption.

また、複数の色のトナーを用いるカラー画像形成装置においては、トナーの色によって定着に必要な熱量が異なる場合があるため、その場合、トナーの色に応じて目標温度を異ならせてもよい。例えば、ブラックのトナーは、イエロー、シアン、マゼンタ等の他の色のトナーに比べて、定着に必要な熱量が少なくてよい場合が多いため、ブラックのトナーのみ使用される画像領域では、目標温度を下げることで消費エネルギーの削減を図れる。   In a color image forming apparatus using a plurality of color toners, the amount of heat required for fixing may differ depending on the color of the toner. In this case, the target temperature may be varied depending on the color of the toner. For example, black toner often requires less heat than other color toners, such as yellow, cyan, and magenta. Therefore, in an image area where only black toner is used, the target temperature By reducing the value, energy consumption can be reduced.

[第1の実施形態]
以下、本発明の特徴的構成を説明する。
本発明は、図5〜図7に示すように、用紙Pの幅方向に画像領域Xと非画像領域Yとが混在している場合(図4(b)(c)の態様)に適用される。以下では、用紙Pの幅方向中央に画像領域Xが形成され、その両側に非画像領域Yが形成されている場合を例に挙げて説明する。なお、ヒータ23の発熱体32の数は任意であるが、以下では、用紙Pの幅方向に5つの発熱体32(h1〜h5)を配置したヒータ23を使用する場合を例示している。
[First Embodiment]
The characteristic configuration of the present invention will be described below.
The present invention is applied to the case where the image area X and the non-image area Y are mixed in the width direction of the paper P (the modes shown in FIGS. 4B and 4C) as shown in FIGS. The Hereinafter, a case where the image region X is formed in the center of the paper P in the width direction and the non-image region Y is formed on both sides thereof will be described as an example. In addition, although the number of the heat generating bodies 32 of the heater 23 is arbitrary, below, the case where the heater 23 which has arrange | positioned the five heat generating bodies 32 (h1-h5) in the width direction of the paper P is illustrated.

図5は、用紙Pの幅方向中央に、一つの発熱体h3の長さに相当する画像領域Xが形成された画像パターンA、並びに画像パターンAを定着させる際の定着ベルト21の温度分布および各発熱体h1〜h5への供給電力を示している。   FIG. 5 shows an image pattern A in which an image region X corresponding to the length of one heating element h3 is formed at the center in the width direction of the paper P, and the temperature distribution of the fixing belt 21 when fixing the image pattern A and The electric power supplied to each heating element h1-h5 is shown.

定着開始に伴い、画像処理手段33から画像パターンAの画像情報が加熱制御手段26に入力される。加熱制御手段26は、ヒータ23の各発熱体32のうち、画像領域Xに対応する発熱体h3に電力Saを供給し、定着ベルト21の画像領域Xに対応する領域を温度Taまで加熱する。また、非画像領域Yに対応する発熱体h1、h2、h4、h5に先の電力Saより小さい電力S1を供給し、定着ベルト21の画像領域Yに対応する領域をTaより低い第2の目標温度Tbase(例えば100℃)まで加熱する。   With the start of fixing, the image information of the image pattern A is input from the image processing unit 33 to the heating control unit 26. The heating control unit 26 supplies electric power Sa to the heating element h3 corresponding to the image area X among the heating elements 32 of the heater 23, and heats the area corresponding to the image area X of the fixing belt 21 to the temperature Ta. Further, a power S1 smaller than the previous power Sa is supplied to the heating elements h1, h2, h4, h5 corresponding to the non-image area Y, and the area corresponding to the image area Y of the fixing belt 21 is lower than Ta. Heat to temperature Tbase (eg 100 ° C.).

同図に示すように、加熱開始直後の時間t0の時点では、定着ベルト21に、画像領域Xに対応する領域が高温となり、非画像領域Yが低温となった矩形波状の温度分布が形成される。各発熱体h1〜h5への電力Sa,S1の供給は、用紙がニップ部Nを脱出するまで継続されるが、定着ベルト21上では時間の経過に伴って幅方向両側に熱が拡散するため、規定時間t1(定着ベルト21のヒータ23で加熱された領域がニップ部Nに到達するまでの時間)が経過した後は、定着ベルト21の温度分布が図示のような曲線形状(正規分布曲線)となり、かつ定着ベルト21の発熱体h3に加熱される領域の温度が当初の加熱温度Taよりも低下する。   As shown in the figure, at the time t0 immediately after the start of heating, a rectangular wave-like temperature distribution is formed on the fixing belt 21 in which the area corresponding to the image area X is high and the non-image area Y is low. The The supply of the electric power Sa and S1 to each of the heating elements h1 to h5 is continued until the sheet escapes from the nip portion N. However, since heat spreads on both sides in the width direction on the fixing belt 21 as time elapses. After the lapse of the specified time t1 (time until the region heated by the heater 23 of the fixing belt 21 reaches the nip portion N), the temperature distribution of the fixing belt 21 has a curved shape (normal distribution curve) as shown in the figure. And the temperature of the region heated by the heating element h3 of the fixing belt 21 is lower than the initial heating temperature Ta.

この時間t1の経過後も、定着ベルト21のうち、発熱体h3によって加熱される領域の温度が狙い温度である第1の目標温度Ttarget(例えば140℃)以上であることが必要とされる。この条件を満たすように、時間t0での加熱温度Taが定められ(例えばTa=160℃)、この加熱温度Taが得られるように画像領域Xに対応する発熱体h3への供給電力Saが定められる。   Even after the elapse of the time t1, the temperature of the fixing belt 21 heated by the heating element h3 is required to be equal to or higher than the first target temperature Ttarget (for example, 140 ° C.) that is the target temperature. The heating temperature Ta at time t0 is determined so as to satisfy this condition (for example, Ta = 160 ° C.), and the supply power Sa to the heating element h3 corresponding to the image region X is determined so as to obtain this heating temperature Ta. It is done.

図6は、用紙Pの幅方向の中央に、二つの発熱体h2,h3の長さに相当する画像領域Xが形成された画像パターンB、並びにこの画像パターンBを定着させる際の定着ベルト21各部の温度および各発熱体h1〜h5への供給電力を示している。   FIG. 6 shows an image pattern B in which an image region X corresponding to the length of the two heating elements h2 and h3 is formed at the center in the width direction of the paper P, and a fixing belt 21 for fixing the image pattern B. The temperature of each part and the electric power supplied to each heat generating body h1-h5 are shown.

この場合も、定着開始に伴って画像処理手段33から画像パターンBの画像情報が加熱制御手段26に入力される。加熱制御手段26は、ヒータ23の各発熱体32のうち、画像領域Xに対応する二つの発熱体h2,h3に電力Sbを供給し、定着ベルト21の画像領域Xに対応する領域を温度Tbまで加熱する。また、加熱制御手段26は、非画像領域Yに対応する発熱体h1、h4、h5に電力S1を供給し、定着ベルト21の画像領域Yに対応する領域を第2の目標温度Tbaseまで加熱する。   Also in this case, the image information of the image pattern B is input from the image processing unit 33 to the heating control unit 26 with the start of fixing. The heating control unit 26 supplies electric power Sb to the two heat generating elements h2 and h3 corresponding to the image area X among the heat generating elements 32 of the heater 23, and sets the area corresponding to the image area X of the fixing belt 21 to the temperature Tb. Until heated. The heating control unit 26 supplies power S1 to the heating elements h1, h4, h5 corresponding to the non-image area Y, and heats the area corresponding to the image area Y of the fixing belt 21 to the second target temperature Tbase. .

加熱開始直後の時間t0の時点では、定着ベルト21には、画像領域Xに対応する領域が高温となり、非画像領域Yに対応する領域が低温となった矩形波状の温度分布が形成される。この場合も、時間の経過に伴って周囲に熱が拡散するため、時間t1の経過後は、定着ベルト21の温度分布が同図に示すような曲線形状となり、かつ発熱体h3に加熱された領域の温度が当初の加熱温度Tbよりも低下する。時間t1の経過時点で定着ベルト21の画像領域Xに対応する領域の温度が狙い温度である第1の目標温度Ttarget以上となるように、時間t0での加熱温度Tbが定められ(例えばTb=150℃)、この加熱温度Tbが得られるように画像領域Xに対応する発熱体h3に供給される電力Sbが定められる。   At time t0 immediately after the start of heating, the fixing belt 21 has a rectangular wave-like temperature distribution in which the region corresponding to the image region X becomes high temperature and the region corresponding to the non-image region Y becomes low temperature. Also in this case, since the heat diffuses to the surroundings as time passes, the temperature distribution of the fixing belt 21 has a curved shape as shown in the figure after the time t1, and the heating element h3 is heated. The temperature of the region is lower than the initial heating temperature Tb. The heating temperature Tb at the time t0 is determined so that the temperature of the region corresponding to the image region X of the fixing belt 21 is equal to or higher than the first target temperature Ttarget that is the target temperature at the time t1 (e.g., Tb = 150 ° C.), the electric power Sb supplied to the heating element h3 corresponding to the image region X is determined so that the heating temperature Tb is obtained.

この場合、定着ベルト21のうち、二つの隣接する発熱体h2,h3に加熱される領域では、高温部が隣接しているため、一方の発熱体h2に加熱された領域と他方の発熱体h3に加熱された領域との境界間を跨ぐような熱拡散が生じない。従って、時間t0からt1までの間の温度低下量は、非画像領域Yへの熱拡散を考慮しても、図5に示す画像パターンAの場合に比べて小さくなる。そのため、画像パターンBにおいては、時間t0での加熱温度Tbは、図5に示す画像パターンAの場合の加熱温度Taよりも低く設定し(Tb<Ta)、これに対応して発熱体h2、h3に供給する電力Sbも、図5の場合の供給電力Saよりも小さくする(Sb<Sa)。   In this case, in the region heated by the two adjacent heating elements h2 and h3 in the fixing belt 21, the high-temperature part is adjacent to each other. Therefore, the region heated by one heating element h2 and the other heating element h3. No thermal diffusion occurs across the boundary with the heated area. Therefore, the amount of temperature decrease between time t0 and time t1 is smaller than that in the case of the image pattern A shown in FIG. Therefore, in the image pattern B, the heating temperature Tb at the time t0 is set lower than the heating temperature Ta in the case of the image pattern A shown in FIG. 5 (Tb <Ta), and the heating element h2, The power Sb supplied to h3 is also made smaller than the power supply Sa in the case of FIG. 5 (Sb <Sa).

図7は、用紙Pの幅方向の中央に、三つの発熱体h2〜h4の長さに相当する画像領域Xが形成された画像パターンC、並びに画像パターンCを定着させる際の定着ベルト21各部の温度および各発熱体h1〜h5への供給電力を示している。   FIG. 7 shows an image pattern C in which an image region X corresponding to the length of the three heating elements h2 to h4 is formed at the center in the width direction of the paper P, and each part of the fixing belt 21 when fixing the image pattern C. And the power supplied to each of the heating elements h1 to h5.

この場合も、定着開始に伴って画像処理手段33から画像パターンCの画像情報が加熱制御手段26に入力される。加熱制御手段26は、ヒータ23の各発熱体32のうち、画像領域Xに対応する三つの発熱体h2〜h4に電力SbおよびScを供給し、定着ベルト21の画像領域Xに対応する領域を温度TbおよびTcまで加熱する。また、加熱制御手段26は、非画像領域Yに対応する発熱体h1,h5に電力S1を供給し、定着ベルト21の画像領域Yに対応する領域を第2の目標温度Tbaseまで加熱する。 Also in this case, the image information of the image pattern C is input from the image processing unit 33 to the heating control unit 26 with the start of fixing. The heating control means 26 supplies electric power Sb and Sc to the three heating elements h <b> 2 to h <b> 4 corresponding to the image area X among the heating elements 32 of the heater 23, and sets the area corresponding to the image area X of the fixing belt 21. Heat to temperatures Tb and Tc. Further, the heating control unit 26 supplies power S1 to the heating elements h1 and h5 corresponding to the non-image area Y, and heats the area corresponding to the image area Y of the fixing belt 21 to the second target temperature Tbase .

この場合も、加熱開始直後の時間t0の時点では、定着ベルト21には、画像領域Xに対応する領域が高温となり、画像領域Yに対応する領域が低温となった矩形波状の温度分布が形成されるが、時間t1の経過後は、熱拡散により定着ベルト21の温度分布が同図に示すような曲線形状となる。また、定着ベルト21の画像領域Xに対応する領域の温度が当初の加熱温度Tb,Tcよりも低下する。時間t1の時点で定着ベルト21の画像領域Xに対応する領域が狙い温度である第1の目標温度Ttarget以上となるように、時間t0での加熱温度Tb,Tcが定められ、この加熱温度Tb,Tcが得られるように画像領域Xに対応する発熱体h2〜4に供給される電力Sb、Scが定められる。   Also in this case, at time t0 immediately after the start of heating, the fixing belt 21 has a rectangular wave-shaped temperature distribution in which the region corresponding to the image region X becomes high temperature and the region corresponding to the image region Y becomes low temperature. However, after the elapse of time t1, the temperature distribution of the fixing belt 21 has a curved shape as shown in FIG. Further, the temperature of the area corresponding to the image area X of the fixing belt 21 is lower than the initial heating temperatures Tb and Tc. The heating temperatures Tb and Tc at the time t0 are determined so that the region corresponding to the image region X of the fixing belt 21 is equal to or higher than the first target temperature Ttarget that is the target temperature at the time t1, and the heating temperature Tb , Tc, electric power Sb, Sc supplied to the heating elements h2-4 corresponding to the image region X is determined.

この場合、発熱体h2〜h4に加熱された三つの高温領域のうち、両端の領域は、それぞれ一方の側部が非画像領域Yに対応した低温領域に隣接しているため、図6に示す高温領域と同様の態様で熱拡散が生じる。そのため、両端の発熱体h2,h4に加熱された高温領域の温度は、図5に示す高温領域の温度Tbと同じになる。その一方で、真ん中の高温領域では、両側が高温領域に挟まれているために両側への熱拡散が少なく、それ故に時間t0からt1までの間の温度低下量も両側に隣接する高温領域より小さくなる。   In this case, among the three high-temperature regions heated by the heating elements h2 to h4, the regions at both ends are adjacent to the low-temperature region corresponding to the non-image region Y on each side, and are shown in FIG. Thermal diffusion occurs in a manner similar to the high temperature region. Therefore, the temperature of the high temperature region heated by the heating elements h2 and h4 at both ends is the same as the temperature Tb of the high temperature region shown in FIG. On the other hand, in the middle high temperature region, since both sides are sandwiched between the high temperature regions, there is less thermal diffusion to both sides, and therefore the amount of temperature decrease between time t0 and t1 is also higher than in the high temperature region adjacent to both sides. Get smaller.

以上から、時間t0の高温加熱領域での加熱温度Tb,Tcは、図5に示す高温加熱領域での加熱温度Taよりも低く設定することができ(Tb<Ta、Tc<Ta)、真ん中の高温加熱領域での加熱温度Tc(例えば145℃)は、両側の高温加熱領域での加熱温度Tbよりも小さくすることができる(Tc<Tb)。これに対応して発熱体h2〜h4に供給する電力Sb、Scは、図6の発熱体h3に供給する電力Saよりも小さく設定し(Sb<Sa、Sc<Sa)、真ん中の発熱体h3に供給する電力Scは、その両側に隣接する発熱体h2,h4に供給する電力Sbよりも小さくする(Sc<Sb)。以上をまとめると、Tc<Tb<TaおよびSc<Sb<Saとなっる。   From the above, the heating temperatures Tb and Tc in the high temperature heating region at time t0 can be set lower than the heating temperature Ta in the high temperature heating region shown in FIG. 5 (Tb <Ta, Tc <Ta). The heating temperature Tc (for example, 145 ° C.) in the high temperature heating region can be made smaller than the heating temperature Tb in the high temperature heating region on both sides (Tc <Tb). Correspondingly, the electric power Sb and Sc supplied to the heating elements h2 to h4 are set smaller than the electric power Sa supplied to the heating element h3 in FIG. 6 (Sb <Sa, Sc <Sa), and the middle heating element h3. Is set to be smaller than the power Sb supplied to the heating elements h2 and h4 adjacent to both sides thereof (Sc <Sb). In summary, Tc <Tb <Ta and Sc <Sb <Sa.

図8に、図5〜図7に示す画像パターンA,B,Cでの各発熱体h1〜h5の具体的な発熱量を示す。表中の数値は、制御周期(500msec)中の加熱割合である。1.0が1制御周期の間連続して加熱(通電)されることを意味する。表中の数値「0.4」はS1に対応し、「0.85」がSaに対応し、「0.75」がSbに対応し、「0.65」がScに対応する。   FIG. 8 shows specific heat generation amounts of the heating elements h1 to h5 in the image patterns A, B, and C shown in FIGS. The numerical value in a table | surface is a heating rate in a control period (500 msec). 1.0 means that it is continuously heated (energized) for one control cycle. The numerical value “0.4” in the table corresponds to S1, “0.85” corresponds to Sa, “0.75” corresponds to Sb, and “0.65” corresponds to Sc.

なお、図8に記載した加熱割合の具体的数値は、ヒータ23で加熱された定着ベルト21の領域がニップ部Nに到達するまでの時間t1や、定着ベルト28の熱伝導率等に応じて適宜変更することができる。   The specific numerical value of the heating rate shown in FIG. 8 depends on the time t1 until the region of the fixing belt 21 heated by the heater 23 reaches the nip portion N, the thermal conductivity of the fixing belt 28, and the like. It can be changed as appropriate.

このように本発明では、加熱制御手段26が、制御対象の各発熱体32(h1〜h5)に供給する電力を、制御対象の発熱体に隣接する発熱体の発熱量に応じて制御している。従って、各発熱体32(h1〜h5)に供給する電力を、隣接する加熱領域への熱拡散を考慮した上で定めることができる。そのため、定着ベルト21の表面に当初の目標どおりの温度分布を形成することができ、過剰加熱によるエネルギーロスを抑えると共に、定着不良や異常画像による画像品質の低下を防止することが可能となる。この効果は、定着ベルト21の熱伝導率が大きくなるほど(例えばベルトが厚くなるほど)、隣接する加熱領域への熱拡散が増大するためにより顕著に得ることができる。後述のフルカラー形式の定着装置では、画質向上のために定着ベルト21の表面にシリコーンゴム等からなる弾性層が形成されるので、より熱拡散が生じ易く、本発明の有用性が高まる。   Thus, in the present invention, the heating control means 26 controls the power supplied to each heating element 32 (h1 to h5) to be controlled according to the amount of heat generated by the heating element adjacent to the heating element to be controlled. Yes. Therefore, the power supplied to each heating element 32 (h1 to h5) can be determined in consideration of thermal diffusion to the adjacent heating region. Therefore, a temperature distribution as originally targeted can be formed on the surface of the fixing belt 21, energy loss due to excessive heating can be suppressed, and deterioration in image quality due to poor fixing or abnormal images can be prevented. This effect can be obtained more significantly because the thermal diffusion of the fixing belt 21 increases (for example, the belt becomes thicker) and the thermal diffusion to the adjacent heating region increases. In a full-color type fixing device, which will be described later, an elastic layer made of silicone rubber or the like is formed on the surface of the fixing belt 21 in order to improve the image quality, so that heat diffusion is more likely to occur and the usefulness of the present invention is enhanced.

具体的には、制御対象の発熱体(例えば図6の発熱体h2や図7の発熱体h3)の両側に隣接する発熱体のうち、何れか一方が画像領域Xに対応する高温状態である時(図6参照)、あるいは双方が画像領域Xに対応する高温状態である時(図7参照)は、制御対象の発熱体の両側に隣接する発熱体が何れも非画像領域Yに対応する低温状態である時(図5参照)よりも、制御対象の発熱体に供給する電力を少なくすることができる(Sb<Sa、Sc<Sa)。   Specifically, one of the heating elements adjacent to both sides of the heating element to be controlled (for example, the heating element h2 in FIG. 6 or the heating element h3 in FIG. 7) is in a high temperature state corresponding to the image region X. When the temperature is high (see FIG. 6) or when both are in a high temperature state corresponding to the image area X (see FIG. 7), the heating elements adjacent to both sides of the heating element to be controlled correspond to the non-image area Y. The electric power supplied to the heating element to be controlled can be reduced (Sb <Sa, Sc <Sa) than when the temperature is low (see FIG. 5).

また、制御対象の発熱体(例えば図7の発熱体h3)の両側に隣接する発熱体が何れも画像領域に対応する高温状態である時(図7参照)は、制御対象の発熱体の両側に隣接する発熱体の一方が画像領域に対応する高温状態であり、他方が非画像領域に対応する低温状態である時(図6参照)よりも、制御対象の発熱体に供給する電力を少なくする(Sc<Sb)。   Further, when the heating elements adjacent to both sides of the heating element to be controlled (for example, the heating element h3 in FIG. 7) are in a high temperature state corresponding to the image area (see FIG. 7), both sides of the heating element to be controlled. Less heat is supplied to the heating element to be controlled than when one of the heating elements adjacent to is in a high temperature state corresponding to the image area and the other is in a low temperature state corresponding to the non-image area (see FIG. 6). (Sc <Sb).

本実施形態においては、発熱体32(h1〜h5)の発熱量が、その発熱体に加熱された領域が画像領域Xに対応するものであるか、非画像領域Yに対応するものであるか、に基づいて判断されている。また、この判断は、画像処理手段33から加熱制御手段26に入力された画像情報に基づいて行われている。かかる構成であれば、発熱量を検知するためのセンサ等が基本的に不要となるので、低コスト化やレイアウトの容易化を図ることが可能となる。   In the present embodiment, the amount of heat generated by the heating element 32 (h1 to h5) corresponds to whether the area heated by the heating element corresponds to the image area X or the non-image area Y. , Based on the judgment. This determination is made based on image information input from the image processing means 33 to the heating control means 26. With such a configuration, a sensor or the like for detecting the amount of heat generation is basically unnecessary, so that the cost can be reduced and the layout can be facilitated.

以上の説明では、制御対象の発熱体32が画像領域Xに対応する高温状態である場合を例示したが、これに限らず、制御対象の発熱体32が非画像領域Yに対応する低温状態である場合にも本発明を適用することができる。例えば図6において、高温状態の発熱体h3に隣接する低温状態の発熱体h2に加熱される領域では、発熱体h3に加熱された領域からの熱拡散で温度が上昇するため、発熱体h2に供給する電力をS1より小さくなるように制御することもできる。   In the above description, the case where the heating element 32 to be controlled is in a high temperature state corresponding to the image area X is illustrated, but not limited to this, the heating element 32 to be controlled is in a low temperature state corresponding to the non-image area Y. The present invention can also be applied in some cases. For example, in FIG. 6, in the region heated by the low-temperature heating element h2 adjacent to the high-temperature heating element h3, the temperature rises due to thermal diffusion from the region heated by the heating element h3. It is also possible to control the supplied power to be smaller than S1.

[第2の実施形態]
以上に述べた第1の実施形態では、発熱体32の発熱量を、加熱制御手段26に入力された画像情報から判断することで制御対象の発熱体に供給する電力を制御している。この他、定着ベルト21各部の実際の温度を測定し、この温度情報を加熱制御手段26にフィードバックして各発熱体32に供給する電力を制御することも可能である。
[Second Embodiment]
In the first embodiment described above, the power supplied to the heating element to be controlled is controlled by determining the amount of heat generated by the heating element 32 from the image information input to the heating control means 26. In addition, it is also possible to measure the actual temperature of each part of the fixing belt 21 and feed back this temperature information to the heating control means 26 to control the power supplied to each heating element 32.

図9は、この構成の具体例を示す斜視図である。
同図に示すように、この実施形態のヒータ23は、七つの発熱体32(h1〜h7)を具備している。定着ベルト21の温度を検知するベルト温度検知手段としての第2のセンサ28(U1〜U7)は、各発熱体h1〜h7に加熱される加熱領域(二点鎖線で区画されている)ごとに一つずつ配置されている。この第二のセンサ28は例えば赤外線放射温度計等で構成することができ、その出力はそれぞれ加熱制御手段26に入力される。
FIG. 9 is a perspective view showing a specific example of this configuration.
As shown in the figure, the heater 23 of this embodiment includes seven heating elements 32 (h1 to h7). The second sensors 28 (U1 to U7) as belt temperature detecting means for detecting the temperature of the fixing belt 21 are provided for each heating region (partitioned by two-dot chain lines) heated by the heating elements h1 to h7. One by one. The second sensor 28 can be composed of, for example, an infrared radiation thermometer, and the output thereof is input to the heating control means 26, respectively.

センサ28はニップ部Nよりも定着ベルト21の回転方向上流側に配置されている。この実施形態では、センサ28から、対応する各発熱体h1〜h7の加熱箇所までの距離を定着ベルト21の回転速度で割ることで時間を求め、この時間を発熱体h1〜h7の立ち上げ時間(加熱制御手段26が加熱開始の信号を発信してから実際に加熱が開始されるまでの時間)と同じにしている。   The sensor 28 is disposed upstream of the nip portion N in the rotation direction of the fixing belt 21. In this embodiment, a time is obtained by dividing the distance from the sensor 28 to the heating location of each of the corresponding heating elements h1 to h7 by the rotation speed of the fixing belt 21, and this time is determined as the startup time of the heating elements h1 to h7. (The time from when the heating control means 26 transmits a heating start signal until when heating is actually started).

例えば発熱体h4を制御対象とした場合、隣接する発熱体h3、h5で加熱された定着ベルト21の温度をセンサU3,U5で検知し、この温度情報に基づいて隣接する発熱体h3、h5の発熱量を判断する。すなわち、この温度が規定温度(例えば第1の目標温度Ttarget)以上であれば画像領域Xに対応し、規定温度を下回れば非画像領域Yに対応すると判断して、第1の実施形態で述べた規則に従って発熱体h4に供給する電力を制御する。   For example, when the heating element h4 is a control target, the temperature of the fixing belt 21 heated by the adjacent heating elements h3 and h5 is detected by the sensors U3 and U5, and the adjacent heating elements h3 and h5 are detected based on the temperature information. Determine the calorific value. That is, if this temperature is equal to or higher than a specified temperature (for example, the first target temperature Ttarget), it corresponds to the image area X, and if it is lower than the specified temperature, it is determined to correspond to the non-image area Y, and is described in the first embodiment. The power supplied to the heating element h4 is controlled according to the rules.

また、以上に述べた温度情報による供給電力の制御と、第1の実施形態で述べた画像情報による供給電力の制御とを組み合わせることもできる。一例を挙げれば、図9のセンサ(例えばU4)で測定した温度と、画像情報に基づいて設定した加熱温度(図5のTa、図6および図7のTb、図7のTc)との差から発熱体h4に対するベースとなる電力供給量を決定し、隣接する発熱体h3、h5の加熱領域でのセンサU3,U5の測定値が所定値(例えば130℃)より高い場合には、隣接する加熱領域への熱拡散が少ないとして発熱体h4に対する電力供給量をベース値よりも少なくするような制御が考えられる。これとは逆に、隣接する加熱領域でのセンサU3,U5の測定値が所定値よりも低い場合には、何らかの事情で熱拡散量が増大していると判断して、発熱体h4に対する電力供給量をベース値よりも多くするような制御を行うこともできる。   Further, the control of the power supply based on the temperature information described above and the control of the power supply based on the image information described in the first embodiment can be combined. For example, the difference between the temperature measured by the sensor in FIG. 9 (for example, U4) and the heating temperature (Ta in FIG. 5, Tb in FIGS. 6 and 7 and Tc in FIG. 7) set based on the image information. To determine the power supply amount serving as a base for the heating element h4, and when the measured values of the sensors U3 and U5 in the heating region of the adjacent heating elements h3 and h5 are higher than a predetermined value (for example, 130 ° C.) It can be considered that the amount of power supplied to the heating element h4 is less than the base value assuming that there is little heat diffusion to the heating region. On the other hand, if the measured values of the sensors U3 and U5 in the adjacent heating region are lower than the predetermined value, it is determined that the amount of thermal diffusion has increased for some reason, and the power to the heating element h4 is increased. It is also possible to perform control so that the supply amount is larger than the base value.

以上の各実施形態の説明では、ヒータ23の各発熱体32が同じ長さを有する場合を例示したが、図10に示すように、一部の発熱体32aの長さを他より長くし、あるいは短くすることもできる。このように一部の発熱体32aの長さが他と異なる場合には、各発熱体32(32a)に供給する電力は、各発熱体の単位長さ当たりに供給される電力を基準とする。   In the description of each of the above embodiments, the case where each heating element 32 of the heater 23 has the same length is illustrated, but as shown in FIG. 10, the length of some heating elements 32 a is made longer than the others, Alternatively, it can be shortened. When the length of some of the heating elements 32a is different from the others, the power supplied to each heating element 32 (32a) is based on the power supplied per unit length of each heating element. .

上記各実施形態では、定着回転体として定着ベルト21を用い、加熱手段として定着ベルト21の内周側から加熱するヒータ23を用いた場合を例に説明したが、本発明を適用可能な定着装置はこれに限らない。   In each of the above embodiments, the fixing belt 21 is used as the fixing rotating body, and the heater 23 that is heated from the inner peripheral side of the fixing belt 21 is used as the heating unit. However, the fixing device to which the present invention is applicable is described. Is not limited to this.

例えば、本発明は、図11に示すように、定着回転体として定着ローラ60を用い、加熱手段として定着ローラ60の外周側から加熱するヒータ23を用いた構成にも適用可能である。この実施形態における定着ローラ60は、外径40mmで厚さ1mmのアルミニウム製の芯金60aと、この芯金60aの外周面を被覆する断熱層60bと、この断熱層60bの外周面を被覆する熱伝導層60cと、この熱伝導層60cの外周面を被覆する離型層60dとで構成されている。   For example, as shown in FIG. 11, the present invention can be applied to a configuration in which a fixing roller 60 is used as a fixing rotating body and a heater 23 that is heated from the outer peripheral side of the fixing roller 60 is used as a heating unit. The fixing roller 60 according to this embodiment covers an aluminum cored bar 60a having an outer diameter of 40 mm and a thickness of 1 mm, a heat insulating layer 60b covering the outer peripheral surface of the cored bar 60a, and an outer peripheral surface of the heat insulating layer 60b. The heat conductive layer 60c and the release layer 60d covering the outer peripheral surface of the heat conductive layer 60c are configured.

断熱層60bは、シリコーンゴムで形成されており、厚さは3mmである。また、断熱層60bの断熱機能をより高めるために、熱の逃げが少ない発泡シリコーンゴムで断熱層60bを形成してもよい。   The heat insulation layer 60b is made of silicone rubber and has a thickness of 3 mm. Further, in order to further enhance the heat insulating function of the heat insulating layer 60b, the heat insulating layer 60b may be formed of a foamed silicone rubber with little heat escape.

熱伝導層60cは、ニッケルで形成されている。ただし、熱伝導層60cの材料は、ニッケルに限らず、ステンレスなどの鉄系合金、アルミニウムや銅などの金属系、グラファイトシートなど、熱伝導性が少なくとも断熱層60bよりも高い材料であればよい。このような熱伝導性の良い熱伝導層60cを設けることで、ヒータ23の発熱ムラによる定着ローラ60の表面温度の局部的な温度のばらつきを低減することができる。また、熱伝導層60cによって、ヒータ23を配設した領域よりもやや広い領域において温度上昇させることができるため、画像とのずれを補填することができるという利点もある。これにより、ヒータ23を構成する複数の発熱体32の大きさや間隔等の設定の自由度が広がる。   The heat conductive layer 60c is made of nickel. However, the material of the heat conductive layer 60c is not limited to nickel, and may be any material having higher heat conductivity than that of the heat insulating layer 60b, such as an iron-based alloy such as stainless steel, a metal-based material such as aluminum or copper, or a graphite sheet. . By providing such a heat conductive layer 60c with good heat conductivity, local temperature variations in the surface temperature of the fixing roller 60 due to uneven heat generation of the heater 23 can be reduced. Further, since the temperature can be raised in a region slightly wider than the region where the heater 23 is provided by the heat conductive layer 60c, there is also an advantage that a deviation from the image can be compensated. Thereby, the freedom degree of setting of the magnitude | size, space | interval, etc. of the several heat generating body 32 which comprises the heater 23 spreads.

離型層60cは、PTFやPTFE等のフッ素系樹脂で形成されており、厚さが5〜30μmである。   The release layer 60c is made of a fluorine-based resin such as PTF or PTFE, and has a thickness of 5 to 30 μm.

また、図11に示す定着装置14は、ヒータ23に電力を供給する電源25と、画像処理手段33から得られた情報に基づきヒータ23を制御する加熱制御手段26と、ヒータ23の温度を検知する第1のセンサ27と、定着ローラ60の温度を検知する第2のセンサ28とを備えているが、これらの構成は、基本的に上記実施形態と同様であるので説明を省略する。   Further, the fixing device 14 shown in FIG. 11 detects a temperature of the heater 23, a power supply 25 that supplies power to the heater 23, a heating control unit 26 that controls the heater 23 based on information obtained from the image processing unit 33. Although the first sensor 27 and the second sensor 28 for detecting the temperature of the fixing roller 60 are provided, the configuration thereof is basically the same as that of the above-described embodiment, and thus the description thereof is omitted.

なお、図11では、ヒータ23が定着ローラ60の表面に接触する構成となっているが、コイルとインバータを用いたIH方式による非接触式の加熱手段を用いてもよい。IH方式とした場合、加熱用のコイルを定着ローラ60の軸方向に渡って複数配設したり、あるいは、磁束をキャンセルする部材を定着ローラ60の軸方向に渡って複数配設したりすることで、加熱領域や加熱量を制御できるようになる。   In FIG. 11, the heater 23 is in contact with the surface of the fixing roller 60, but non-contact heating means based on the IH method using a coil and an inverter may be used. In the case of the IH system, a plurality of heating coils are arranged in the axial direction of the fixing roller 60, or a plurality of members for canceling the magnetic flux are arranged in the axial direction of the fixing roller 60. Thus, the heating area and the heating amount can be controlled.

また、図12に示すように、図2に示す定着装置において、ヒータ23を定着ベルト21内部であって、ニップ部Nを形成する部位に配置することもできる。この場合、加熱部材23をニップ形成部材24としても機能させることになる。   As shown in FIG. 12, in the fixing device shown in FIG. 2, the heater 23 can be disposed inside the fixing belt 21 and at a site where the nip portion N is formed. In this case, the heating member 23 also functions as the nip forming member 24.

また、本発明を適用可能な画像形成装置は、図1に示すようなモノクロ画像形成装置に限らない。   The image forming apparatus to which the present invention is applicable is not limited to a monochrome image forming apparatus as shown in FIG.

本発明は、例えば、図13に示すようなカラー画像形成装置に搭載される定着装置にも適用可能である。
図13に示すカラー画像形成装置は、装置本体1に対して着脱可能な4つのプロセスユニット20Y,20M,20C,20Kを備えている。各プロセスユニット20Y,20M,20C,20Kは、カラー画像の色分解成分に対応するイエロー(Y)、マゼンタ(M)、シアン(C)、ブラック(K)の異なる色の現像剤を収容している以外は同様の構成となっている。具体的に、各プロセスユニット20Y,20M,20C,20Kは、感光体2と、感光体2の表面を帯電させる帯電ローラ3と、現像ローラ6を備える現像手段7と、感光体5の表面をクリーニングするクリーニング手段10などを備える。
The present invention is also applicable to a fixing device mounted on a color image forming apparatus as shown in FIG.
The color image forming apparatus shown in FIG. 13 includes four process units 20Y, 20M, 20C, and 20K that are detachable from the apparatus main body 1. Each process unit 20Y, 20M, 20C, and 20K contains developers of different colors of yellow (Y), magenta (M), cyan (C), and black (K) corresponding to the color separation components of the color image. The configuration is the same except that. Specifically, each of the process units 20Y, 20M, 20C, and 20K includes a photosensitive member 2, a charging roller 3 that charges the surface of the photosensitive member 2, a developing unit 7 that includes a developing roller 6, and a surface of the photosensitive member 5. A cleaning means 10 for cleaning is provided.

各プロセスユニット20Y,20M,20C,20Kの上方には、転写手段8として、中間転写ベルト16と、複数の一次転写ローラ17と、二次転写ローラ18とが設けられている。また、各プロセスユニット20Y,20M,20C,20Kの下方には、露光装置19が設けられている。   Above each process unit 20Y, 20M, 20C, 20K, an intermediate transfer belt 16, a plurality of primary transfer rollers 17, and a secondary transfer roller 18 are provided as transfer means 8. An exposure device 19 is provided below each process unit 20Y, 20M, 20C, 20K.

以下、図13に示すカラー画像形成装置の基本的な作像動作について説明する。
作像動作が開始されると、各プロセスユニット20Y,20M,20C,20Kにおける各感光体2が回転駆動され、各感光体2の表面が帯電ローラ3によって所定の極性に一様に帯電される。帯電された各感光体2の表面には、露光装置19からレーザー光がそれぞれ照射されて静電潜像が形成される。このとき、各感光体2に露光する画像情報は所望のフルカラー画像をイエロー、マゼンタ、シアン及びブラックの色情報に分解した単色の画像情報である。このように各感光体2上に形成された静電潜像に、各現像手段7によってトナーが供給されることにより、静電潜像はトナー画像として顕像化(可視像化)される。
The basic image forming operation of the color image forming apparatus shown in FIG. 13 will be described below.
When the image forming operation is started, each photoconductor 2 in each process unit 20Y, 20M, 20C, 20K is rotationally driven, and the surface of each photoconductor 2 is uniformly charged to a predetermined polarity by the charging roller 3. . An electrostatic latent image is formed on the surface of each charged photoreceptor 2 by irradiating laser light from the exposure device 19. At this time, the image information to be exposed on each photoconductor 2 is single-color image information obtained by separating a desired full-color image into color information of yellow, magenta, cyan, and black. The electrostatic latent images formed on the respective photoreceptors 2 in this way are supplied with toner by the developing means 7 so that the electrostatic latent images are visualized (visualized) as toner images. .

また、作像動作が開始されると、中間転写ベルト16が図の矢印で示す方向に回転駆動される。そして、各感光体2の回転に伴い、感光体2上の各色のトナー画像が各一次転写ローラ17の位置に達したときに、一次転写ローラ17と感光体2との間に形成された転写電界によって、各感光体2上のトナー画像が中間転写ベルト16上に順次重ね合わせて転写される。かくして、中間転写ベルト16の表面にフルカラーのトナー画像が担持される。また、転写後の各感光体2の表面は、クリーニング手段10によってクリーニングされた後、図示しない除電装置によって除電される。   When the image forming operation is started, the intermediate transfer belt 16 is rotationally driven in the direction indicated by the arrow in the drawing. When each toner image of each color on the photoconductor 2 reaches the position of each primary transfer roller 17 with the rotation of each photoconductor 2, the transfer formed between the primary transfer roller 17 and the photoconductor 2. The toner images on the respective photoreceptors 2 are sequentially superimposed and transferred onto the intermediate transfer belt 16 by the electric field. Thus, a full-color toner image is carried on the surface of the intermediate transfer belt 16. Further, the surface of each photoconductor 2 after the transfer is cleaned by the cleaning means 10 and then discharged by a charge removal device (not shown).

また、装置本体1の下部では、給紙ローラ12が回転駆動を開始し、給紙トレイ11から用紙Pが搬送路Rに送り出される。搬送路Rに送り出された用紙Pは、レジストローラ13によって搬送が一旦停止された後、所定のタイミングで二次転写ローラ18と中間転写ベルト16との間に搬送される。そして、二次転写ローラ18と中間転写ベルト16との間に形成された転写電界によって、中間転写ベルト16上のトナー画像が用紙P上に一括して転写される。その後、用紙Pは定着装置14へと搬送され、定着装置14によって用紙P上のトナー画像が当該用紙Pに定着された後、排紙ローラ15によって用紙Pが装置外へ排出される。   In the lower part of the apparatus main body 1, the paper feed roller 12 starts to rotate, and the paper P is sent from the paper feed tray 11 to the transport path R. The paper P sent to the transport path R is temporarily stopped by the registration roller 13 and then transported between the secondary transfer roller 18 and the intermediate transfer belt 16 at a predetermined timing. The toner images on the intermediate transfer belt 16 are collectively transferred onto the paper P by a transfer electric field formed between the secondary transfer roller 18 and the intermediate transfer belt 16. Thereafter, the paper P is conveyed to the fixing device 14, and after the toner image on the paper P is fixed to the paper P by the fixing device 14, the paper P is discharged out of the device by the paper discharge roller 15.

以上の説明は、用紙上にフルカラー画像を形成するときの画像形成動作であるが、4つのプロセスユニット20Y,20M,20C,20Kのいずれか1つを使用して単色画像を形成したり、2つ又は3つの作像部を使用して、2色又は3色の画像を形成したりすることも可能である。   The above description is an image forming operation when a full-color image is formed on a sheet. A single-color image is formed using any one of the four process units 20Y, 20M, 20C, and 20K. Two or three image forming units can be used to form a two-color or three-color image.

また、本発明を適用可能な画像形成装置は、上記のものに限らず、その他のプリンタ、複写機、ファクシミリ、あるいはこれらの複合機等であってもよい。   The image forming apparatus to which the present invention can be applied is not limited to the above, and may be other printers, copiers, facsimiles, or complex machines thereof.

14 定着装置
21 定着ベルト(定着回転体)
22 加圧ローラ(対向部材)
23 ヒータ(加熱部材)
24 ニップ形成部材
25 電源
26 加熱制御手段
30 押さえ部材
32 発熱体
N ニップ部
P 用紙(記録媒体)
X 画像領域
Y 非画像領域
14 Fixing Device 21 Fixing Belt (Fixing Rotator)
22 Pressure roller (opposing member)
23 Heater (heating member)
24 Nip forming member 25 Power supply 26 Heating control means 30 Pressing member 32 Heating element N Nip part P Paper (recording medium)
X image area Y non-image area

特開平6−95540号公報JP-A-6-95540 特開2001−343860号公報JP 2001-343860 A 特開2005−181946号公報JP 2005-181946 A

Claims (8)

定着回転体と、前記定着回転体との間にニップ部を形成する対向部材と、前記定着回転体を加熱する加熱部材と、加熱部材の出力を制御する加熱制御手段とを備え、加熱部材が、それぞれに給電可能でかつ記録媒体の幅方向に配置された複数の発熱体を具備し、ニップ部に供給された記録媒体の未定着画像が画像領域と非画像領域とを有する時に、前記加熱制御手段により、複数の発熱体のうち、画像領域に対応する発熱体が高温となり、非画像領域に対応する発熱体が低温となるように各発熱体への電力供給が制御される定着装置において、
加熱制御手段が、制御対象の発熱体に供給する電力を、隣接する発熱体の発熱量に応じて制御することを特徴とする定着装置。
A fixing rotator; a counter member that forms a nip portion between the fixing rotator; a heating member that heats the fixing rotator; and a heating control unit that controls the output of the heating member. A plurality of heating elements that can be supplied with power and arranged in the width direction of the recording medium, and the unfixed image of the recording medium supplied to the nip portion has an image area and a non-image area. In the fixing device in which the power supply to each heating element is controlled by the control means so that the heating element corresponding to the image area among the plurality of heating elements becomes high temperature and the heating element corresponding to the non-image area becomes low temperature. ,
A fixing device, wherein the heating control unit controls electric power supplied to a heating element to be controlled in accordance with a heat generation amount of an adjacent heating element.
加熱制御手段が、加熱制御手段に入力された画像情報から隣接する発熱体の発熱量を判断する請求項1記載の定着装置。   The fixing device according to claim 1, wherein the heating control unit determines a heat generation amount of an adjacent heating element from image information input to the heating control unit. 定着回転体のうち、各発熱体で加熱される領域ごとに定着回転体の温度を測定する温度検知手段を設け、各温度検知手段で得た温度情報を加熱制御手段に入力し、その温度情報に基づいて隣接する発熱体の発熱量を判断する請求項1記載の定着装置。   Of the fixing rotator, temperature detecting means for measuring the temperature of the fixing rotator is provided for each region heated by each heating element, and temperature information obtained by each temperature detecting means is input to the heating control means, and the temperature information is obtained. The fixing device according to claim 1, wherein the heat generation amount of adjacent heat generating elements is determined based on the above. 制御対象の発熱体が画像領域を加熱するものである請求項2または3記載の定着装置。   4. The fixing device according to claim 2, wherein the heating element to be controlled heats the image area. 制御対象の発熱体の両側に隣接する発熱体のうち、少なくとも何れか一方が高温状態であれば、双方が低温状態である時よりも制御対象の発熱体に供給する電力を減少させる請求項4記載の定着装置。   5. When at least one of the heating elements adjacent to both sides of the controlled heating element is in a high temperature state, the power supplied to the controlled heating element is reduced as compared to when both are in a low temperature state. The fixing device described. 制御対象の発熱体の両側に隣接する発熱体が何れも高温状態であれば、両側に隣接する発熱体のうち一方が高温状態で他方が低温状態である時よりも制御対象の発熱体に供給する電力を減少させる請求項4記載の定着装置。   If both of the heating elements adjacent to both sides of the controlled heating element are in a high temperature state, supply to the controlled heating element than when one of the heating elements adjacent to both sides is in a high temperature state and the other is in a low temperature state The fixing device according to claim 4, wherein electric power to be reduced is reduced. 加熱部材の対向位置に、定着回転体と接触する押さえ部材を配置した請求項1〜6何れか1項に記載の定着装置。   The fixing device according to claim 1, wherein a pressing member that contacts the fixing rotator is disposed at a position facing the heating member. 請求項1〜7の何れか1項に記載の定着装置を有する画像形成装置。   An image forming apparatus comprising the fixing device according to claim 1.
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