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JP2015125165A - Image forming apparatus and fixing apparatus - Google Patents

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JP2015125165A
JP2015125165A JP2013267215A JP2013267215A JP2015125165A JP 2015125165 A JP2015125165 A JP 2015125165A JP 2013267215 A JP2013267215 A JP 2013267215A JP 2013267215 A JP2013267215 A JP 2013267215A JP 2015125165 A JP2015125165 A JP 2015125165A
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temperature
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JP2013267215A
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博樹 石井
Hiroki Ishii
博樹 石井
由良 純
Jun Yura
純 由良
武志 内谷
Takeshi Uchitani
武志 内谷
橋本 俊一
Shunichi Hashimoto
俊一 橋本
裕士 平山
Yuji Hirayama
裕士 平山
卓也 菅沼
Takuya Suganuma
卓也 菅沼
秀彰 金谷
Hideaki Kanaya
秀彰 金谷
寛伸 竹下
Hironobu Takeshita
寛伸 竹下
翔吾 毛塚
Shogo Kezuka
翔吾 毛塚
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Ricoh Co Ltd
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Ricoh Co Ltd
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To prevent cold offset at a low cost, while maintaining energy-saving performance of a fixing apparatus.SOLUTION: Heating means of a fixing member (fixing roller 128) includes a plurality of heating areas (thermal heater 156) formed in a longitudinal direction of a fixing member, which is orthogonal to a conveyance direction of a recording medium. Heating control means 142 controls a temperature of the fixing member independently for each of the heating areas, according to information on a position where an unfixed image is formed on the recording medium. A heating temperature of a non-image area is controlled to be lower than a control temperature corresponding to an image area (T2), and a heating temperature of the heating area corresponding to the non-image area is increased before the start of fixation of the image area by predetermined turns of a pressure member, according to a ratio of the non-image area for each of the heating areas (Ts).

Description

本発明は、画像形成装置及び当該画像形成装置に使用する定着装置に関する。   The present invention relates to an image forming apparatus and a fixing device used in the image forming apparatus.

複写機、プリンタ、ファクシミリ等の画像形成装置では、像担持体上に画像情報に基づいてトナー像を形成する。そして該トナー像を用紙やOHPシート等の記録媒体上に転写し、トナー像を担持した記録媒体を定着装置に通す。   In an image forming apparatus such as a copying machine, a printer, or a facsimile, a toner image is formed on an image carrier based on image information. The toner image is transferred onto a recording medium such as paper or an OHP sheet, and the recording medium carrying the toner image is passed through a fixing device.

これにより、トナー像が熱と圧力により記録媒体上に定着される。定着装置としては、主として熱ローラ方式と、フィルム方式が知られている。さらに、熱ローラ方式の定着ローラの内部に、熱源(ハロゲンヒータ等)を有する内部加熱方式と、定着ローラの外部に熱源を有する外部加熱方式が知られている。   As a result, the toner image is fixed on the recording medium by heat and pressure. As the fixing device, a heat roller method and a film method are mainly known. Furthermore, an internal heating system having a heat source (such as a halogen heater) inside a heat roller type fixing roller and an external heating system having a heat source outside the fixing roller are known.

熱ローラ方式の内部加熱方式による定着装置は、熱源によって加熱される定着ローラと、この定着ローラとの間で定着ニップ部を形成する加圧ローラとを有する。画像を担持した記録媒体を定着ニップ部に通すことにより、定着ローラの熱によってトナーが溶融し、加圧ローラの圧力により記録媒体に定着される。   A heat roller type internal heating type fixing device includes a fixing roller heated by a heat source, and a pressure roller that forms a fixing nip portion with the fixing roller. By passing the recording medium carrying the image through the fixing nip portion, the toner is melted by the heat of the fixing roller and fixed to the recording medium by the pressure of the pressure roller.

定着ローラは金属製の芯金よりなる構成が一般的であり、加圧ローラは金属製の芯金の表面にゴム等の弾性層を被覆した構成が一般的である。熱ローラ方式の定着装置は、安全性や高速機への対応性等の観点から広く用いられている。   The fixing roller is generally composed of a metal core, and the pressure roller is generally composed of a metal core that is covered with an elastic layer such as rubber. A heat roller type fixing device is widely used from the viewpoint of safety, compatibility with high-speed machines, and the like.

しかしながら、熱ローラ方式の内部加熱方式による定着装置は、定着ローラの熱容量が極めて大きい。このため、内部加熱方式では定着ローラの表面温度が所定の定着温度に達するまでの立ち上げに数分の時間がかかり、画像出力動作を速やかに実行できないという課題がある。   However, a heat roller type internal heating type fixing device has an extremely large heat capacity of the fixing roller. For this reason, the internal heating method has a problem that it takes several minutes to start up until the surface temperature of the fixing roller reaches a predetermined fixing temperature, and the image output operation cannot be performed quickly.

この方式において、画像出力動作を速やかに実行するには、例えば、定着装置の非使用時でも定着ローラをある程度の温度に維持する待機時余熱を行う必要があり、消費エネルギーが多過ぎるという課題があった。   In this method, in order to execute the image output operation promptly, for example, it is necessary to perform standby standby heat to maintain the fixing roller at a certain temperature even when the fixing device is not used, and there is a problem that too much energy is consumed. there were.

この待機時余熱を削減もしくは低減して省エネルギー化を実現するために、近年においては、例えば特許文献1(特開2001−343860号公報)の図3、6、18、22に記載されているような外部加熱方式が提案されている。   In recent years, for example, as described in FIGS. 3, 6, 18, and 22 of Patent Document 1 (Japanese Patent Application Laid-Open No. 2001-343860), in order to reduce or reduce the standby heat and realize energy saving. Various external heating methods have been proposed.

これは、定着のための熱量は、定着ローラの表層近傍にのみ蓄熱された熱で足りるとの考えに基づくものであり、内部から加熱して定着ローラ全体を加熱する内部加熱方式に比べて立ち上がり時間が短く、エネルギーロスが少ないという利点がある。   This is based on the idea that the amount of heat for fixing is sufficient only for the heat stored in the vicinity of the surface of the fixing roller, which is higher than the internal heating method in which the entire fixing roller is heated by heating from the inside. There are advantages of short time and low energy loss.

特許文献1の定着装置(図12)は、用紙の幅方向に等間隔で配置された複数のサーマルヒータを有し、各サーマルヒータ156を画像情報に応じて独立に加熱(便宜上「デジタル式加熱」と呼称する)することで省エネルギー化を実現するようにしている。   The fixing device of FIG. 1 (FIG. 12) has a plurality of thermal heaters arranged at equal intervals in the paper width direction, and heats each thermal heater 156 independently according to image information (for convenience, “digital heating” To save energy).

なお、「デジタル式加熱」は、用紙幅方向の加熱手段としての複数のサーマルヒータを独立にオン・オフ制御するという意味である。従って、「デジタル式加熱」の概念には、用紙幅方向に所定長で延びると共に、用紙幅方向で複数の加熱領域を有するハロゲンヒータ等の加熱手段も含まれる。   “Digital heating” means that a plurality of thermal heaters as heating means in the paper width direction are independently controlled to be turned on / off. Therefore, the concept of “digital heating” includes heating means such as a halogen heater that extends a predetermined length in the paper width direction and has a plurality of heating regions in the paper width direction.

特許文献1(特開2001−343860号公報)の図3、6、18、22に記載された外部加熱方式の定着装置は、定着ローラの外周面に接触するサーマルヒータやヒートローラで定着ローラを加熱する構成を有する。   The external heating type fixing device described in FIGS. 3, 6, 18, and 22 of Patent Document 1 (Japanese Patent Laid-Open No. 2001-343860) uses a thermal heater or a heat roller that contacts the outer peripheral surface of the fixing roller. It has a configuration for heating.

定着装置の立ち上がり時間を短くし省エネルギーを実現できる他の方式として、従来、ベルト及びフィルム方式がよく用いられている。この方式では、断熱ローラを外部から加熱する方式や、さらに画像情報を基に画像領域のみを選択的に加熱する技術が提案されている。   Conventionally, belt and film systems are often used as other systems capable of shortening the rise time of the fixing device and realizing energy saving. In this method, a method of heating the heat insulating roller from the outside and a technique of selectively heating only the image area based on the image information are proposed.

フィルム方式は、例えば特許文献2(特開平6−95540号公報)に記載されているように、薄肉円筒状の耐熱性フィルムに接触する板状加熱体に、加圧ローラが対向配置されている。そして板状加熱体と加圧ローラとの間に、フィルムと記録媒体を密着状態で挟み込み、熱エネルギーを記録媒体に与える構成である。   In the film system, for example, as described in Patent Document 2 (Japanese Patent Laid-Open No. 6-95540), a pressure roller is disposed opposite to a plate-like heating body that is in contact with a thin cylindrical heat-resistant film. . Then, the film and the recording medium are sandwiched between the plate-like heating body and the pressure roller, and heat energy is applied to the recording medium.

フィルムが約100μm程度と薄いため、実質的に立ち上げ時間は熱容量の小さい板状加熱体の温度を上昇させるだけで済むため、立ち上がり時間を短縮でき、予熱電力を削減できる。   Since the film is as thin as about 100 μm, the start-up time can be substantially increased only by increasing the temperature of the plate-like heating body having a small heat capacity, so that the start-up time can be shortened and preheating power can be reduced.

特許文献2(特開平6−95540号公報)にはさらに、記録媒体上に形成された画像にあわせて、加熱体の制御温度と加熱域を変化させる構成が開示されている。これにより、非画像領域(画像形成領域における画像が存在しない部分)へのエネルギー供給を削減し、省エネルギーを可能とする。   Japanese Patent Laid-Open No. 6-95540 further discloses a configuration in which the control temperature and heating area of the heating body are changed in accordance with the image formed on the recording medium. This reduces energy supply to non-image areas (parts where no image is present in the image forming area), thereby enabling energy saving.

同じくフィルム方式の特許文献3(特開2005−181946号公報)では、サーマルヘッドの発熱体のドット状発熱素子ごとの温度を測定して適正な熱を供給する。これにより、周囲温度の影響も考慮し、かつ紙面上のトナー部分にのみ熱を加えて省エネルギーを可能とする。   Similarly, in Patent Document 3 (Japanese Patent Laid-Open No. 2005-181946) of a film system, the temperature of each dot-like heating element of the heating element of the thermal head is measured to supply appropriate heat. Thereby, the influence of the ambient temperature is taken into consideration, and only the toner portion on the paper surface is heated to save energy.

(外部加熱方式での画像領域の選択的加熱の場合の課題)
特許文献1(特開2001−343860号公報)の外部加熱方式の定着装置は、省エネルギーのため画像領域を選択的に加熱する。また、非画像領域と接触する定着ローラの表面温度を、通紙タイミングに遅れないように所定の定着設定温度に上昇させるため、当該定着設定温度よりも低い第2の設定温度を目標温度として制御する構成が開示されている。
(Problems in selective heating of image area by external heating method)
An external heating type fixing device disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 2001-343860 selectively heats an image area for energy saving. Further, in order to increase the surface temperature of the fixing roller in contact with the non-image area to a predetermined fixing setting temperature so as not to be delayed from the sheet passing timing, the second setting temperature lower than the fixing setting temperature is controlled as a target temperature. The structure to perform is disclosed.

以下、特許文献1の定着装置における課題を説明する。なお、以下の説明では加熱手段であるヒータの分割数は簡略のため2とし、かつ、画像領域と加熱領域とが一致しているものとする。一般的には、ヒータの分割数は3以上の複数個であり、またヒータの位置と画像位置とは必ずしも一致しない。   Hereinafter, problems in the fixing device of Patent Document 1 will be described. In the following description, the number of divisions of the heater, which is a heating means, is 2 for the sake of simplicity, and the image area and the heating area are the same. In general, the number of heater divisions is three or more, and the position of the heater does not necessarily match the image position.

デジタル式加熱の定着装置は、トナーが付着している画像領域 (加熱領域)を定着温度で加熱するのに対して、非画像領域(非加熱領域)はそれよりも低い温度で加熱することで省エネルギー性を確保する。このため、通常の定着装置と比較して、加圧ローラの温度偏差(特に主走査方向)が大きくなる。   The digital heating fixing device heats the image area (heating area) to which the toner is adhered at the fixing temperature, while the non-image area (non-heating area) is heated at a lower temperature. Ensure energy saving. For this reason, the temperature deviation of the pressure roller (especially in the main scanning direction) becomes larger than that of a normal fixing device.

加圧ローラの内部にはヒータ等の熱源が無く、またその表面温度は温度センサ等により制御を行っていないものとする。この場合、画像領域の加熱領域に相当する加圧ローラの温度は、加熱ローラからの熱により通紙に伴い上昇する。これに対して、主走査方向の内、非画像領域が続く連続非加熱領域に相当する加圧ローラの温度は上昇しない(図9参照)。   It is assumed that there is no heat source such as a heater inside the pressure roller, and the surface temperature is not controlled by a temperature sensor or the like. In this case, the temperature of the pressure roller corresponding to the heating area of the image area rises with the passage of paper due to the heat from the heating roller. On the other hand, the temperature of the pressure roller corresponding to the continuous non-heated area where the non-image area continues in the main scanning direction does not rise (see FIG. 9).

従って、図10に示す例のように、主走査方向の内、ヒータBに対応する位置に画像パターンのない領域(=連続非画像領域)のある印刷パターン(印刷画像x)を連続印刷すると、加圧ローラの温度が低下する。   Accordingly, as in the example shown in FIG. 10, when a print pattern (print image x) having a region without an image pattern (= continuous non-image region) in a position corresponding to the heater B in the main scanning direction is continuously printed, The temperature of the pressure roller decreases.

そして、その直後に全面に画像パターンのある印刷パターン(印刷画像z)を印刷すると、「コールドオフセット」が発生する。「コールドオフセット」とは、熱ローラ定着方式において、トナーと用紙との界面付近が充分溶けないことにより、トナー画像の一部が静電吸着によって取り去られることであり、低温オフセットとも言う。   If a print pattern (print image z) having an image pattern is printed immediately after that, a “cold offset” occurs. “Cold offset” means that, in the heat roller fixing method, the vicinity of the interface between the toner and the paper is not sufficiently melted so that a part of the toner image is removed by electrostatic adsorption, and is also referred to as a low temperature offset.

すなわち、連続印刷時には省エネルギー性を確保するために、ヒータBを点灯させない制御を行うため、連続印刷後の加圧ローラ温度(T)が、図11に示すように、ヒータBに対応する位置(加熱領域b)で、T < T’となる。ここでT’は、加熱ローラの温度が目標温度に制御されているときに、コールドオフセットの発生する加圧ローラ温度である。   That is, in order to ensure energy saving at the time of continuous printing, control is performed so that the heater B is not lit, so that the pressure roller temperature (T) after continuous printing is a position corresponding to the heater B (see FIG. 11). In the heating region b), T <T ′. Here, T ′ is the pressure roller temperature at which a cold offset occurs when the temperature of the heating roller is controlled to the target temperature.

一方、図10の用紙幅方向(主走査方向)に連続した加熱領域と連続した非加熱領域を有する印刷画像yを連続印刷した後に、前記印刷画像zを連続印刷しても、コールドオフセットは発生しない。主走査方向に連続した画像(用紙全幅画像)がある印刷パターン(印刷画像y)の場合、用紙全幅画像に対応する非画像領域の温度を第2の目標温度(T2)に制御する。   On the other hand, even if the printing image z is continuously printed after the printing image y having the heating area continuous in the paper width direction (main scanning direction) and the non-heating area in FIG. 10 is continuously printed, a cold offset occurs. do not do. In the case of a print pattern (print image y) having a continuous image (paper full width image) in the main scanning direction, the temperature of the non-image area corresponding to the paper full width image is controlled to the second target temperature (T2).

このため、連続印刷後の加圧ローラ温度(T)はヒータA部もヒータB部も、T’<T2<T<T1になるためである。なお、T1は用紙全幅画像に接する定着ローラの第1の目標温度である。   For this reason, the pressure roller temperature (T) after continuous printing is T ′ <T2 <T <T1 in both the heater A part and the heater B part. Note that T1 is a first target temperature of the fixing roller in contact with the full width image of the sheet.

前記課題に対し、下記特許文献4、5の技術が知られている。
特許文献4(特開2012−173462号公報)は加熱領域が異なる3本のヒータランプを使用して加熱ローラを加熱する。印刷対象の画像データからページ毎に画像濃度等の画像情報を求め、当該画像情報に基づいて、3本のヒータランプのオン・オフを切り替えることで各加熱領域に最適な定着温度を提供する。これにより、定着性能を向上させつつ、省電力効果を向上させる。
In order to solve the above-mentioned problems, the techniques disclosed in Patent Documents 4 and 5 below are known.
Patent Document 4 (Japanese Patent Laid-Open No. 2012-173462) heats a heating roller using three heater lamps having different heating regions. Image information such as image density is obtained for each page from image data to be printed, and an optimum fixing temperature is provided for each heating region by switching on and off the three heater lamps based on the image information. This improves the power saving effect while improving the fixing performance.

特許文献5(特開2012−103672号公報)は、定着後記録媒体温度が一定になるように、加圧部材温度に基づいて、定着温度をフィードバック制御する。これにより、略一定の定着後記録媒体温度が実現されることに由来する定着品質の安定化を実現する。また、定着部材設定温度を一定とせずに変化させることや、低熱容量記録媒体については、高熱容量記録媒体よりも低い定着部材設定温度を設定することなどに由来して、過剰なエネルギー消費の低減化を実現する。   Japanese Patent Application Laid-Open No. 2012-103672 discloses feedback control of the fixing temperature based on the pressure member temperature so that the post-fixing recording medium temperature becomes constant. This realizes stabilization of fixing quality resulting from the realization of a substantially constant post-fixing recording medium temperature. Reduced excessive energy consumption by changing the fixing member set temperature without making it constant, or for low heat capacity recording media, setting a lower fixing member set temperature than for high heat capacity recording media, etc. Realize.

デジタル式加熱定着装置は、トナーが付着している画像領域 (加熱領域)を定着温度で加熱するのに対して、非画像領域(非加熱領域)はそれよりも低い温度で加熱する。これにより省エネルギー性を確保できる反面、コールドオフセットが発生するという課題がある。   The digital heating and fixing apparatus heats an image area (heating area) on which toner is adhered at a fixing temperature, whereas a non-image area (non-heating area) is heated at a lower temperature. While this can ensure energy saving, there is a problem that cold offset occurs.

すなわち、低い温度で加熱される非画像領域(非加熱領域)が副走査方向に延びた画像の印刷が多数枚連続すると、加圧ローラの主走査方向の温度偏差が大きくなる。そうすると、連続印刷後に画像パターンが切り替わった際にコールドオフセットが発生する場合がある。   That is, when a large number of images are printed in which the non-image area (non-heated area) heated at a low temperature extends in the sub-scanning direction, the temperature deviation of the pressure roller in the main scanning direction increases. In this case, a cold offset may occur when the image pattern is switched after continuous printing.

本発明は以上の課題に鑑み、デジタル式加熱定着装置の省エネルギー性を維持しつつ、低コストで前記コールドオフセットの課題を解決し、いかなる画像パターンを印刷しても、定着性にムラのない良好な画像出力を可能にすることを目的とする。   In view of the above-described problems, the present invention solves the cold offset problem at low cost while maintaining the energy-saving property of the digital heat fixing device, and the fixing property is uniform even when any image pattern is printed. The purpose is to enable reliable image output.

前記課題を解決するため、本発明は、搬送手段によって搬送されるシート状の記録媒体の画像領域に担持された未定着画像に接触して回転する定着部材と、該定着部材との間で定着ニップ部を形成する加圧部材と、前記定着部材を加熱する加熱手段と、該加熱手段を制御する加熱制御手段とを有し、前記記録媒体を前記定着ニップ部に通すことにより前記記録媒体の前記画像領域に対して前記未定着画像の定着を行う定着装置であって、前記加熱手段は、前記記録媒体の搬送方向と直交する前記定着部材の長手方向に複数分割された加熱領域を有し、前記加熱制御手段は、前記未定着画像が前記記録媒体上に形成される位置に関する情報に応じて、前記加熱領域毎に独立して前記定着部材の温度を制御すると共に、前記記録媒体の前記画像領域が形成されていない非画像領域の加熱温度を前記画像領域に対応した制御温度より低く制御し、かつ、前記加熱領域毎の前記非画像領域の割合に応じて、前記画像領域の定着開始よりも前記加圧部材の所定回転数前に、前記非画像領域に対応する前記加熱領域の加熱温度を昇温制御することを特徴とする定着装置である。   In order to solve the above problems, the present invention provides a fixing member between a fixing member that rotates in contact with an unfixed image carried on an image area of a sheet-like recording medium conveyed by a conveying unit, and the fixing member. A pressure member that forms a nip portion; a heating unit that heats the fixing member; and a heating control unit that controls the heating unit, and passing the recording medium through the fixing nip portion. In the fixing device for fixing the unfixed image to the image area, the heating unit has a heating area divided into a plurality of parts in a longitudinal direction of the fixing member orthogonal to a conveyance direction of the recording medium. The heating control means controls the temperature of the fixing member independently for each heating area according to information on the position where the unfixed image is formed on the recording medium, and Image area The heating temperature of the non-image area where no image is formed is controlled to be lower than the control temperature corresponding to the image area, and the fixing of the image area is started according to the ratio of the non-image area for each heating area. In the fixing device, the heating temperature of the heating area corresponding to the non-image area is controlled to rise before the predetermined number of rotations of the pressing member.

本発明は、非画像領域の加熱温度を画像領域に対応した制御温度より低く制御し、かつ、加熱領域毎の非画像領域の割合に応じて、画像領域の定着開始よりも加圧部材の所定回転数前に、非画像領域に対応する加熱領域の加熱温度を昇温制御するので、省エネルギー化を実現すると共に、コールドオフセット、光沢ムラ、定着ムラ等を防止することができる。   According to the present invention, the heating temperature of the non-image area is controlled to be lower than the control temperature corresponding to the image area, and the predetermined pressure of the pressure member is set more than the start of fixing of the image area according to the ratio of the non-image area for each heating area Since the heating temperature of the heating area corresponding to the non-image area is controlled to rise before the rotation speed, energy saving can be realized, and cold offset, gloss unevenness, fixing unevenness, and the like can be prevented.

本発明の実施形態に係る画像形成装置を示す概略構成図である。1 is a schematic configuration diagram illustrating an image forming apparatus according to an embodiment of the present invention. 画像形成ユニットを示す概略構成図である。It is a schematic block diagram which shows an image forming unit. 定着装置の概略断面図である。FIG. 2 is a schematic cross-sectional view 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. 制御手段のブロック図である。It is a block diagram of a control means. (a)は他の実施形態に係る定着装置の概略断面図、(b)はサーマルヒータの平面図である。(A) is a schematic sectional drawing of the fixing device which concerns on other embodiment, (b) is a top view of a thermal heater. 他の実施形態に係る定着装置の概略断面図である。It is a schematic sectional drawing of the fixing device which concerns on other embodiment. (a)(b)は画像形成パターン例を示す平面図である。(A) (b) is a top view which shows the example of an image formation pattern. (a)(b)は画像形成パターン例を示す平面図である。(A) (b) is a top view which shows the example of an image formation pattern. 定着ローラ表面上にある任意の参照点の温度変化を示すグラフである。6 is a graph showing a temperature change at an arbitrary reference point on the surface of the fixing roller. 印刷画像の例である。It is an example of a print image. 加圧ローラの温度推移の例を示すグラフである(従来例1)。It is a graph which shows the example of the temperature transition of a pressure roller (conventional example 1). 加熱ローラの温度と画像光沢度の関係を示したグラフである。3 is a graph showing the relationship between the temperature of a heating roller and the image glossiness. 加圧ローラの温度と定着強度との関係を示したグラフである。3 is a graph showing the relationship between the pressure roller temperature and the fixing strength. 加圧ローラの温度推移の例を示すグラフである(従来例2)。It is a graph which shows the example of the temperature transition of a pressure roller (conventional example 2). 実施例1に係る定着装置の作動を示すフローチャートである。3 is a flowchart illustrating an operation of the fixing device according to the first exemplary embodiment. 実施例1に係る定着装置の加圧ローラの温度推移の例を示すグラフである。6 is a graph illustrating an example of a temperature transition of a pressure roller of the fixing device according to the first exemplary embodiment. 加圧ローラの温度と加熱必要枚数との関係を示すグラフである。It is a graph which shows the relationship between the temperature of a pressure roller, and a heating required number of sheets. 用紙熱容量を大小異ならせた場合の、印刷枚数と加圧ローラの温度との関係を示すグラフである。It is a graph which shows the relationship between the number of printed sheets and the temperature of a pressure roller when the paper heat capacities are varied. 用紙温度を高低異ならせた場合の、印刷枚数と加圧ローラの温度との関係を示すグラフである 。6 is a graph showing the relationship between the number of printed sheets and the temperature of a pressure roller when the paper temperature is varied. 加圧ローラに温度検知センサを配設した定着装置の概略断面図である。FIG. 3 is a schematic cross-sectional view of a fixing device in which a temperature detection sensor is disposed on a pressure roller. 用紙における温度検知部の位置を示す図である。It is a figure which shows the position of the temperature detection part in a paper. 実施例3に係る定着装置の作動を示すフローチャートである。10 is a flowchart illustrating an operation of a fixing device according to a third exemplary embodiment. 制御目標温度テーブルを示す図である。It is a figure which shows a control target temperature table.

(画像形成装置)
図1は、本発明の一実施形態を採用した画像形成装置としてのプリンタを示している。同図においてプリンタ100は、イエロ(Y)、マゼンタ(M)、シアン(C)、ブラック(K)のトナー像を生成するための4個の画像形成ユニット1Y,1M,1C,1Kを備えている。各画像形成ユニット1は、互いに異なる色のトナーであるイエロトナー、マゼンタトナー、シアントナー、ブラックトナーを用いていることを除いては、それぞれ同様に構成されている。
(Image forming device)
FIG. 1 shows a printer as an image forming apparatus employing one embodiment of the present invention. In FIG. 1, a printer 100 includes four image forming units 1Y, 1M, 1C, and 1K for generating yellow (Y), magenta (M), cyan (C), and black (K) toner images. Yes. Each image forming unit 1 is configured similarly except that it uses yellow toner, magenta toner, cyan toner, and black toner, which are toners of different colors.

イエロトナー像を生成するための画像形成ユニット1Yを例に取ると、図2に示すように画像形成ユニット1Yは感光体ユニット2Y及び現像ユニット7Yを有している。これ等感光体ユニット2Y及び現像ユニット7Yは、画像形成ユニット1Yとして一体的にプリンタ100の装置本体に対して着脱可能に構成されている。ただし画像形成ユニット1Yを装置本体から取り外した状態では、現像ユニット7Yを感光体ユニット2Yに対して着脱することができる。   Taking an image forming unit 1Y for generating a yellow toner image as an example, as shown in FIG. 2, the image forming unit 1Y has a photoconductor unit 2Y and a developing unit 7Y. The photosensitive unit 2Y and the developing unit 7Y are configured to be detachable from the apparatus main body of the printer 100 integrally as the image forming unit 1Y. However, when the image forming unit 1Y is detached from the apparatus main body, the developing unit 7Y can be attached to and detached from the photoreceptor unit 2Y.

画像形成ユニット1の下方には光書込装置20が配設されている。この光書込装置20は、画像情報に基づいてレーザ光Lを各画像形成ユニット1の像担持体である感光体ドラム3Y,3M,3C,3Kに照射する。   An optical writing device 20 is disposed below the image forming unit 1. The optical writing device 20 irradiates the photosensitive drums 3Y, 3M, 3C, and 3K, which are image carriers of the image forming units 1, with laser light L based on the image information.

これにより、各感光体ドラム3上にそれぞれイエロ、シアン、マゼンタ、ブラック用の静電潜像が形成される。なお光書込装置20は、本実施形態では光源から照射されたレーザ光Lをモータによって回転駆動されるポリゴンミラー21によって偏向させながら複数の光学レンズやミラーを介して各感光体ドラム3に照射するものである。しかし、これに代えてLEDアレイによる光走査を行うものを採用してもよい。   As a result, electrostatic latent images for yellow, cyan, magenta, and black are formed on each photosensitive drum 3. In this embodiment, the optical writing device 20 irradiates each photosensitive drum 3 via a plurality of optical lenses and mirrors while deflecting the laser light L emitted from the light source by a polygon mirror 21 that is rotationally driven by a motor. To do. However, instead of this, a device that performs light scanning with an LED array may be employed.

光書込装置20の下方には、第1給紙カセット31及び第2給紙カセット32が鉛直方向に重なるように設けられている。各給紙カセット31,32内には、それぞれ記録媒体である用紙Paが複数枚重ねられた用紙束の状態で収容されており、最上位の用紙Paには第1給紙ローラ31a、第2給紙ローラ32aがそれぞれ当接している。   A first paper feed cassette 31 and a second paper feed cassette 32 are provided below the optical writing device 20 so as to overlap in the vertical direction. In each of the paper feed cassettes 31 and 32, a plurality of sheets of paper Pa as recording media are stored in a bundle of sheets, and the first paper feed roller 31a and second paper Pa are stored in the uppermost paper Pa. The paper feed rollers 32a are in contact with each other.

第1給紙ローラ31aが不図示の駆動手段によって図1の反時計回り方向に回転駆動されると、第1給紙カセット31内の最上位の用紙Paが給紙路33に向けて給送される。また、第2給紙ローラ32aが不図示の駆動手段によって図1の反時計回り方向に回転駆動されると、第2給紙カセット32内の最上位の用紙Paが給紙路33に向けて給送される。   When the first paper feed roller 31 a is driven to rotate counterclockwise in FIG. 1 by a driving unit (not shown), the uppermost paper Pa in the first paper feed cassette 31 is fed toward the paper feed path 33. Is done. Further, when the second paper feed roller 32 a is driven to rotate counterclockwise in FIG. 1 by a drive means (not shown), the uppermost paper Pa in the second paper feed cassette 32 is directed toward the paper feed path 33. Be fed.

給紙路33内には複数の搬送ローラ対34が配設されており、給紙路33に給送された用紙Paは搬送ローラ対34のローラ間に挟持されつつ給紙路33内を下方から上方に向けて搬送される。給紙路33の末端にはタイミングローラ対35が配設されている。   A plurality of transport roller pairs 34 are arranged in the paper feed path 33, and the paper Pa fed to the paper feed path 33 is sandwiched between the rollers of the transport roller pair 34 and moves downward in the paper feed path 33. It is transported upward from. A timing roller pair 35 is disposed at the end of the paper feed path 33.

タイミングローラ対35は、搬送ローラ対34から送られてくる用紙Paを挟持するとすぐにその回転を一時停止させ、所定のタイミングで用紙Paを後述する2次転写ニップに向けて送り出す。   The timing roller pair 35 temporarily stops its rotation as soon as the paper Pa sent from the conveyance roller pair 34 is nipped, and sends the paper Pa toward a secondary transfer nip described later at a predetermined timing.

各画像形成ユニット1の上方には、中間転写ベルト41を張架しつつ反時計回り方向に走行駆動させる転写装置40が配設されている。転写装置40は中間転写ベルト41の他、ベルトクリーニングユニット42、第1ブラケット43、第2ブラケット44、4個の1次転写ローラ45Y,45M,45C,45Kを備えている。   Above each image forming unit 1, a transfer device 40 that is driven to run counterclockwise while stretching the intermediate transfer belt 41 is disposed. In addition to the intermediate transfer belt 41, the transfer device 40 includes a belt cleaning unit 42, a first bracket 43, a second bracket 44, and four primary transfer rollers 45Y, 45M, 45C, and 45K.

また転写装置40は、2次転写バックアップローラ46、駆動ローラ47、補助ローラ48、テンションローラ49等を備えている。中間転写ベルト41は各ローラに張架されながら駆動ローラ47の回転駆動によって反時計回り方向に走行駆動される。   The transfer device 40 includes a secondary transfer backup roller 46, a driving roller 47, an auxiliary roller 48, a tension roller 49, and the like. The intermediate transfer belt 41 is driven to run in the counterclockwise direction by the rotation of the drive roller 47 while being stretched around each roller.

各1次転写ローラ45は、走行駆動される中間転写ベルト41を各感光体ドラム3との間に挟み込んでそれぞれ1次転写ニップを形成している。中間転写ベルト41の内周面にトナーと逆極性の例えばプラスの転写バイアスが印加される。   Each primary transfer roller 45 forms a primary transfer nip by sandwiching the intermediate transfer belt 41 that is driven to travel with each photosensitive drum 3. For example, a positive transfer bias having a polarity opposite to that of the toner is applied to the inner peripheral surface of the intermediate transfer belt 41.

中間転写ベルト41はその走行移動に伴い各色用の1次転写ニップを通過していく過程で、その外周面に各感光体ドラム3上のイエロトナー像、マゼンタトナー像、シアントナー像、ブラックトナー像がそれぞれ重ね合わせられるように1次転写される。これにより中間転写ベルト41上に4色重ね合わせトナー像が形成される。   As the intermediate transfer belt 41 passes through the primary transfer nip for each color as it travels, a yellow toner image, a magenta toner image, a cyan toner image, and a black toner on each photosensitive drum 3 are formed on the outer peripheral surface thereof. Primary transfer is performed so that the images are superimposed. As a result, a four-color superimposed toner image is formed on the intermediate transfer belt 41.

2次転写バックアップローラ46は、中間転写ベルト41の外周面側に配設された2次転写ローラ50との間に中間転写ベルト41を挟み込んで2次転写ニップを形成している。   The secondary transfer backup roller 46 sandwiches the intermediate transfer belt 41 with the secondary transfer roller 50 disposed on the outer peripheral surface side of the intermediate transfer belt 41 to form a secondary transfer nip.

タイミングローラ対35は、中間転写ベルト41上の4色重ね合わせトナー像に同期させるタイミングで、用紙Paを2次転写ニップに向けて給送する。   The timing roller pair 35 feeds the paper Pa toward the secondary transfer nip at a timing synchronized with the four-color superimposed toner image on the intermediate transfer belt 41.

中間転写ベルト41上の4色重ね合わせトナー像は、2次転写バイアスが印加される2次転写ローラ50と2次転写バックアップローラ46との間に形成される、2次転写電界やニップ圧の影響により、2次転写ニップ内で用紙Paに一括して2次転写される。そして4色重ね合わせトナー像は、用紙Paの白色と相俟ってフルカラートナー像となる。   The four-color superimposed toner image on the intermediate transfer belt 41 is formed between a secondary transfer roller 50 to which a secondary transfer bias is applied and a secondary transfer backup roller 46, and a secondary transfer electric field and nip pressure. Due to the influence, the secondary transfer is collectively performed on the paper Pa in the secondary transfer nip. The four-color superimposed toner image becomes a full-color toner image in combination with the white color of the paper Pa.

2次転写ニップを通過しても用紙Paに転写されずに中間転写ベルト41上に残った転写残トナーは、ベルトクリーニングユニット42によってクリーニングされる。ベルトクリーニングユニット42は、クリーニングブレード42aを中間転写ベルト41の外周面に当接させてこれにより中間転写ベルト41上の転写残トナーを掻き取って除去する。   The residual toner remaining on the intermediate transfer belt 41 without being transferred to the paper Pa even after passing through the secondary transfer nip is cleaned by the belt cleaning unit 42. The belt cleaning unit 42 abuts the cleaning blade 42 a on the outer peripheral surface of the intermediate transfer belt 41, thereby scraping off and removing the transfer residual toner on the intermediate transfer belt 41.

2次転写ニップの上方には定着装置60が配設されている。定着装置60はハロゲンランプ等の熱源を内包する加圧ローラ130と定着ベルトユニット62とを備えている。定着ベルトユニット62は、定着ベルト64、加熱手段で加熱される定着部材としての定着ローラ128、テンションローラ65、駆動ローラ66等を有している。   A fixing device 60 is disposed above the secondary transfer nip. The fixing device 60 includes a pressure roller 130 including a heat source such as a halogen lamp and a fixing belt unit 62. The fixing belt unit 62 includes a fixing belt 64, a fixing roller 128 as a fixing member heated by a heating unit, a tension roller 65, a driving roller 66, and the like.

そして、定着ベルト64を各ローラ65,66,128によって張架しつつ反時計回り方向に走行移動させ、この走行移動の過程で定着ベルト64は定着ローラ128によって裏面側から加熱される。加熱された定着ベルト64の定着ローラ128掛け回し箇所には、時計回り方向に回転駆動される加圧ローラ130が外周面側から圧接している。これにより加圧ローラ130と定着ベルト64とが圧接する定着ニップ部が形成されている。   The fixing belt 64 travels counterclockwise while being stretched by the rollers 65, 66, and 128, and the fixing belt 64 is heated from the back side by the fixing roller 128 in the course of the traveling movement. A pressure roller 130 that is driven to rotate in the clockwise direction is in pressure contact with the fixing roller 128 of the heated fixing belt 64 from the outer peripheral surface side. As a result, a fixing nip portion where the pressure roller 130 and the fixing belt 64 are pressed against each other is formed.

定着ベルト64の外周面側には不図示の温度センサが定着ベルト64の表面と所定の間隔を介して対向配置されており、この温度センサは定着ニップ部に進入する直前の定着ベルト64の表面温度を検知し、検知結果は不図示の定着電源回路に送られる。   A temperature sensor (not shown) is disposed on the outer peripheral surface side of the fixing belt 64 so as to face the surface of the fixing belt 64 with a predetermined interval. This temperature sensor is a surface of the fixing belt 64 immediately before entering the fixing nip portion. The temperature is detected, and the detection result is sent to a fixing power supply circuit (not shown).

定着電源回路はこの検知結果に基づいて熱源63aや定着ローラ128に内包される不図示の熱源に対する電力の供給をオン・オフ制御しており、これにより定着ベルト64の表面温度が約140℃に維持されている。   Based on the detection result, the fixing power source circuit controls on / off of the power supply to a heat source (not shown) included in the heat source 63a and the fixing roller 128, whereby the surface temperature of the fixing belt 64 is about 140 ° C. Maintained.

2次転写ニップを通過した用紙Paは、中間転写ベルト41から分離された後に定着装置60に送られ、定着装置60内の定着ニップ部に挟持されつつ下方から上方に向けて搬送される過程で定着ベルト64及び定着ローラ128によって加熱される。   The paper Pa that has passed through the secondary transfer nip is separated from the intermediate transfer belt 41 and then sent to the fixing device 60, and is transported upward from below while being sandwiched by the fixing nip portion in the fixing device 60. Heat is applied by the fixing belt 64 and the fixing roller 128.

そして、用紙Paはさらに押圧されてフルカラートナー像が用紙Paに定着される。このようにして定着処理が施された用紙Paは、排紙ローラ対67により機外へと排出され、装置本体の上面に形成されたスタック部68に順次スタックされる。   The paper Pa is further pressed to fix the full-color toner image on the paper Pa. The paper Pa on which the fixing process has been performed in this manner is discharged out of the apparatus by a pair of paper discharge rollers 67 and sequentially stacked on a stack unit 68 formed on the upper surface of the apparatus main body.

転写装置40の上方には、イエロトナー、マゼンタトナー、シアントナー、ブラックトナーを収容するトナー補給手段としての4個のトナーカートリッジ19Y,19M,19C,19Kが配設されている。   Above the transfer device 40, four toner cartridges 19Y, 19M, 19C, and 19K are disposed as toner replenishing means for storing yellow toner, magenta toner, cyan toner, and black toner.

各トナーカートリッジ19内の各色トナーは、各画像形成ユニット1内の各現像ユニット7で使用されるトナー色に応じてそれぞれ適宜供給される。各トナーカートリッジ19は、各画像形成ユニット1とは独立して装置本体に対してそれぞれ着脱可能に構成されている。   Each color toner in each toner cartridge 19 is appropriately supplied according to the toner color used in each developing unit 7 in each image forming unit 1. Each toner cartridge 19 is configured to be detachable from the apparatus main body independently of each image forming unit 1.

中間転写ベルト41と定着装置60との間の部位には、プリンタ100の装置本体内部の温度を検知する機内温度検知手段としてのサーミスタ71が配設されている。また、トナーカートリッジ19の近傍には、トナー温度検知手段としての温度センサ72が配設されている。   A thermistor 71 as an in-machine temperature detecting means for detecting the temperature inside the apparatus main body of the printer 100 is disposed at a portion between the intermediate transfer belt 41 and the fixing device 60. In the vicinity of the toner cartridge 19, a temperature sensor 72 as a toner temperature detecting means is provided.

サーミスタ71及び温度センサ72の検知結果は後述する制御手段80に送られる。なお、温度センサ72の配設位置は、トナー補給経路の近傍であってもよい。   The detection results of the thermistor 71 and the temperature sensor 72 are sent to the control means 80 described later. Note that the position of the temperature sensor 72 may be in the vicinity of the toner supply path.

再び図2に戻って、感光体ユニット2Yは、潜像担持体である感光体ドラム3Y、ドラムクリーニング装置4Y、不図示の除電装置、帯電装置5Y等を有している。帯電装置5Yは、不図示の駆動手段によって時計回り方向に回転駆動される感光体ドラム3Yの表面を一様に帯電させる(例えば−690V)。   Returning to FIG. 2 again, the photosensitive unit 2Y includes a photosensitive drum 3Y which is a latent image carrier, a drum cleaning device 4Y, a static eliminator (not shown), a charging device 5Y, and the like. The charging device 5Y uniformly charges the surface of the photosensitive drum 3Y that is driven to rotate clockwise by a driving unit (not shown) (for example, −690 V).

本実施形態では、不図示の電源によって帯電バイアスが印加されつつ反時計回り方向に回転駆動される帯電ローラ6Yを感光体ドラム3Yに近接させることで感光体ドラム3Yを一様に帯電させる方式の帯電装置5Yを用いている。   In the present embodiment, the photosensitive drum 3Y is uniformly charged by bringing the charging roller 6Y, which is rotated counterclockwise while being applied with a charging bias by a power source (not shown), close to the photosensitive drum 3Y. The charging device 5Y is used.

帯電ローラ6Yに代えて、帯電ブラシを当接させるもの、スコロトロンチャージャのようにチャージャ方式によって感光体ドラム3Yを一様に帯電させるものを用いてもよい。   Instead of the charging roller 6Y, a member that contacts a charging brush or a member that uniformly charges the photosensitive drum 3Y by a charger method such as a scorotron charger may be used.

帯電装置5Yによって一様に帯電された感光体ドラム3Yの表面は、光書込装置20から発せられるレーザ光Lによって露光走査され、イエロ用の静電潜像が形成される。   The surface of the photosensitive drum 3Y uniformly charged by the charging device 5Y is exposed and scanned by the laser light L emitted from the optical writing device 20, and a yellow electrostatic latent image is formed.

感光体3Yはレーザ光Lで露光された領域のみ表面電位が低下し(例えば−50V)、静電潜像が形成される。静電潜像は感光体3Yが回転することで、現像ユニット7Yの現像ローラ12Yと対向する現像領域まで搬送される。   The surface potential of the photoreceptor 3Y is lowered only in the area exposed by the laser beam L (for example, −50 V), and an electrostatic latent image is formed. The electrostatic latent image is conveyed to the developing area facing the developing roller 12Y of the developing unit 7Y as the photoconductor 3Y rotates.

現像ユニット7Yは、第1の搬送スクリュ8Y、不図示のトナー補給口、分散マグネット101Y(特開2000−89550号公報参照)などが設けられた第1の現像剤循環搬送通路9Yを有する。また、現像ユニット7Yは、第2の搬送スクリュ11Y、透磁率センサからなるトナー濃度センサ10Y、現像ローラ12Y、ドクターブレード13Yなどが設けられた第2の現像剤循環搬送通路14Yを有する。   The developing unit 7Y includes a first developer circulation transport passage 9Y provided with a first transport screw 8Y, a toner supply port (not shown), a dispersion magnet 101Y (see Japanese Patent Laid-Open No. 2000-89550), and the like. Further, the developing unit 7Y includes a second developer circulation transport path 14Y provided with a second transport screw 11Y, a toner concentration sensor 10Y including a magnetic permeability sensor, a developing roller 12Y, a doctor blade 13Y, and the like.

現像剤循環搬送通路9Y、14Yは、両端(図2の手前と奥の端)の連絡口で互いに繋がっており、マイナス帯電性のYトナーと磁性キャリアからなる不図示のY現像剤が内包されている。第1の搬送スクリュ8Yは不図示の駆動手段で回転し、第1の搬送通路9YにあるY現像剤を図2の奥側から手前側に搬送する。   The developer circulation transport passages 9Y and 14Y are connected to each other through communication ports at both ends (front and rear ends in FIG. 2), and contain Y developer (not shown) composed of negatively charged Y toner and a magnetic carrier. ing. The first transport screw 8Y is rotated by a driving unit (not shown), and transports the Y developer in the first transport path 9Y from the back side to the front side in FIG.

手前側に搬送されたY現像剤は手前側の連絡口で第2の搬送通路14Yへ移動する。第2の搬送スクリュ11Yも同様に回転し、第2の搬送通路14Yに来たY現像剤を図2の手前側から奥側へ搬送する。   The Y developer conveyed to the front side moves to the second conveyance path 14Y through the communication port on the front side. The second transport screw 11Y rotates in the same manner, and transports the Y developer that has entered the second transport path 14Y from the near side to the far side in FIG.

搬送途中のY現像剤は、第2の搬送通路14Yの底部に固定されたトナー濃度センサ10Yで、そのトナー濃度を検知される。第2の搬送通路14Yの上方には現像ローラ12Yが第2の搬送スクリュ11Yと平行に配置されている。   The Y developer during conveyance is detected by the toner concentration sensor 10Y fixed to the bottom of the second conveyance path 14Y. Above the second conveyance path 14Y, a developing roller 12Y is arranged in parallel with the second conveyance screw 11Y.

現像ローラ12Yは、図2で反時計回り方向に回転する非磁性の現像スリーブ15Yと、現像スリーブ15Yに内包された回転しないマグネットローラ16Yで構成される。第2の搬送通路14Y内を搬送されるY現像剤の一部は、マグネットローラ16Yの磁力により現像スリーブ15Yの表面に汲み上げられる。   The developing roller 12Y includes a non-magnetic developing sleeve 15Y that rotates counterclockwise in FIG. 2 and a non-rotating magnet roller 16Y that is included in the developing sleeve 15Y. A part of the Y developer conveyed in the second conveyance path 14Y is pumped up to the surface of the developing sleeve 15Y by the magnetic force of the magnet roller 16Y.

現像スリーブ15Yには微小な隙間を保持してドクターブレード13Yが対向して設けられており、汲み上げられたY現像剤はドクターブレード13Yの先端を通過する際にその層厚(汲み上げ量)が規制される。ドクターブレード13Yの先端を通過したY現像剤は、感光体3Yと対向する現像領域まで搬送される。   The developing sleeve 15Y is provided with a doctor blade 13Y that is opposed to a minute gap, and the layer thickness (pumping amount) of the pumped Y developer is regulated when passing through the tip of the doctor blade 13Y. Is done. The Y developer that has passed through the tip of the doctor blade 13Y is transported to a developing area facing the photoreceptor 3Y.

現像スリーブ15Yに印加された現像電位(例えば−550V)と、感光体3Yの露光部の表面電位(例えば−50V)との電位差により、現像領域に搬送されたY現像剤中のYトナーのみが、感光体3Yの露光部にのみ付着する。   Due to the potential difference between the developing potential (for example, −550 V) applied to the developing sleeve 15Y and the surface potential (for example, −50 V) of the exposed portion of the photoreceptor 3Y, only the Y toner in the Y developer conveyed to the developing area is obtained. It adheres only to the exposed portion of the photoreceptor 3Y.

これにより、感光体3Y上にYトナー像が形成される。この現像によりYトナーを消費したY現像剤は、第2の搬送通路14Yに戻される。そして、第2の搬送スクリュ11Yで図2の奥側へ搬送され、奥側の連絡口で第1の搬送通路9Yに移動される。   Thereby, a Y toner image is formed on the photoreceptor 3Y. The Y developer that has consumed Y toner by this development is returned to the second transport path 14Y. And it is conveyed to the back side of FIG. 2 by the 2nd conveyance screw 11Y, and is moved to the 1st conveyance path 9Y by the communication port of the back side.

第1の搬送通路9Yに戻されたY現像剤は、不図示のトナー補給口にてトナーを新たに補給される。トナー補給口の下流にはトナーを分散するための分散マグネット101Yが配設されており、この分散マグネット101Yによって搬送通路9Yから引き寄せられた現像剤が壁(穂)を形成するように構成されている。   The Y developer returned to the first transport path 9Y is newly supplied with toner at a toner supply port (not shown). A dispersion magnet 101Y for dispersing toner is disposed downstream of the toner replenishing port, and the developer drawn from the conveyance path 9Y by the dispersion magnet 101Y forms a wall (ear). Yes.

補給トナーはこの現像剤の壁(穂)に塞き止められ、現像剤中に分散される。補給トナーが十分に分散供給されたY現像剤は、再び第1の搬送スクリュ8Yで図2の手前側に搬送され、前記と同様に第2の搬送スクリュ11Yを介して現像スリーブ15Yに供給される。   The replenishment toner is blocked by the developer walls (ears) and dispersed in the developer. The Y developer to which the replenishment toner is sufficiently dispersed and supplied is again conveyed to the front side of FIG. 2 by the first conveying screw 8Y, and is supplied to the developing sleeve 15Y via the second conveying screw 11Y as described above. The

感光体3Y上に形成されたYトナー像は、図1の中間転写ベルト41上に中間転写される。この中間転写後に、感光体3Yの表面に残留した廃トナーは、ドラムクリーニング装置4Yによって除去される。廃トナーが除去された感光体3Yは除電装置17Yにより除電され、次の画像形成を行うために帯電装置5Yによって帯電される。   The Y toner image formed on the photoreceptor 3Y is intermediately transferred onto the intermediate transfer belt 41 in FIG. Waste toner remaining on the surface of the photoreceptor 3Y after the intermediate transfer is removed by the drum cleaning device 4Y. The photoreceptor 3Y from which the waste toner has been removed is neutralized by the neutralization device 17Y, and charged by the charging device 5Y in order to perform the next image formation.

以上が本発明の一実施形態としての画像形成装置の概略である。次に、前記定着装置60の実施形態について更に詳細に説明する。
(定着装置)
本発明の一実施形態としての定着装置60は、図3A及び図3Bに示すように、外部加熱方式である。なお、同図において、図1の定着ベルト64や駆動ローラ66は図示省略している。定着ローラ128と、当該定着ローラ128との間で定着ニップ部SNを形成する加圧部材としての加圧ローラ130と、加熱手段としてのサーマルヒータ156とを有する。このサーマルヒータ156と電源140とによって外部加熱手段が構成されている。
The above is the outline of the image forming apparatus as one embodiment of the present invention. Next, an embodiment of the fixing device 60 will be described in more detail.
(Fixing device)
As shown in FIGS. 3A and 3B, the fixing device 60 according to an embodiment of the present invention is an external heating method. In the figure, the fixing belt 64 and the driving roller 66 in FIG. 1 are not shown. The image forming apparatus includes a fixing roller 128, a pressure roller 130 as a pressure member that forms a fixing nip portion SN between the fixing roller 128, and a thermal heater 156 as a heating unit. The thermal heater 156 and the power source 140 constitute an external heating means.

サーマルヒータ156は、用紙Paの幅方向に配置された複数(本実施形態では7つ)のヒータからなる加熱領域を有する。各ヒータは電源140に並列に接続されて、定着ローラを独立して加熱可能とされている。   The thermal heater 156 has a heating region composed of a plurality of (seven in this embodiment) heaters arranged in the width direction of the paper Pa. Each heater is connected in parallel to the power source 140 so that the fixing roller can be heated independently.

定着ローラ128の定着ニップ部SNの下流側であって、かつ、サーマルヒータ156の上流側に、定着ローラ128の表面温度を検知する温度検知手段としてのサーミスタ134が配設されている。また、サーマルヒータ156に対して、その温度を検知する温度検知手段としてのサーミスタ136が取り付けられている。   A thermistor 134 as temperature detecting means for detecting the surface temperature of the fixing roller 128 is disposed downstream of the fixing nip SN of the fixing roller 128 and upstream of the thermal heater 156. A thermistor 136 is attached to the thermal heater 156 as temperature detecting means for detecting the temperature.

そして、サーミスタ134とサーミスタ136の検知信号が加熱制御手段142に入力される。加熱制御手段142は当該入力信号に基づいて電源140を制御し、サーマルヒータ156がサーミスタ134、136の検知情報に基づいて制御される。   Then, detection signals from the thermistor 134 and the thermistor 136 are input to the heating control means 142. The heating control unit 142 controls the power source 140 based on the input signal, and the thermal heater 156 is controlled based on the detection information of the thermistors 134 and 136.

(加熱制御手段)
加熱制御手段142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。図4は当該加熱制御手段142を含む制御手段のブロック図である。制御手段80は、画像情報をはじめ、サーミスタ134、136の検知情報や、サーミスタ71及び温度センサ72からの検知温度情報をそれぞれ取り込む。画像情報には、記録媒体としての用紙Pa上に形成される未定着画像の位置に関する情報も含まれる。そして加熱制御手段142によって、後述の図15、図22のフローチャートが実行されるようになっている。
(Heating control means)
The heating control unit 142 includes a microcomputer including a CPU, ROM, RAM, I / O interface, and the like. FIG. 4 is a block diagram of control means including the heating control means 142. The control means 80 captures image information, detection information of the thermistors 134 and 136, and detection temperature information from the thermistor 71 and the temperature sensor 72, respectively. The image information includes information on the position of an unfixed image formed on the paper Pa as a recording medium. And the flowchart of FIG. 15, FIG. 22 mentioned later is performed by the heating control means 142. FIG.

また制御手段80は、現像ローラ12を回転駆動する不図示のモータの速度情報を取り込み、プリンタ100の駆動系を制御して連続動作と間欠動作とを切り替える。制御手段80にはROM81が設けられ、当該ROM81に速度情報や現像ローラ12の走行距離が所定時間(例えば10秒)毎に記憶されるように構成されている。   The control unit 80 takes in speed information of a motor (not shown) that rotationally drives the developing roller 12, and controls the drive system of the printer 100 to switch between continuous operation and intermittent operation. The control means 80 is provided with a ROM 81, and the speed information and the travel distance of the developing roller 12 are stored in the ROM 81 every predetermined time (for example, 10 seconds).

(定着ローラ)
定着ローラ128は、外径が40mmで厚みが1mmのアルミニウム製の芯金128aと、この芯金128aの表面に被覆された断熱層128bを有している。断熱層128bはシリコンゴムで形成されており厚みは3mmである。断熱層128bは、そ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ンゴムで形成してもよい。
(Fixing roller)
The fixing roller 128 has an aluminum cored bar 128a having an outer diameter of 40 mm and a thickness of 1 mm, and a heat insulating layer 128b coated on the surface of the cored bar 128a. The heat insulating layer 128b is made of silicon rubber and has a thickness of 3 mm. The heat insulating layer 128b may be formed of foamed silicon rubber with less heat escape in order to further enhance its heat insulating function.

定着ローラ128の断熱層128bの上にはニッケルからなる良熱伝導層128cが形成されている。この良熱伝導層128c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等、熱伝導性が少なくとも断熱層128bより高ければよい。定着ローラ128に良熱伝導層128cを形成することで、サーマルヒータ156の発熱むらによる定着ローラ128の表面温度の局部的な温度むらが低減される。   On the heat insulating layer 128b of the fixing roller 128, a good heat conductive layer 128c made of nickel is formed. The good heat conductive layer 128c is not limited to nickel, but may be any iron-based alloy such as stainless steel, metal-based aluminum or copper, graphite sheet, or the like, as long as the thermal conductivity is at least higher than that of the heat insulating layer 128b. By forming the good heat conductive layer 128 c on the fixing roller 128, local temperature unevenness of the surface temperature of the fixing roller 128 due to uneven heat generation of the thermal heater 156 is reduced.

また、良熱伝導層128cの機能によって、サーマルヒータ156が加熱する領域よりもやや広い領域の温度が上昇するため、若干の画像とのずれを補償することができるという利点もある。換言すれば、サーマルヒータ156を構成する各ヒータの大きさや間隔等の設定において設計自由度が大きいという利点がある。   In addition, the temperature of the region slightly larger than the region heated by the thermal heater 156 is raised by the function of the good heat conductive layer 128c, so that there is an advantage that a slight deviation from the image can be compensated. In other words, there is an advantage that the degree of freedom in design is large in setting the size and interval of each heater constituting the thermal heater 156.

また、定着ベルト64を使用しないで定着ローラ128を直接用紙Paに接触させる場合、良熱伝導層128cの表面に離型層128dを形成してもよい。離型層128dは、例えばPFAやPTFE等のフッ素系樹脂により厚みが5〜30μm程度に形成する。これにより、定着ローラ128の耐久性を高め、離型性を確保することができる。   Further, when the fixing roller 128 is brought into direct contact with the paper Pa without using the fixing belt 64, a release layer 128d may be formed on the surface of the good heat conductive layer 128c. The release layer 128d is formed with a thickness of about 5 to 30 μm using, for example, a fluorine-based resin such as PFA or PTFE. As a result, the durability of the fixing roller 128 can be improved and the releasability can be ensured.

(加圧ローラ)
加圧ローラ130は、外径が40mmで厚みが2mmの鉄製の芯金130aと、この芯金130aの表面に被覆された弾性層130bを有している。弾性層130bはシリコンゴムで形成されており厚みは5mmである。弾性層130bの表面には、離型性を高めるために厚みが40μm程度のフッ素樹脂層を形成するのが望ましい。
(Pressure roller)
The pressure roller 130 includes an iron cored bar 130a having an outer diameter of 40 mm and a thickness of 2 mm, and an elastic layer 130b coated on the surface of the cored bar 130a. The elastic layer 130b is made of silicon rubber and has a thickness of 5 mm. It is desirable to form a fluororesin layer having a thickness of about 40 μm on the surface of the elastic layer 130b in order to improve the releasability.

加圧ローラ130は不図示の付勢手段により定着ローラ128に圧接されている。サーマルヒータ156は不図示の付勢手段により定着ローラ128の表面に押し当てられている。   The pressure roller 130 is pressed against the fixing roller 128 by an urging means (not shown). The thermal heater 156 is pressed against the surface of the fixing roller 128 by an urging means (not shown).

(定着装置の変形例1)
前述した第1実施形態ではサーマルヒータ156を定着ローラ128の表面に接触させて加熱する接触加熱方式として構成としたが、外部加熱手段を例えばコイルとインバータで構成し、IH方式による非接触加熱方式としてもよい。
(Modification 1 of fixing device)
In the first embodiment described above, the thermal heater 156 is configured to be a contact heating method in which the surface of the fixing roller 128 is brought into contact with the heating. However, the external heating means is configured by, for example, a coil and an inverter, and a non-contact heating method based on the IH method. It is good.

IH方式では、加熱用のコイルを定着ローラの長手方向に多数配置することで加熱領域や加熱量を制御する構成とする。或いは、消磁用二次コイル等の磁束をキャンセルする部材を定着ローラの長手方向に多数配置することで加熱領域や加熱量を制御する構成にする。   In the IH system, a heating region and a heating amount are controlled by arranging a large number of heating coils in the longitudinal direction of the fixing roller. Alternatively, a heating region and a heating amount are controlled by arranging a large number of members for canceling the magnetic flux, such as a demagnetizing secondary coil, in the longitudinal direction of the fixing roller.

また、非接触加熱方式は、IH方式ではなく、外部加熱手段をハロゲンヒータと集光ミラーで構成し、ハロゲンヒータの熱を集光ミラーによって定着ローラの表面に供給する方式としてもよい。この方式においても画像情報に基づいて定着ローラの表面温度を制御できるため、前記と同様の定着不良防止機能を得ることができる。また、加熱用レーザを光学系を介して定着ローラの表面に照射する方式としてもよい。   The non-contact heating method may be a method in which the external heating means is constituted by a halogen heater and a condensing mirror and the heat of the halogen heater is supplied to the surface of the fixing roller by the condensing mirror instead of the IH method. Also in this method, since the surface temperature of the fixing roller can be controlled based on the image information, the same fixing failure prevention function as described above can be obtained. Further, a method of irradiating the surface of the fixing roller with a heating laser via an optical system may be employed.

(定着装置の変形例2)
本発明の実施形態に係る定着装置は、図3A、図3Bの外部加熱方式の定着ローラ128を使用するものに限らず、図5及び図6の様な内部加熱方式の筒状の定着ベルト138を使用した定着装置60A、60Bとすることも可能である。
(Modification 2 of fixing device)
The fixing device according to the embodiment of the present invention is not limited to the one using the external heating type fixing roller 128 of FIGS. 3A and 3B, but an internal heating type cylindrical fixing belt 138 as shown in FIGS. 5 and 6. It is also possible to use the fixing devices 60A and 60B using the.

図5及び図6の内部加熱方式による定着装置60A、60Bでは、サーマルヒータ156は板状基体に抵抗発熱体を形成したサーマルヘッドやセラミックヒータなどである。サーマルヒータ156を定着ベルト138の内部に配置し、その熱で定着ベルト138の温度を上昇させることで、定着ニップ部SNに搬送される未定着画像を加熱して定着させる。   In the fixing devices 60A and 60B using the internal heating method of FIGS. 5 and 6, the thermal heater 156 is a thermal head or a ceramic heater in which a resistance heating element is formed on a plate-like substrate. The thermal heater 156 is disposed inside the fixing belt 138, and the temperature of the fixing belt 138 is raised by the heat to heat and fix the unfixed image conveyed to the fixing nip SN.

サーマルヒータ156は図5(b)に示すように用紙搬送方向と直角方向に複数分割された加熱領域を有しており、前記図3A、図3Bと同様、各加熱手段としてのサーマルヒータ156の温度は独立に加熱制御が可能である。   As shown in FIG. 5B, the thermal heater 156 has a heating area that is divided into a plurality of directions perpendicular to the paper conveyance direction, and, similar to FIGS. 3A and 3B, the thermal heater 156 as each heating means. The temperature can be controlled independently.

定着ベルト138は、外径が40mmで厚みが40μmのSUS製の基体138aと、この基体138aの表面に被覆された弾性層138bを有している。弾性層138bは、シリコンゴムで形成されており厚みは100μmである。定着ベルト138の表面には、耐久性を高めて離型性を確保するために、PFAやPTFE等のフッ素系樹脂による厚みが5〜50μmの離型層138cが形成されている。また、定着ベルトの基体138aはSUS製に代えてポリイミド等の樹脂製としてもよい。   The fixing belt 138 includes a SUS base 138a having an outer diameter of 40 mm and a thickness of 40 μm, and an elastic layer 138b coated on the surface of the base 138a. The elastic layer 138b is made of silicon rubber and has a thickness of 100 μm. On the surface of the fixing belt 138, a release layer 138 c having a thickness of 5 to 50 μm is formed with a fluorine-based resin such as PFA or PTFE in order to enhance durability and secure release properties. The base 138a of the fixing belt may be made of resin such as polyimide instead of SUS.

定着ベルト138の内部には、図5(a)のように、定着ベルト138の軸線方向に延びた支持部材161が配設されている。そして定着ベルト138の内周側の大部分が、この支持部材161によって摺動自在に支持されている。   As shown in FIG. 5A, a support member 161 extending in the axial direction of the fixing belt 138 is disposed inside the fixing belt 138. Most of the inner peripheral side of the fixing belt 138 is slidably supported by the support member 161.

また、定着ベルト138の内部には、定着ニップ部SNの箇所に押圧部材160が配設されている。さらに、当該押圧部材160の上流側に位置してサーマルヒータ156が配設されている。そして、これら押圧部材160とサーマルヒータ156の長手方向両端部が、定着ベルト138の両端側方に配設された不図示の外部材と接続されて、前記定着ベルト138を支持している。   A pressing member 160 is disposed inside the fixing belt 138 at the fixing nip portion SN. Further, a thermal heater 156 is disposed on the upstream side of the pressing member 160. Then, both end portions in the longitudinal direction of the pressing member 160 and the thermal heater 156 are connected to outer members (not shown) disposed on both sides of the fixing belt 138 to support the fixing belt 138.

なお、図6のように、前記板状サーマルヒータ156は押圧部材としても機能するように、定着ニップ部SNの箇所に配置した構成としてもよい。この場合、図5(a)の押圧部材160を省略できて部品点数を削減可能である。   As shown in FIG. 6, the plate-like thermal heater 156 may be arranged at the fixing nip SN so as to function as a pressing member. In this case, the pressing member 160 in FIG. 5A can be omitted, and the number of parts can be reduced.

(定着装置の基本作動)
定着装置60は以上のように構成されている。この定着装置60は、以下に述べるように、画像情報に応じて各ヒータを制御することによって、省エネルギー化を実現すると共に、連続印刷後に画像パターンが切り替わった際のコールドオフセットや、光沢ムラ、定着ムラを防止する。
(Basic operation of fixing device)
The fixing device 60 is configured as described above. As will be described below, the fixing device 60 realizes energy saving by controlling each heater in accordance with image information, as well as cold offset, gloss unevenness, and fixing when an image pattern is switched after continuous printing. Prevent unevenness.

加熱制御手段142は、用紙Paに画像を形成するための画像情報に基づいて、サーマルヒータ156の加熱割合を変化させる。この制御動作の一例を以下に示す。   The heating control unit 142 changes the heating rate of the thermal heater 156 based on image information for forming an image on the paper Pa. An example of this control operation is shown below.

図7(a)(b)は、用紙Pa上に、その搬送方向の先端側から順に、画像領域a、非画像領域b、画像領域cが存在する画像形成パターンを示したものである。画像領域aと画像領域cでは定着が必要であるが、画像領域a、c以外の非画像領域bでは定着対象のトナーが存在しないので定着の必要はない。   FIGS. 7A and 7B show an image forming pattern in which an image area a, a non-image area b, and an image area c exist on the paper Pa in order from the leading end side in the transport direction. Fixing is required in the image area a and the image area c, but in the non-image area b other than the image areas a and c, there is no need for fixing because there is no toner to be fixed.

不図示の画像処理装置から前記パターンの画像情報が加熱制御手段142へ入力されると、加熱制御手段142は、定着ローラ128を所定温度に制御する。すなわち、非画像領域bに対応する定着ローラ128の部位の温度が、画像領域a、a’に対応する定着ローラ128の部位の温度よりも低くなるように定着ローラ128を制御する。ここで、画像領域又は非画像領域に「対応」するとは、定着ローラ128が密着する位置という意味である。   When image information of the pattern is input to the heating control unit 142 from an image processing device (not shown), the heating control unit 142 controls the fixing roller 128 to a predetermined temperature. That is, the fixing roller 128 is controlled so that the temperature of the part of the fixing roller 128 corresponding to the non-image area b is lower than the temperature of the part of the fixing roller 128 corresponding to the image areas a and a ′. Here, “corresponding” to an image region or a non-image region means a position where the fixing roller 128 is in close contact.

すなわち、画像領域aに対応する部位ではサーマルヒータ156の全域に定着温度が得られる電力PW1を供給し、非画像領域bに対応する部位では前記PW1よりも小さい電力PW2を供給する。そして用紙後端画像領域a’に対応する部位では、再び定着温度が得られる電力PW1を供給する。   That is, the power PW1 that provides the fixing temperature is supplied to the entire area of the thermal heater 156 at the site corresponding to the image area a, and the power PW2 that is smaller than the PW1 is supplied at the site corresponding to the non-image area b. Then, at the portion corresponding to the paper rear end image area a ', the electric power PW1 for obtaining the fixing temperature is supplied again.

この際、実際の供給電力は、図中の斜線部の様に画像領域が定着ニップ部に入るよりも前の部分を予備的に加熱するように投入される。画像領域が定着ニップ部に入ってからサーマルヒータ156を加熱すると、サーマルヒータ156の温度の立ち上がりが遅れてコールドオフセット等の問題が発生する。   At this time, the actual supply power is input so as to preliminarily heat the portion before the image area enters the fixing nip portion as indicated by the shaded portion in the figure. If the thermal heater 156 is heated after the image area enters the fixing nip portion, the rise of the temperature of the thermal heater 156 is delayed, causing problems such as cold offset.

サーマルヒータ156の周方向の発熱長さや、発熱体自体の昇温時間を考慮して、所定の予備加熱領域を設定することにより、コールドオフセット等を防止する。なお、予備加熱領域は省エネルギーの観点から必要最低限にするのが望ましい。   In consideration of the heat generation length of the thermal heater 156 in the circumferential direction and the heating time of the heat generator itself, a predetermined preheating region is set to prevent cold offset and the like. In addition, it is desirable to make the preliminary heating area the minimum necessary from the viewpoint of energy saving.

図8(a)は、用紙Pa上に、搬送方向と垂直な定着部材の長手方向に、画像領域c、非画像領域dが存在する画像形成パターンを示したものである。この場合にも同様に、加熱制御手段142は、非画像領域dに対応する定着ローラ128の部位の温度が、画像領域cに対応する定着ローラ128の部位の温度よりも低くなるように加圧ローラ130を制御する。   FIG. 8A shows an image forming pattern in which an image region c and a non-image region d exist on the paper Pa in the longitudinal direction of the fixing member perpendicular to the transport direction. Similarly, in this case, the heating control unit 142 applies pressure so that the temperature of the part of the fixing roller 128 corresponding to the non-image area d is lower than the temperature of the part of the fixing roller 128 corresponding to the image area c. The roller 130 is controlled.

すなわち、画像領域cに対応する部位ではサーマルヒータ156に制御目標温度Tsに対応する定着温度が得られる電力PW1を供給し、非画像領域dに対応する部位では前記電力PW1よりも小さい供給電力PW2を低減する。この場合も、前記同様に、斜線部で示す予備加熱領域が必要となる。   That is, the power PW1 that provides the fixing temperature corresponding to the control target temperature Ts is supplied to the thermal heater 156 at the part corresponding to the image area c, and the supplied power PW2 that is smaller than the power PW1 at the part corresponding to the non-image area d. Reduce. Also in this case, a preheating region indicated by a hatched portion is necessary as described above.

制御方法としては、非画像領域b、dに対応する部位で、電源140による電力供給を完全に停止(オフ、PW2=0)してもよい。しかし、サーマルヒータ156の温度が極端に下がり過ぎると、環境条件等によって、次の画像領域到来時に定着ニップ部SNの定着温度への立ち上がりが間に合わないことがある。   As a control method, the power supply by the power supply 140 may be completely stopped (off, PW2 = 0) at the portions corresponding to the non-image areas b and d. However, if the temperature of the thermal heater 156 is excessively lowered, the rising of the fixing nip SN to the fixing temperature may not be in time when the next image area arrives due to environmental conditions or the like.

このため、図9に示すように、画像領域に対応する第1の目標温度(T1)よりも低いが、室温よりは所定温度以上の第2の目標温度(T2)に定着部材温度を保つように制御する事が望ましい。   For this reason, as shown in FIG. 9, the fixing member temperature is kept at the second target temperature (T2) that is lower than the first target temperature (T1) corresponding to the image area but is higher than the room temperature by a predetermined temperature. It is desirable to control it.

このように非画像領域bに対応する部位でも給電は行なわれるが、供給電力は削減される。すなわち、図9の領域Pの供給電力よりも領域P’での供給電力が小さくなるため、省エネルギー化が可能となる。   In this way, power is supplied even at the portion corresponding to the non-image area b, but the power supply is reduced. That is, since the supply power in the region P ′ is smaller than the supply power in the region P in FIG. 9, energy saving can be achieved.

以上、本発明の実施形態に係る画像形成装置と定着装置の構成と基本作動について説明した。次に、本発明の定着装置によりコールドオフセット、光沢ムラ、定着ムラを防止するための実施例1〜6について説明する。   The configuration and basic operation of the image forming apparatus and the fixing device according to the embodiment of the present invention have been described above. Next, Examples 1 to 6 for preventing cold offset, gloss unevenness, and fixing unevenness by the fixing device of the present invention will be described.

(実施例1)
まず、定着装置の従来の制御における課題を図7〜図14により説明する。省エネルギーの観点からの制御方法としては、非画像領域c、dに対応する部位で電力供給を完全に停止(オフ)することが考えられる。
Example 1
First, problems in conventional control of the fixing device will be described with reference to FIGS. As a control method from the viewpoint of energy saving, it is conceivable to completely stop (turn off) the power supply at a portion corresponding to the non-image areas c and d.

しかし、そうすると非画像領域c、dで極端に温度が下がり過ぎ、印刷画像の主走査方向の画像パターンの切り替えにより、次の画像領域が定着ニップ部に入ってきたときに、定着温度への立ち上がりが間に合わないことがある。   However, when the temperature is excessively lowered in the non-image areas c and d and the next image area enters the fixing nip portion by switching the image pattern in the main scanning direction of the print image, the temperature rises to the fixing temperature. May not be in time.

このため、図9に示すように、画像領域に対応する第1の目標温度(T1)よりも低いが、室温よりは所定温度以上の第2の目標温度(T2)に定着部材温度を保つように制御する事が望ましい。   For this reason, as shown in FIG. 9, the fixing member temperature is kept at the second target temperature (T2) that is lower than the first target temperature (T1) corresponding to the image area but is higher than the room temperature by a predetermined temperature. It is desirable to control it.

この場合、図8(a)(b)の画像パターンに着目する。図8(a)は副走査方向(ベルトの回転方向)に画像が完全に無い部分のある画像パターン(以下、このような画像を「連続非画像領域のある画像」と呼ぶ)である。図8(b)は副走査方向に画像はあるけれども当該副走査方向での画像面積率が小さい画像パターンである。   In this case, attention is paid to the image patterns shown in FIGS. FIG. 8A shows an image pattern having a portion where no image is completely present in the sub-scanning direction (belt rotation direction) (hereinafter, such an image is referred to as an “image having a continuous non-image region”). FIG. 8B shows an image pattern in which there is an image in the sub-scanning direction but the image area ratio in the sub-scanning direction is small.

前記2種類の画像パターンを連続通紙した後に、画像パターンの有る画像(副走査方向での画像面積率が大きい画像)を印刷する場合を考える。なお、画像領域の開始は、印刷ジョブ内にある場合、印刷ジョブ間にある場合のいずれでも良い。   Consider a case where an image having an image pattern (an image having a large image area ratio in the sub-scanning direction) is printed after the two types of image patterns are continuously passed. Note that the start of the image area can be either within the print job or between print jobs.

以下では、簡略化のため、図10に示すように、領域がヒータAとヒータBの2領域であり、ヒータ位置と画像の有無が一致している場合(画像領域が加熱領域と一致し、非画像領域が非加熱領域と一致している場合)で説明する。斜線部は画像領域を示し、白部は非画像領域を示す。   In the following, for the sake of simplification, as shown in FIG. 10, the area is two areas of heater A and heater B, and the heater position and the presence or absence of an image match (the image area matches the heating area, The case where the non-image area coincides with the non-heated area) will be described. A hatched portion indicates an image region, and a white portion indicates a non-image region.

印刷画像xを複数枚(例えば100枚)印刷後、印刷画像zを印刷する場合を考える。 このような印刷画像を印刷する場合、従来制御では、印刷画像xを印刷中は、ヒータA部は画像が存在するためT1で加熱し続けるのに対して、ヒータB部では画像がない。   Consider a case where a print image z is printed after printing a plurality of print images x (for example, 100 sheets). When printing such a print image, in the conventional control, while the print image x is being printed, the heater A portion continues to be heated at T1 because the image exists, whereas the heater B portion has no image.

このため、電力供給を完全にオフするか、又は、定着部材(加熱ローラ)の温度の立ち上がりを考慮して、T1よりも低温の第2の目標温度(T2)に制御する(T2<T1)。これにより、画像領域が定着ニップ部SNに来た時、給紙タイミングに間に合う短い時間でT1まで加熱することができ、省エネルギー性に優位となる。   Therefore, the power supply is completely turned off, or the temperature is controlled to the second target temperature (T2) lower than T1 in consideration of the rise of the temperature of the fixing member (heating roller) (T2 <T1). . As a result, when the image area comes to the fixing nip portion SN, it can be heated to T1 in a short time in time for the paper feed timing, which is advantageous in energy saving.

前者の場合、すなわち、ヒータBの加熱領域の電力供給を完全にオフし、101枚目の直前に、加熱領域の温度上昇が間に合うように加熱する場合、図11に示すように、ヒータA部の加圧ローラ温度は、T(cold)よりも高い温度に収束する。   In the former case, that is, when the power supply to the heating area of the heater B is completely turned off and heating is performed immediately before the 101st sheet so that the temperature rise in the heating area is in time, as shown in FIG. The pressure roller temperature converges to a temperature higher than T (cold).

ここで、T(cold)はコールドオフセット温度ないし定着下限温度である。これに対して、ヒータB部の加圧ローラ温度は用紙温度に収束する。なお、図中のTsは印刷開始前の制御目標温度を示す。   Here, T (cold) is a cold offset temperature or a fixing lower limit temperature. On the other hand, the pressure roller temperature of the heater B is converged to the sheet temperature. Note that Ts in the figure indicates a control target temperature before the start of printing.

ここで、図12に示すように、画像光沢度は加熱ローラ温度の上昇に伴い上昇する傾向がある。また、図13に示すように、定着強度は加圧ローラ温度の上昇に伴い強くなる傾向がある。   Here, as shown in FIG. 12, the image gloss tends to increase as the heating roller temperature increases. Further, as shown in FIG. 13, the fixing strength tends to increase as the pressure roller temperature increases.

なお、図13の縦軸の定着強度ランクとは、布等で用紙上に定着したトナーを擦ったときのトナー付着の大小を示す指標であり、定着強度ランクが高いほど定着強度が高い(トナー付着が少ない)ことを示す。   The fixing strength rank on the vertical axis in FIG. 13 is an index indicating the amount of toner adhesion when the toner fixed on the paper with a cloth or the like is rubbed. The higher the fixing strength rank, the higher the fixing strength (toner Less adhesion).

加熱ローラ温度を図11のようにT1に制御する場合、図10で説明したように、ヒータA部は定着するのに対して、ヒータB部ではコールドオフセット(定着強度ランク1)が発生する可能性がある。   When the heating roller temperature is controlled to T1 as shown in FIG. 11, as described in FIG. 10, the heater A portion is fixed, whereas the heater B portion can cause a cold offset (fixing strength rank 1). There is sex.

また、コールドオフセットが発生しない場合でも、ヒータB部の加熱ローラ温度のばらつきが大きくなったり、ヒータA部とヒータB部の加熱ローラ温度差が大きくなったりするため、画像面内の画像光沢度に大きな差異が発生する。これにより、印刷物に光沢ムラとして知覚され違和感を覚える場合がある。   Even when a cold offset does not occur, the variation in the heating roller temperature of the heater B portion becomes large, or the difference in the heating roller temperature between the heater A portion and the heater B portion becomes large. A big difference occurs. As a result, the printed material may be perceived as uneven gloss and feel uncomfortable.

また、後者の場合、すなわち、ヒータBの加熱領域温度を第2の目標温度(T2)に制御する場合でも、図14に示すように、ヒータA部の加圧ローラ温度は、T(cold)よりも高い温度に収束する。   In the latter case, that is, when the heating region temperature of the heater B is controlled to the second target temperature (T2), as shown in FIG. 14, the pressure roller temperature of the heater A is T (cold). Converge to a higher temperature.

これに対して、ヒータB部の加圧ローラ温度はT(cold)よりも低い温度に収束する場合があり、そうするとコールドオフセット(定着強度ランク1)が発生する。また、例え、T(cold)よりも高い温度に収束する場合でも、本来加熱する必要の無い非画像領域(ヒータB部)を常時加熱することになるので、省エネルギー性が損なわれる。   On the other hand, the pressure roller temperature of the heater B may converge to a temperature lower than T (cold), which causes a cold offset (fixing strength rank 1). Further, even when the temperature converges to a temperature higher than T (cold), the non-image area (heater B portion) that does not need to be heated is always heated, so that energy saving is impaired.

前記課題に対して、加熱領域毎の非画像領域の割合に応じて、画像領域の開始よりも加圧部材の所定回転数前に、非画像領域に対応する加熱領域の加熱温度を制御することで、画像品質(定着強度と光沢ムラ等)と省エネルギー性の両立を図ることが出来る。   In response to the problem, the heating temperature of the heating area corresponding to the non-image area is controlled before a predetermined number of rotations of the pressure member before the start of the image area according to the ratio of the non-image area for each heating area. Thus, it is possible to achieve both image quality (fixing strength, gloss unevenness, etc.) and energy saving.

具体的には、画像領域の開始前に、加圧ローラ温度がT(cold)以上になるように、画像領域の開始前の非画像領域かつ、画像領域の開始後の印刷画像の加熱領域を加熱する。   Specifically, before the start of the image area, the non-image area before the start of the image area and the heating area of the print image after the start of the image area are set so that the pressure roller temperature becomes T (cold) or higher. Heat.

ここで、画像領域の開始タイミングは、印刷画像面内(印刷画像1頁の中)の変化(非画像→画像)のタイミングに合わせても良いし、印刷画像頁毎の変化(非画像→画像)のタイミングに合わせても良い。また、複数の印刷画像頁の平均の非画像領域の割合の変化(高割合→低割合)に応じて制御を行っても良い。   Here, the start timing of the image area may be matched with the timing of change (non-image → image) within the print image plane (in one page of the print image), or change for each print image page (non-image → image). ). Further, the control may be performed in accordance with a change in the ratio of the average non-image area of a plurality of print image pages (high ratio → low ratio).

(従来技術との対比)
前記特許文献4(特開2012−173462号公報)は、加圧ローラ温度については制御を行っていないため、加熱ローラの加熱領域の温度が目標通りに制御できても、画像パターンによっては、定着オフセット等が発生する可能性がある。
(Contrast with conventional technology)
In Patent Document 4 (Japanese Patent Application Laid-Open No. 2012-173462), the pressure roller temperature is not controlled. Therefore, even if the temperature of the heating region of the heating roller can be controlled as intended, the fixing depends on the image pattern. An offset or the like may occur.

これに対して本発明の前記実施形態では、印刷画像の主走査方向の画像パターンの切り替えに応じて、非画像領域の加熱温度を制御し、加圧ローラの温度を制御する。これにより、低コストと省エネルギー性を維持しつつ、デジタル式加熱定着装置を用いて、いかなる画像パターンを印刷しても、定着性にムラのない良好な画像出力を行うことができる。   On the other hand, in the embodiment of the present invention, the heating temperature of the non-image area is controlled and the temperature of the pressure roller is controlled according to the switching of the image pattern in the main scanning direction of the print image. As a result, while maintaining low cost and energy saving, a good image output with no unevenness in fixability can be performed regardless of the image pattern printed using the digital heat fixing device.

また前記特許文献5(特開2012−103672号公報)は、定着後用紙温度を一定にするために、加熱ローラの温度を変化させているため、加圧ローラの温度が変動する。定着オフセットは加圧ローラ温度に依存して発生し、また、用紙光沢度はトナーと接する加熱ローラ温度に依存する。このため、用紙温度が一定でも、定着オフセットが発生したり、光沢ムラなどが発生したりする場合がある。   In Patent Document 5 (Japanese Patent Laid-Open No. 2012-103672), the temperature of the pressure roller fluctuates because the temperature of the heating roller is changed in order to keep the post-fixing sheet temperature constant. The fixing offset occurs depending on the pressure roller temperature, and the paper glossiness depends on the temperature of the heating roller in contact with the toner. For this reason, even when the paper temperature is constant, fixing offset or gloss unevenness may occur.

これに対して本発明の実施形態では、加熱ローラの温度を通常の温度センサを用いて制御することに加えて、非画像領域の加熱温度を制御し、加圧ローラの温度も制御する。これにより、低コストと省エネルギー性を維持しつつ、デジタル式加熱定着装置を用いて、いかなる画像パターンを印刷しても、定着オフセットや光沢ムラ等のない良好な画像出力を行うことができる。   On the other hand, in the embodiment of the present invention, in addition to controlling the temperature of the heating roller using a normal temperature sensor, the heating temperature of the non-image area is controlled, and the temperature of the pressure roller is also controlled. Thereby, while maintaining low cost and energy saving, any image pattern can be printed using the digital heating and fixing device, and good image output without fixing offset or gloss unevenness can be performed.

また、特許文献6(特開2003−280449号公報)のように、加熱領域となる画像部分が定着ローラに到達するのに時間的に先行して加圧ローラの加熱手段(補助ヒータ114〜116)を制御することも提案されている。しかし、補助ヒータを使用するとコストアップになるし、省エネルギー性も損なわれる。   Further, as in Patent Document 6 (Japanese Patent Laid-Open No. 2003-280449), the heating means (auxiliary heaters 114 to 116) of the pressure roller precedes in time before the image portion that becomes the heating region reaches the fixing roller. ) Has also been proposed. However, the use of an auxiliary heater increases the cost and also reduces energy savings.

本発明の実施形態では定着ローラの加熱手段を主走査方向に複数分割し(サーマルヒータ156)、画像領域と非画像領域のうち加熱が必要な画像領域のみを加熱するようにしているので、低コスト化を図り省エネルギー性を高めることができる。   In the embodiment of the present invention, the heating means of the fixing roller is divided into a plurality of parts in the main scanning direction (thermal heater 156), and only the image area that needs to be heated out of the image area and the non-image area is heated. Cost saving and energy saving can be improved.

(実施例2)
図15に本発明の実施例2の定着装置の動作のフローチャートを示す。このフローチャートの初めに印刷ジョブを受ける(S0)と、複数枚の印刷画像データから、連続非画像領域が存在するかどうかを判断する(S1)。連続非画像領域が存在しない場合は、非画像領域の温度はT2に設定する(S2)。
(Example 2)
FIG. 15 shows a flowchart of the operation of the fixing device according to the second embodiment of the present invention. When a print job is received at the beginning of this flowchart (S0), it is determined whether or not there is a continuous non-image area from a plurality of print image data (S1). If there is no continuous non-image area, the temperature of the non-image area is set to T2 (S2).

一方、連続非画像領域が存在する場合は、その後に画像領域の開始があるかどうかを判断する(S3)。 画像領域の開始が無い場合は、電源140をオフにして連続非画像領域はジョブ全体にわたり加熱しない(S4)。   On the other hand, if there is a continuous non-image area, it is determined whether there is a start of the image area thereafter (S3). If the image area does not start, the power supply 140 is turned off and the continuous non-image area is not heated throughout the job (S4).

一方、画像領域の開始がある場合は、連続非画像領域のある印刷枚数と用紙サイズから、画像切り替え時の加圧ローラの温度を算出(予測)する(S5)。加圧ローラの現在の温度は、例えば図20の温度センサ157で検知することができるので、当該温度を基準として、前記印刷枚数と用紙サイズから用紙に奪われる熱量を計算することで、画像切り替え時の加圧ローラの温度を算出(予測)することができる。   On the other hand, if there is an image area start, the temperature of the pressure roller at the time of image switching is calculated (predicted) from the number of printed sheets having a continuous non-image area and the paper size (S5). Since the current temperature of the pressure roller can be detected by, for example, the temperature sensor 157 in FIG. 20, the image switching is performed by calculating the amount of heat taken by the sheet from the number of printed sheets and the sheet size on the basis of the temperature. It is possible to calculate (predict) the temperature of the pressure roller at the time.

次に、当該加圧ローラ温度から、画像領域開始前の非画像領域の加熱必要枚数Δs(又は加熱必要時間=u×Δs/V)を算出する(S6)。Vは用紙搬送速度、uは搬送方向の用紙長さである。   Next, the required heating number Δs (or required heating time = u × Δs / V) of the non-image area before the start of the image area is calculated from the pressure roller temperature (S6). V is the sheet conveying speed, and u is the sheet length in the conveying direction.

その際に、用紙の種類や温度で加熱必要枚数Δsを補正しても良い。以上の判断と計算が終了した後に、印刷を開始する(S8)。なお、印刷画像データに複数の異なる連続非画像領域がある場合は、連続非画像領域毎に、S1〜S7のフローを行う。   At that time, the required heating number Δs may be corrected by the type and temperature of the paper. After the above determination and calculation are completed, printing is started (S8). If there are a plurality of different continuous non-image areas in the print image data, the flow of S1 to S7 is performed for each continuous non-image area.

図16に、実施例1の動作を実施した場合の、図10のヒータB部の位置に対応する加圧ローラの温度の推移を示す。温度が低下している最中の到達印刷枚数s1と、温度が用紙温度に収束した後の到達印刷枚数s2の2通りの温度推移を示す。   FIG. 16 shows the transition of the temperature of the pressure roller corresponding to the position of the heater B in FIG. 10 when the operation of the first embodiment is performed. Two temperature transitions are shown, the reached number of printed sheets s1 while the temperature is decreasing and the reached number of printed sheets s2 after the temperature has converged to the sheet temperature.

連続非画像領域(ヒータB部)の加圧ローラ温度は、図16の実線のように推移する。これに対して、到達印刷枚数s1、s2のそれぞれΔs1枚、Δs2枚だけ早くから加熱領域の電力を最大にすれば、斜め破線で示すように加圧ローラ温度が上昇する。従って、到達印刷枚数s1、s2の時点で、T(cold)よりも充分に高く設定されている印刷開始前の制御目標温度Tsと同等の温度まで上昇させることが出来る。   The pressure roller temperature in the continuous non-image area (heater B portion) changes as shown by the solid line in FIG. On the other hand, if the power in the heating area is maximized from Δs1 and Δs2 earlier than the reached number of printed sheets s1 and s2, respectively, the pressure roller temperature rises as shown by the oblique broken line. Therefore, at the time of the reached number of printed sheets s1, s2, the temperature can be raised to a temperature equivalent to the control target temperature Ts before the start of printing, which is set sufficiently higher than T (cold).

この時の加熱領域の電力は、加熱ローラ、加圧ローラや印刷用紙にダメージを与えない最大値により決定される。加圧ローラ温度は加熱領域の電力と時間の積(電力量)で決まり、時間が短いほど熱エネルギーの損失は小さい。このため、加熱領域の電力を最大にしたほうが省エネルギー性に優位である。   The power of the heating area at this time is determined by the maximum value that does not damage the heating roller, the pressure roller, and the printing paper. The pressure roller temperature is determined by the product (power amount) of power and time in the heating region, and the shorter the time, the smaller the heat energy loss. For this reason, it is more advantageous for energy saving to maximize the power in the heating region.

ここで、加熱必要枚数Δsと加圧ローラ温度Tとの関係を導くため、以下のように表す。
T:印刷枚数sでの加圧ローラ温度
Ts:印刷開始前の制御目標温度(> T(cold))
M:加圧ローラの質量
C:加圧ローラの比熱
W:加熱領域の電力
V:用紙搬送速度
u:用紙サイズ(搬送方向の長さ)
Here, in order to derive the relationship between the required number of sheets Δs and the pressure roller temperature T, the following is expressed.
T: Pressure roller temperature at the number of printed sheets s Ts: Control target temperature before starting printing (> T (cold))
M: Mass of the pressure roller C: Specific heat of the pressure roller W: Power in the heating area V: Paper transport speed u: Paper size (length in the transport direction)

そして、加熱領域に与えられた電力は、用紙によって奪われた熱量を回復させるためにのみ使用されるものとする。また、加圧ローラ温度は、加熱領域に与えられた電力によって直線的に増加するものとする。   The power applied to the heating area is used only to recover the amount of heat taken away by the paper. Also, the pressure roller temperature is assumed to increase linearly with the electric power applied to the heating area.

熱量保存の法則より、W×u×Δs/V= M×C×(Ts−T)の等式が成り立つ。
従って、加熱必要枚数Δsは、図17に示すように加圧ローラ温度Tに反比例する。
よって、加圧ローラの温度Tと加熱必要枚数Δsとの関係は、図17のようになる。
From the law of conservation of heat, the equation W × u × Δs / V = M × C × (Ts−T) holds.
Therefore, the required number of sheets Δs is inversely proportional to the pressure roller temperature T as shown in FIG.
Therefore, the relationship between the temperature T of the pressure roller and the required number of sheets Δs is as shown in FIG.

なお、加圧ローラ温度推移は、通紙する用紙の熱容量や、給紙時の用紙温度等にも依存して変化する。このため、画像切り替え前の非画像領域の加熱必要枚数Δsは、画像パターンの切り替え前に出力される同一画像パターンの枚数及びサイズのみでなく、用紙種類や用紙温度で補正した方が、用紙切り替え後の用紙温度がより制御目標温度Tsに近づく。   The pressure roller temperature transition changes depending on the heat capacity of the paper to be passed, the paper temperature at the time of paper feeding, and the like. For this reason, the required number of sheets Δs for heating in the non-image area before the image switching is not only the number and size of the same image pattern output before the image pattern switching, but is also corrected by the paper type and the paper temperature. The subsequent paper temperature is closer to the control target temperature Ts.

最後に、加圧ローラ温度推移の予測や補正の方法については、実験で得られた様々な条件で取得された複数の実測の加圧ローラ温度データを元にしても良いし、熱伝導方程式等を用いたシミュレーション結果をもとにした予測や補正を行っても良い。   Finally, the method of predicting and correcting the pressure roller temperature transition may be based on a plurality of actually measured pressure roller temperature data obtained under various conditions obtained through experiments, a heat conduction equation, etc. You may perform prediction and correction | amendment based on the simulation result using.

一例として、用紙の熱容量を大小異ならせた場合の加圧ローラ温度データを図18に示す。用紙温度が一定の場合、加圧ローラ温度は用紙熱容量が大きいほど早期に用紙温度に収束する傾向がある。よって、印刷枚数が少なく、用紙温度に収束していない場合のΔs=Δs1は大きくなり(Δs1’>Δs1)、用紙温度に収束した場合のΔs=Δs2は変わらない(Δs2’=Δs2)。   As an example, FIG. 18 shows pressure roller temperature data when the heat capacities of the sheets are varied. When the paper temperature is constant, the pressure roller temperature tends to converge to the paper temperature earlier as the paper heat capacity increases. Therefore, Δs = Δs1 increases when the number of printed sheets is small and the paper temperature does not converge (Δs1 ′> Δs1), and Δs = Δs2 when the paper temperature converges does not change (Δs2 ′ = Δs2).

また、用紙温度を高低異ならせた場合の加圧温度データを図19に示す。用紙の熱容量が一定の場合、印刷枚数によらずに、加圧ローラ温度は用紙温度が低いほどΔsは大きくなる(Δs1’>Δs1、Δs2’>Δs2)。   Further, FIG. 19 shows pressurization temperature data when the paper temperature is varied. When the heat capacity of the paper is constant, regardless of the number of printed sheets, the pressure roller temperature becomes larger as the paper temperature is lower (Δs1 ′> Δs1, Δs2 ′> Δs2).

前記方法を実施することで、画像パターン切り替え時の加圧ローラ温度が制御目標温度Tsの場合には、画像パターン切り替え後の印刷画像にコールドオフセット及び光沢ムラの発生が無いことが確認できた。   By performing the above method, it was confirmed that when the pressure roller temperature at the time of image pattern switching is the control target temperature Ts, there is no occurrence of cold offset and gloss unevenness in the printed image after the image pattern switching.

なお、前記の説明は、説明の都合上、加熱手段の加熱のタイミングを画像領域開始前の印刷動作中としているが、実施例2はこれに限定しない。具体的には、実施例4及び5で後述する。   In the above description, for convenience of description, the heating timing of the heating unit is assumed to be during the printing operation before the start of the image area, but the second embodiment is not limited to this. Specifically, it will be described later in Examples 4 and 5.

(実施例3)
実施例2の方法(図15参照)は、連続非画像領域のある印刷枚数と用紙サイズから、画像切り替え前の非画像領域の加熱必要枚数Δsを算出する。しかし、用紙種類や用紙温度の条件によっては、加圧ローラ温度を制御目標温度Tsに制御できずに、印刷画像にコールドオフセットや光沢ムラが発生してしまう可能性がある。
(Example 3)
In the method of the second embodiment (see FIG. 15), the heating required number Δs of the non-image area before the image switching is calculated from the number of printed sheets having the continuous non-image area and the paper size. However, depending on the paper type and paper temperature conditions, the pressure roller temperature cannot be controlled to the control target temperature Ts, and a cold offset or uneven gloss may occur in the printed image.

すなわち、前述のように、加圧ローラ温度推移は、続非画像領域のある印刷枚数と用紙サイズのみでなく、通紙する用紙の熱容量や給紙時の用紙温度(又は環境温度)に依存して変化する。このため、用紙種類や用紙温度の条件が大きく変化する場合は、画像切り替え前の非画像領域の加熱必要枚数Δsを、用紙種類や用紙温度で補正するのが望ましい。   In other words, as described above, the pressure roller temperature transition depends not only on the number of printed sheets and paper size having a continuous non-image area, but also on the heat capacity of the paper to be passed and the paper temperature (or environmental temperature) at the time of paper feeding. Change. For this reason, when the paper type and paper temperature conditions change greatly, it is desirable to correct the required heating number Δs of the non-image area before the image switching by the paper type and paper temperature.

さらに、例え用紙種類や用紙温度で補正を行ったとしても、用紙のその他の様々な条件や定着装置の状態、さらには通紙履歴に応じて、精度良く補正することが困難な場合がある。   Furthermore, even if correction is performed based on the paper type and the paper temperature, it may be difficult to correct with high accuracy according to various other conditions of the paper, the state of the fixing device, and the paper passing history.

この課題に対して、図20、図21に示すように、左右の用紙余白部に相当する加圧ローラ温度を検知する温度センサ157を加圧ローラ130に設置し、定着ニップ部SNにおける用紙通紙時の左側又は右側の用紙余白部の温度を測定する。そして当該温度データを、電源140からサーマルヒータ156に供給する電力にフィードバックすることで前記補正精度を向上させることができる。   To address this problem, as shown in FIGS. 20 and 21, a temperature sensor 157 for detecting the pressure roller temperature corresponding to the left and right paper margins is installed in the pressure roller 130, and the paper passage in the fixing nip portion SN is performed. Measure the temperature of the paper margin on the left or right side of the paper. Then, the correction accuracy can be improved by feeding back the temperature data to the power supplied from the power source 140 to the thermal heater 156.

左右の用紙余白部(図21の温度検知部)を検知するのは、連続非画像領域と同じ、常に画像が存在せず、ヒータで加熱されない領域の温度を測定するためである。なお、図21では用紙搬送方向に向かって左側を温度検知部としているが、右側又は左右両側を温度検知部としても良い。   The reason why the left and right paper margins (temperature detection unit in FIG. 21) are detected is to measure the temperature of the area where the image is not always present and is not heated by the heater, as in the continuous non-image area. In FIG. 21, the temperature detection unit is on the left side in the paper conveyance direction, but the right or left and right sides may be temperature detection units.

図22に前記実施例3の定着装置の動作のフローチャートを示す。このフローチャートの初めで印刷を開始する(S8)と、左右の用紙余白部の加圧ローラ温度(=非画像領域の加圧ローラ温度)を検知する(S9)。   FIG. 22 shows a flowchart of the operation of the fixing device according to the third embodiment. When printing is started at the beginning of this flowchart (S8), the pressure roller temperature of the left and right paper margins (= pressure roller temperature of the non-image area) is detected (S9).

次に、この温度(=実温度)が予測温度と比較して低いかどうかを比較する(S10)。低い場合は、実温度が予測温度と等しくなるまで加熱する(S11)。低くない場合は加熱を行わずに印刷を継続する。   Next, it is compared whether or not this temperature (= actual temperature) is lower than the predicted temperature (S10). When the temperature is low, heating is performed until the actual temperature becomes equal to the predicted temperature (S11). If it is not low, printing is continued without heating.

印刷枚数=s−Δs(画像切り替え)になると(S12)、ヒータを最大電力で加熱する(S13)。そして印刷枚数=sで印刷画像を切り替え、全ての印刷画像データを印刷して、印刷終了となる(S15)。   When the number of printed sheets = s−Δs (image switching) (S12), the heater is heated with the maximum power (S13). Then, the print image is switched when the number of prints = s, all the print image data is printed, and the printing is completed (S15).

なお、印刷画像データに複数の異なる連続非画像領域がある場合は、連続非画像領域毎に、S9〜S14のフローを行う。   When there are a plurality of different continuous non-image areas in the print image data, the flow of S9 to S14 is performed for each continuous non-image area.

前記方法を実施することで、画像パターン切り替え時の加圧ローラ温度を制御目標温度Ts以上に維持することができ、画像パターン切り替え後の印刷画像にコールドオフセット及び光沢ムラの発生が無いことが確認できた。   By carrying out the above method, it is possible to maintain the pressure roller temperature at the time of image pattern switching at the control target temperature Ts or higher, and confirm that there is no occurrence of cold offset and gloss unevenness in the printed image after the image pattern switching. did it.

(実施例4)
実施例4の定着装置による非画像領域の加熱のタイミングは、画像領域開始前の必要印刷枚数Δs枚に渡って、用紙印刷中に加熱領域を加熱する。これにより、画像領域の開始前の画像印刷中に、次画像の画像領域に対応する加熱ローラを予備加熱することで、ダウンタイムを発生することなく、定着オフセットや光沢ムラのない良好な画像出力を行うことができる。
Example 4
The heating timing of the non-image area by the fixing device according to the fourth embodiment is such that the heating area is heated during paper printing over the necessary number of prints Δs before the start of the image area. As a result, during the image printing before the start of the image area, the heating roller corresponding to the image area of the next image is preheated, so that a good image output without fixing offset and gloss unevenness can be achieved without causing downtime. It can be performed.

(実施例5)
実施例5の定着装置による非画像領域の加熱のタイミングは、画像領域開始の直前に、用紙の印刷(通紙)を止めて、一定時間、加熱ローラと加圧ローラを回転させながら加熱領域を加熱する。
(Example 5)
The heating timing of the non-image area by the fixing device according to the fifth exemplary embodiment is as follows. Immediately before the start of the image area, the printing (passing) of the paper is stopped and the heating area and the pressure roller are rotated for a predetermined time. Heat.

この方が用紙によって奪われる熱量が無いため、加圧ローラの加熱効率が高くなる。従って、加熱手段に加える電力が少なくてすみ、また加熱時間(加熱必要枚数Δsに対応する)が短くてすむ。   Since there is no amount of heat taken away by the sheet, the heating efficiency of the pressure roller is increased. Therefore, less power is applied to the heating means, and the heating time (corresponding to the required number of sheets Δs) can be shortened.

(実施例6)
トナーの用紙への定着性は、画像情報により大きく異なる。このため、制御目標温度Tsが画像情報により異なる。ここで、画像情報とは、解像度(600dpi、1200dpi等)、ディザ(文字部、写真部)、印刷モード(モノクロ、フルカラー)、画像面積率(トナー付着量)等である。
(Example 6)
The fixability of toner on paper varies greatly depending on the image information. For this reason, the control target temperature Ts differs depending on the image information. Here, the image information includes resolution (600 dpi, 1200 dpi, etc.), dither (character portion, photo portion), print mode (monochrome, full color), image area ratio (toner adhesion amount), and the like.

図23は、このような画像情報に対して、制御目標温度Tsを3通りに設定した例を示す。すなわち、制御目標温度Tsとして:
・通常定着温度(Normal)、
・通常定着温度よりも所定温度(例えば3度)低い第1低定着温度(Level1)、
・第1低定着温度よりもさらに所定温度(例えば5度)低い第2低定着温度(Level2)
(通常定着温度よりも8度低い温度)
FIG. 23 shows an example in which three control target temperatures Ts are set for such image information. That is, as the control target temperature Ts:
・ Normal fixing temperature (Normal),
A first low fixing temperature (Level 1) lower than a normal fixing temperature by a predetermined temperature (eg, 3 degrees),
A second low fixing temperature (Level 2) that is lower than the first low fixing temperature by a predetermined temperature (for example, 5 degrees).
(Temperature is 8 degrees lower than normal fixing temperature)

以上3つの温度を設定する。そして当該画像情報を温度データベース(制御目標温度テーブル)として図4のROM81に格納する。   The above three temperatures are set. The image information is stored in the ROM 81 of FIG. 4 as a temperature database (control target temperature table).

画像切り替え後の画像に対して、あらかじめ用紙種類やマシンの環境等から、設定されている制御目標温度Tsをテーブル補正しておくことで、画像品質を維持しつつ、さらなる省エネルギー化を行うことができる。定着ローラ128の周方向で制御目標温度Tsが異なる場合は、最も高い制御目標温度Tsを主走査方向毎に設定すればよい。   For the image after the image switching, the set control target temperature Ts is corrected in advance from the paper type, machine environment, etc., so that further energy saving can be performed while maintaining the image quality. it can. When the control target temperature Ts differs in the circumferential direction of the fixing roller 128, the highest control target temperature Ts may be set for each main scanning direction.

具体的には、図15のS6でのΔsの計算に、テーブル補正された制御目標温度Tsを用いることができる。なお、制御目標温度Tsの画像情報による補正方法については、前記テーブル補正のみに限定されるものではない。   Specifically, the table-corrected control target temperature Ts can be used for calculating Δs in S6 of FIG. Note that the correction method using the image information of the control target temperature Ts is not limited to the table correction.

1Y,1M,1C,1K:画像形成ユニット
2Y,2M,2C,2K:感光体ユニット
3Y,3M,3C,3K:感光体ドラム
4Y,4M,4C,4K:ドラムクリーニング装置
5Y,5M,5C,5K:帯電装置
6Y,6M,6C,6K:帯電ローラ
7Y,7M,7C,7K:現像ユニット
8Y:第1の搬送スクリュ 9Y:第1の現像剤循環搬送通路
10Y:トナー濃度センサ 11Y:第2の搬送スクリュ
12Y:現像ローラ 13Y:ドクターブレード
14Y:第2の現像剤循環搬送通路
15Y:現像スリーブ 16Y:マグネットローラ
17Y:除電装置 19Y,19M,19C,19K:トナーカートリッジ
20:光書込装置 21:ポリゴンミラー
28:定着ローラ 31:第1給紙カセット
31a:第1給紙ローラ 32:第2給紙カセット
32a:第2給紙ローラ 33:給紙路
34:搬送ローラ対 35:タイミングローラ対
40:転写装置 41:中間転写ベルト
42:ベルトクリーニングユニット 42a:クリーニングブレード
43:第1ブラケット 44:第2ブラケット
45:1次転写ローラ 45C:1次転写ローラ
45K:1次転写ローラ 45M:1次転写ローラ
45Y:1次転写ローラ 46:2次転写バックアップローラ
47:駆動ローラ 48:補助ローラ
49:テンションローラ 50:2次転写ローラ
60,60A,60B:定着装置 62:定着ベルトユニット
63a:熱源 64:定着ベルト
65:テンションローラ 66:駆動ローラ
67:排紙ローラ対 68:スタック部
71:サーミスタ 72:温度センサ
80:制御手段 81:ROM
100:プリンタ 101Y:分散マグ
128:定着ローラ 128a:芯金
128b:断熱層 128c:良熱伝導層
130:加圧ローラ 130a:芯金
130b:弾性層 134:サーミスタ
136:サーミスタ 138:定着ベルト
138a:基体 138b:弾性層
138c:離型層 140:電源
142:加熱制御手段 156:サーマルヒータ
157:温度センサ 160:押圧部材
161:支持部材 A,B:ヒータ
L:レーザ光 PW1,PW2:供給電力
Pa:用紙 SN:定着ニップ部
T:加圧ローラ温度 Ts:制御目標温度
1Y, 1M, 1C, 1K: image forming units 2Y, 2M, 2C, 2K: photoconductor units 3Y, 3M, 3C, 3K: photoconductor drums 4Y, 4M, 4C, 4K: drum cleaning devices 5Y, 5M, 5C, 5K: charging devices 6Y, 6M, 6C, 6K: charging rollers 7Y, 7M, 7C, 7K: developing unit 8Y: first conveying screw 9Y: first developer circulation conveying path 10Y: toner concentration sensor 11Y: second Conveying screw 12Y: developing roller 13Y: doctor blade 14Y: second developer circulation conveying path 15Y: developing sleeve 16Y: magnet roller 17Y: static eliminator 19Y, 19M, 19C, 19K: toner cartridge 20: optical writing device 21 : Polygon mirror 28: Fixing roller 31: First paper feed cassette 31 a: First paper feed roller 32: Second paper feed cassette 32 a: Second Paper roller 33: Paper feed path 34: Transport roller pair 35: Timing roller pair 40: Transfer device 41: Intermediate transfer belt 42: Belt cleaning unit 42a: Cleaning blade 43: First bracket 44: Second bracket 45: Primary transfer Roller 45C: Primary transfer roller 45K: Primary transfer roller 45M: Primary transfer roller 45Y: Primary transfer roller 46: Secondary transfer backup roller 47: Drive roller 48: Auxiliary roller 49: Tension roller 50: Secondary transfer roller 60, 60A, 60B: fixing device 62: fixing belt unit 63a: heat source 64: fixing belt 65: tension roller 66: drive roller 67: paper discharge roller pair 68: stack unit 71: thermistor 72: temperature sensor 80: control means 81 : ROM
DESCRIPTION OF SYMBOLS 100: Printer 101Y: Dispersion mug 128: Fixing roller 128a: Core metal 128b: Heat insulation layer 128c: Good heat conductive layer 130: Pressure roller 130a: Core metal 130b: Elastic layer 134: Thermistor 136: Thermistor 138: Fixing belt 138a: Base 138b: Elastic layer 138c: Release layer 140: Power supply 142: Heating control means 156: Thermal heater 157: Temperature sensor 160: Pressing member 161: Support member A, B: Heater L: Laser light PW1, PW2: Supply power Pa : Paper SN: Fixing nip T: Pressure roller temperature Ts: Control target temperature

特開平6−95540号公報JP-A-6-95540 特開2005−181946号公報JP 2005-181946 A 特開2001−343860号公報JP 2001-343860 A 特開2012−173462号公報JP 2012-173462 A 特開2012−103672号公報JP 2012-103672 A 特開2003−280449号公報JP 2003-280449 A

Claims (7)

搬送手段によって搬送されるシート状の記録媒体の画像領域に担持された未定着画像に接触して回転する定着部材と、該定着部材との間で定着ニップ部を形成する加圧部材と、前記定着部材を加熱する加熱手段と、該加熱手段を制御する加熱制御手段とを有し、前記記録媒体を前記定着ニップ部に通すことにより前記記録媒体の前記画像領域に対して前記未定着画像の定着を行う定着装置であって、
前記加熱手段は、前記記録媒体の搬送方向と直交する前記定着部材の長手方向に複数分割された加熱領域を有し、前記加熱制御手段は、前記未定着画像が前記記録媒体上に形成される位置に関する情報に応じて、前記加熱領域毎に独立して前記定着部材の温度を制御すると共に、前記記録媒体の前記画像領域が形成されていない非画像領域の加熱温度を前記画像領域に対応した制御温度より低く制御し、かつ、前記加熱領域毎の前記非画像領域の割合に応じて、前記画像領域の定着開始よりも前記加圧部材の所定回転数前に、前記非画像領域に対応する前記加熱領域の加熱温度を昇温制御することを特徴とする定着装置。
A fixing member that rotates in contact with an unfixed image carried on an image area of a sheet-like recording medium conveyed by a conveying unit, a pressure member that forms a fixing nip portion with the fixing member, and A heating unit that heats the fixing member; and a heating control unit that controls the heating unit. By passing the recording medium through the fixing nip portion, the unfixed image is formed on the image area of the recording medium. A fixing device for fixing;
The heating unit has a heating region divided into a plurality of longitudinal directions of the fixing member perpendicular to the conveyance direction of the recording medium, and the heating control unit forms the unfixed image on the recording medium. According to the position information, the temperature of the fixing member is controlled independently for each heating area, and the heating temperature of the non-image area of the recording medium where the image area is not formed corresponds to the image area. Corresponding to the non-image area before the start of fixing of the image area, according to the ratio of the non-image area for each heating area, and lower than the control temperature. A fixing device, wherein the heating temperature of the heating region is controlled to increase.
前記加熱制御手段は、前記画像領域の定着開始前に出力される前記非画像領域を有する画像の枚数及びサイズから算出された平均の前記非画像領域の割合に応じて、当該非画像領域に対応する前記加熱領域の加熱温度を昇温制御することを特徴とする請求項1に記載の定着装置。   The heating control unit corresponds to the non-image area according to an average ratio of the non-image area calculated from the number and size of images having the non-image area output before the start of fixing of the image area. The fixing device according to claim 1, wherein the heating temperature of the heating area is controlled to be increased. 前記加圧部材の温度を検知する温度検知手段を備え、
前記加熱制御手段が、前記温度検知手段により得られた、印刷時の前記非画像領域に対応する前記加圧部材の温度に応じて、前記非画像領域に対応する前記加熱領域の加熱温度を昇温制御することを特徴とする請求項1から2のいずれか1項に記載の定着装置。
Temperature detecting means for detecting the temperature of the pressure member,
The heating control means increases the heating temperature of the heating area corresponding to the non-image area according to the temperature of the pressure member corresponding to the non-image area at the time of printing obtained by the temperature detection means. The fixing device according to claim 1, wherein the temperature is controlled.
前記加熱制御手段が、前記非画像領域に対応する前記加熱領域の加熱温度を昇温制御するため、前記画像領域の定着開始よりも前記加圧部材の所定回転数前の画像印刷中に、前記非画像領域に対応する前記加熱領域を加熱することを特徴とする、請求項1から3のいずれか1項に記載の定着装置。   Since the heating control means controls the heating temperature of the heating area corresponding to the non-image area to be increased, during the image printing before the predetermined rotation speed of the pressure member from the start of fixing of the image area, The fixing device according to claim 1, wherein the heating area corresponding to the non-image area is heated. 前記加熱制御手段が、前記非画像領域に対応する前記加熱領域の加熱温度を昇温制御するため、前記画像領域の定着開始よりも前記加圧部材の所定回転数前に、用紙を通紙せずに一定時間、前記定着部材と前記加圧部材を回転させながら、前記非画像領域に対応する前記加熱領域を加熱することを特徴とする、請求項1から3のいずれか1項に記載の定着装置。   In order for the heating control means to control the heating temperature of the heating area corresponding to the non-image area to be raised, the sheet is passed before the predetermined number of rotations of the pressure member before the start of fixing of the image area. 4. The heating area corresponding to the non-image area is heated while rotating the fixing member and the pressure member for a certain period of time. Fixing device. 前記加熱制御手段が、前記画像領域の定着開始後に出力される印刷画像の画像情報に応じて、前記非画像領域に対応する前記加熱領域の加熱温度を補正しつつ昇温制御することを特徴とする、請求項1から5のいずれか1項に記載の定着装置。   The heating control unit performs temperature increase control while correcting the heating temperature of the heating area corresponding to the non-image area according to image information of a print image output after the start of fixing of the image area. The fixing device according to any one of claims 1 to 5. 請求項1〜6のいずれか1項に記載の定着装置を備えたことを特徴とする画像形成装置。   An image forming apparatus comprising the fixing device according to claim 1.
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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2018004940A (en) * 2016-07-01 2018-01-11 キヤノン株式会社 Image heating device and image forming apparatus
JP2018004943A (en) * 2016-07-01 2018-01-11 キヤノン株式会社 Image forming apparatus and image heating device
US10901349B2 (en) 2016-07-01 2021-01-26 Canon Kabushiki Kaisha Image forming apparatus and image heating apparatus for controlling a heat generating quantity of a plurality of heating elements
US11448987B2 (en) 2020-03-31 2022-09-20 Canon Kabushiki Kaisha Image forming apparatus

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH103232A (en) * 1996-06-17 1998-01-06 Sharp Corp Fixing roller controller for image forming device
JP2001343860A (en) * 2000-03-31 2001-12-14 Ricoh Co Ltd Fixing device and image forming device
JP2008281762A (en) * 2007-05-10 2008-11-20 Konica Minolta Business Technologies Inc Fixing device and image forming apparatus
JP2012173462A (en) * 2011-02-21 2012-09-10 Ricoh Co Ltd Image forming apparatus, image forming control method, image forming control program and recording medium for the program

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH103232A (en) * 1996-06-17 1998-01-06 Sharp Corp Fixing roller controller for image forming device
JP2001343860A (en) * 2000-03-31 2001-12-14 Ricoh Co Ltd Fixing device and image forming device
JP2008281762A (en) * 2007-05-10 2008-11-20 Konica Minolta Business Technologies Inc Fixing device and image forming apparatus
JP2012173462A (en) * 2011-02-21 2012-09-10 Ricoh Co Ltd Image forming apparatus, image forming control method, image forming control program and recording medium for the program

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2018004940A (en) * 2016-07-01 2018-01-11 キヤノン株式会社 Image heating device and image forming apparatus
JP2018004943A (en) * 2016-07-01 2018-01-11 キヤノン株式会社 Image forming apparatus and image heating device
US10901349B2 (en) 2016-07-01 2021-01-26 Canon Kabushiki Kaisha Image forming apparatus and image heating apparatus for controlling a heat generating quantity of a plurality of heating elements
US11448986B2 (en) 2016-07-01 2022-09-20 Canon Kabushiki Kaisha Image forming apparatus and image heating apparatus
US11448987B2 (en) 2020-03-31 2022-09-20 Canon Kabushiki Kaisha Image forming apparatus

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