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JP2006039027A - Image forming apparatus - Google Patents

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JP2006039027A
JP2006039027A JP2004215739A JP2004215739A JP2006039027A JP 2006039027 A JP2006039027 A JP 2006039027A JP 2004215739 A JP2004215739 A JP 2004215739A JP 2004215739 A JP2004215739 A JP 2004215739A JP 2006039027 A JP2006039027 A JP 2006039027A
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JP
Japan
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heater
temperature
power
target temperature
fixing
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Withdrawn
Application number
JP2004215739A
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Japanese (ja)
Inventor
Eiji Uekawa
英治 植川
Satoru Izawa
悟 伊澤
Akito Kanamori
昭人 金森
Masaki Mochizuki
正貴 望月
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Canon Inc
Original Assignee
Canon Inc
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Publication date
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Abstract

【課題】入力電源電圧が異なっても、ヒータ立ち上げ時に投入するオフセット電力を一定になるように制御し、また目標温度に応じてオフセット電力を変化させることにより、オーバーシュートや電力不足の無い温調制御を提供すること。
【解決手段】ヒータに流れる電流検知回路より、最大許容電流を流す時のヒータ点灯デューティ(限界デューティ)を決定する。限界デューティに所定の掛け率を掛けたデューティによって得られる電力を、PI制御のオフセット電力(I成分)として投入することで、電源電圧によらず常に一定の電力投入が可能となる。また、限界デューティに掛ける掛け率を目標温度に応じて変化させることにより、あらゆる目標温度に対して、オーバーシュートや電力不足の無い良好な温調制御を可能とする。
【選択図】 図1
An object of the present invention is to control the offset power input at the time of starting the heater to be constant even when the input power supply voltage is different, and to change the offset power according to the target temperature, so that there is no overshoot or power shortage. Providing key control.
A heater lighting duty (limit duty) when a maximum allowable current flows is determined from a current detection circuit flowing in the heater. By supplying the power obtained by the duty obtained by multiplying the limit duty by a predetermined multiplication rate as the offset power (I component) of the PI control, it is possible to always supply a constant power regardless of the power supply voltage. Further, by changing the multiplication rate to be applied to the limit duty in accordance with the target temperature, it is possible to perform favorable temperature control without overshoot or power shortage for any target temperature.
[Selection] Figure 1

Description

本発明は、電子写真式や静電記録式等の画像形成手段により、記録材上に形成された未定着画像を加熱定着する加熱定着装置を有する画像形成装置に関する。より詳しくは、その加熱定着装置を安定した定着温度で制御する温度制御方法に関する。   The present invention relates to an image forming apparatus having a heat fixing device that heat-fixes an unfixed image formed on a recording material by image forming means such as an electrophotographic type or an electrostatic recording type. More specifically, the present invention relates to a temperature control method for controlling the heat fixing device at a stable fixing temperature.

従来、電子写真方式を採用する画像形成装置においては、未定着トナー像を担持した記録材を、互いに圧接して回転する定着ローラと加圧ローラとで形成されるニップ部を通過させることにより加熱定着させる、いわゆる熱ローラ方式の加熱定着装置が広く用いられている。また、近年ではスタンバイ時に加熱定着装置に電力を供給せず、消費電力を極力低く抑えたフィルム加熱方式の加熱定着装置が実用化されている。フィルム加熱方式の加熱装置は、例えば特許文献1・特許文献2・特許文献3・特許文献4等に提案されている。   2. Description of the Related Art Conventionally, in an image forming apparatus employing an electrophotographic system, a recording material carrying an unfixed toner image is heated by passing it through a nip formed by a fixing roller and a pressure roller that are pressed against each other and rotated. A so-called heat roller type heat fixing device for fixing is widely used. In recent years, a film heating type heat fixing apparatus has been put into practical use in which power is not supplied to the heat fixing apparatus during standby and power consumption is kept as low as possible. For example, Patent Document 1, Patent Document 2, Patent Document 3, Patent Document 4 and the like have been proposed as a film heating type heating apparatus.

これらの加熱定着装置(以下、定着器と呼ぶ)において、一般的にヒータはトライアック等のスイッチング制御素子を介して交流電源に接続されており、この交流電源により電力が供給される。また、定着器には適所にサーミスタ等の温度検知素子が設けられており、その検知温度情報を基に定着器の温度が目標温度になるように制御される。   In these heat fixing devices (hereinafter referred to as “fixing devices”), a heater is generally connected to an AC power source via a switching control element such as a triac, and power is supplied from this AC power source. Further, the fixing device is provided with a temperature detection element such as a thermistor at an appropriate position, and the temperature of the fixing device is controlled to be a target temperature based on the detected temperature information.

一般的な電気機器類の温度制御方法として、検知温度(実温度)が目標温度より低ければ加熱を行い、高ければ加熱を停止するというオン/オフ制御があるが、このような制御を画像形成装置の定着器に対して行うと、紙が通紙される通紙中と紙間で必要な電力が異なったり、紙種によって熱容量が異なったりする為に、実温度が目標温度に対してオーバーシュートしたり、温度リップルが大きくなったりという欠点があった。そこで一般的にはPI制御(比例(Proportional)+積分(Integral)制御)または、PID制御(比例+積分+微分(Differential)制御)により、ヒータを点灯するデューティ(点灯すべき時間)を決定し、そのデューティに応じてエンジンコントローラがスイッチング素子を波数制御あるいは位相制御によりオンオフすることにより、より精細な温度制御を行っている。   As a general temperature control method for electrical equipment, there is an on / off control in which heating is performed if the detected temperature (actual temperature) is lower than a target temperature, and heating is stopped if the detected temperature is higher than the target temperature. When it is performed on the fixing unit of the device, the actual temperature exceeds the target temperature because the required power differs between the paper passing through and between the papers, and the heat capacity varies depending on the paper type. There were drawbacks such as shooting and increased temperature ripple. Therefore, generally, the duty (time to be lit) for turning on the heater is determined by PI control (proportional + integral control) or PID control (proportional + integral + differential control). The engine controller performs finer temperature control by turning on and off the switching element by wave number control or phase control according to the duty.

ヒータ等の温度制御にPID制御を行う際の一般的な制御式を以下のように示す。
D(t)=D(t-1)+αe(t)+α/TΣe(t)+αT(e(t)−e(t-1))
・・・ 式1
D(t) :次のサイクルでの点灯デューティ
e(t) :現在の目標温度と実温度の温度差
e(t-1) :前回の目標温度と実温度の温度差
α :任意の係数
、T:任意の係数
式1の右辺第二項から順に、比例制御、積分制御、微分制御に対応している。ここでαはデューティの増減量に重み付けを行う為の比例係数であり、Ti、Tdは積分時間および微分時間を示す。定着器の特性に応じて、上述のα、Ti、Tdを設定することで、最適な温度制御を可能にする。
A general control equation for performing PID control for temperature control of a heater or the like is as follows.
D (t) = D (t−1) + αe (t) + α / T i Σe (t) + αT d (e (t) −e (t−1))
... Equation 1
D (t): Lighting duty in the next cycle e (t): Temperature difference between current target temperature and actual temperature e (t-1): Temperature difference between previous target temperature and actual temperature α: Arbitrary coefficient T i , T d : Arbitrary coefficients In order from the second term on the right-hand side of Equation 1, they correspond to proportional control, integral control, and differential control. Here, α is a proportional coefficient for weighting the increase / decrease amount of the duty, and Ti and Td indicate integration time and differentiation time. By setting the above-described α, Ti, and Td according to the characteristics of the fixing device, optimum temperature control is enabled.

定着器の温度制御は、加熱ヒータを室温状態(あるいはスタンバイ状態)から定着目標温度まで立ち上げる為の立ち上げ区間、定着器に記録剤が通過する区間、記録剤が定着器を通過していない区間(紙間)がある。定着器によっては、より精度の高い温度制御を行う為に、それぞれの区間に対して比例係数αや積分時間Ti、微分時間Tdを変化させたり、積分制御や微分制御を場合分けによって改良したり簡略化したりするなどの工夫を行っている場合も多い。   The temperature control of the fixing device includes a start-up section for raising the heater from the room temperature state (or standby state) to the fixing target temperature, a section where the recording material passes through the fixing device, and the recording material does not pass through the fixing device. There is a section (between paper). Depending on the fixing device, in order to perform temperature control with higher accuracy, the proportionality coefficient α, the integration time Ti, and the derivative time Td are changed for each section, or the integral control and the derivative control are improved depending on cases. In many cases, such as simplifying.

例えば、フィルム加熱方式等のクイックスタート性に優れた定着器に最適なPI制御の一例を挙げる。時間tにおける次回の点灯デューティを次のような場合分けによって行っている。   For example, an example of PI control optimal for a fixing device excellent in quick start properties such as a film heating method will be given. The next lighting duty at time t is performed according to the following cases.

D(t)=P(比例制御)成分+I(積分制御)成分 ・・・ 式2
e(t):(目標温度)−(実温度)
P(比例制御)成分:10msec毎に毎回2.5×e(t)パーセント増減する。
I(積分制御)成分:500msec連続してe(t)>0℃なら+2.5パーセント。
連続してe(t)<0℃なら−2.5パーセント。
それ以外のタイミングでは増減無し。
D (t) = P (proportional control) component + I (integral control) component Equation 2
e (t): (Target temperature)-(Actual temperature)
P (proportional control) component: Increases or decreases by 2.5 × e (t) percent every 10 msec.
I (integral control) component: + 2.5% if e (t)> 0 ° C. continuously for 500 msec.
-2.5 percent if e (t) <0 ° C continuously.
There is no increase or decrease at other timings.

このように、加熱定着装置の熱伝導特性に応じて、制御を簡略化している。   Thus, the control is simplified according to the heat conduction characteristics of the heat fixing device.

また特にヒータの立ち上げタイミング(t=0において)に、式2の初期デューティとして固定の点灯デューティをI(積分制御)成分として与える場合が多い。この初期デューティによって与えられる電力を初期オフセット電力と呼ぶ。この初期オフセット電力値に対してP成分、I成分を増減することにより、目標温度に対する追従性を向上させ、またヒータ立ち上がり時間短縮を図ることが可能となる。   In particular, a fixed lighting duty is often given as an I (integral control) component as the initial duty of Equation 2 at the heater start-up timing (at t = 0). The power given by this initial duty is called initial offset power. By increasing / decreasing the P component and the I component with respect to the initial offset power value, it is possible to improve the followability to the target temperature and shorten the heater rise time.

また他方では、プリンタ・複写機の高速化に伴い、記録剤が単位時間に必要とする熱エネルギーは増加する一方である。その為に定着器は従来よりも出力の大きい(=抵抗値の小さい)ヒータを備えている。ヒータの温度制御をサーミスタ等の温度検知素子によって行っている場合、例えば、厚紙など熱エネルギー吸収量の大きい記録剤が通紙された場合、自動的に多くの電力が供給されることになる。しかしながら一方で、ヒータに流れる電流は、安全規格で定められた定格電流を越えることが出来ない。したがって、定格電流を超えないようにヒータに投入できる電力に制限を設ける手段が必要となってくる。このような問題に対して、例えばヒータに流れる電流値を検知する電流検知回路や、商用電源からの入力電圧値を検知する電圧検知をおこない、ヒータに通電するデューティに定格電流を越えないような制限手段を設けることにより、一定以上の電力が入らないようにしている。
特開昭63−313182号公報 特開平2−157878号公報 特開平4−44075号公報 特開平4−204980号公報
On the other hand, as the speed of the printer / copier increases, the thermal energy required for the recording agent per unit time is increasing. For this purpose, the fixing device is provided with a heater having a larger output (= small resistance value) than the conventional one. When the temperature control of the heater is performed by a temperature detection element such as a thermistor, for example, when a recording agent having a large heat energy absorption amount such as cardboard is passed, a large amount of power is automatically supplied. However, on the other hand, the current flowing through the heater cannot exceed the rated current defined by the safety standard. Therefore, a means for limiting the power that can be supplied to the heater so as not to exceed the rated current is required. For such problems, for example, a current detection circuit that detects a current value flowing through the heater or a voltage detection that detects an input voltage value from a commercial power source, and the duty that energizes the heater does not exceed the rated current. By providing the limiting means, the power exceeding a certain level is prevented from entering.
JP-A-63-313182 Japanese Patent Laid-Open No. 2-157878 JP-A-4-44075 JP-A-4-204980

上述した技術的背景をまとめると、プリンタ・複写機等の高速化や、装置の立ち上がり時間短縮といった市場のニーズに対応する為に、定着器はヒータの制御方法についても改善を行ってきた。同時に、従来よりも大きな電力を扱うために、安全面から電力や電流の投入方法を制限しコントロールする手段も必要となってきている。そこで、このような新しい手段を有効に利用しながらも、従来のヒータの制御方法に更なる改善を加えることも新たな課題として挙がってきている。以下に本発明によりクリアすべき課題について述べる。   To summarize the technical background described above, the fixing device has also improved the heater control method in order to respond to market needs such as speeding up printers and copiers and shortening the rise time of the apparatus. At the same time, in order to handle a larger amount of electric power than in the past, a means for limiting and controlling the method of supplying electric power and current is required from the viewpoint of safety. Therefore, it has been raised as a new subject to make further improvements to the conventional heater control method while effectively using such new means. The problems to be solved by the present invention will be described below.

第一の課題として、定着器のヒータ立ち上げ時において、固定の初期点灯デューティにより与えられる電力を初期オフセット電力としてPID制御を行うような場合、次のような欠点がある。   As a first problem, when the PID control is performed using the electric power given by the fixed initial lighting duty as the initial offset power when the heater of the fixing device is started up, there are the following drawbacks.

ヒータに電力供給する交流商用電源は、100V系列であれば85V〜140Vの電源電圧範囲がある。入力電圧に大きな幅があると、初期点灯デューティが固定されていても、実際にヒータに投入される初期オフセット電力は大きく異なる。例えば初期点灯デューティを50%、ヒータの抵抗を10Ωとしたとき、入力電圧が85Vでは、初期オフセット電力は361Wとなる。一方、入力電圧が140Vだと980Wとなり大きく異なる。当然ながら、入力電圧が低ければ、初期オフセット電力投入後にPID制御に移行しても、目標温度への到達には時間がかかったり、記録剤が定着器に到達するタイミングでは目標温度に到達できないまま定着動作に入ることも考えられる。このようなケースでは、定着不良やコールドオフセットなどの画像不良が生じる。また、入力電圧が高ければ、目標温度から大きくオーバーシュートしてしまい、定着画像がホットオフセットしてしまったり、高温異常等の故障と判断されてしまう不具合が発生する。   If the AC commercial power supply for supplying power to the heater is a 100V series, there is a power supply voltage range of 85V to 140V. If the input voltage has a large range, the initial offset power actually supplied to the heater is greatly different even if the initial lighting duty is fixed. For example, when the initial lighting duty is 50% and the heater resistance is 10Ω, the initial offset power is 361 W when the input voltage is 85V. On the other hand, when the input voltage is 140 V, it is 980 W, which is greatly different. Of course, if the input voltage is low, even if the PID control is performed after the initial offset power is turned on, it takes time to reach the target temperature, or the target temperature cannot be reached when the recording material reaches the fixing device. It is also possible to enter the fixing operation. In such a case, image defects such as fixing defects and cold offsets occur. In addition, if the input voltage is high, a large overshoot from the target temperature may occur, resulting in a problem that the fixed image is hot-offset or that a failure such as a high temperature abnormality is determined.

このような問題は、従来のように画像形成装置のスピードが遅ければ、記録剤が定着ニップに搬送されている間に目標温度に復帰することが容易であったが、スピードが速くなると、目標温度に追いつくまでに記録剤の搬送が終わってしまうので制御が追いつかず、画像不良が顕著に現れてしまうことが多い。   Such a problem is that if the speed of the image forming apparatus is low as in the prior art, it is easy to return to the target temperature while the recording material is being conveyed to the fixing nip. Since the conveyance of the recording material is finished before the temperature is caught up, the control cannot catch up and image defects often appear remarkably.

特に、装置が高速化するほど、記録剤が定着ニップに搬送された瞬間に、加熱ヒータの温度が急激に下がる傾向がある。これは、ヒータが目標温度に近くなると、PI制御の働きでデューティが絞られることによるもので、記録剤がニップに入った瞬間に、熱が奪われる為に生じる。この傾向は、特にヒータの点灯デューティのうち、I成分(オフセット電力成分)が占める割合が小さいほど、温度の下がり幅が大きくなる。これらの問題を改善する為に、例えば前回のプリントジョブにおいて、ジョブ終了直前にヒータに投入していたデューティを、次のプリント時において、記録剤がニップに到達する瞬間にオフセット電力として再投入するような電力予測制御を行っている場合も多い。しかしながら、電力予測制御は、例えば前回のプリントジョブと今回のプリントジョブで、紙の種類が異なるような場合、電力の過剰供給や電力不足といった問題が生じる。また、加熱定着装置の温まり具合によっては、前回のジョブを今回のジョブに反映させることは、必ずしも最適ではない場合もある。したがって、本発明に係る第一の課題は、入力電圧が異なるような場合においても、常に最適な初期オフセット電力を与えると共に、電力予測制御等に頼らなくても最適な温調が可能な制御方法を提供することである。   In particular, as the speed of the apparatus increases, the temperature of the heater tends to drop rapidly at the moment when the recording material is conveyed to the fixing nip. This is because the duty is reduced by the PI control when the heater is close to the target temperature, and heat is taken away at the moment when the recording material enters the nip. In particular, the lower the ratio of the I component (offset power component) in the lighting duty of the heater, the greater the temperature drop. In order to improve these problems, for example, in the previous print job, the duty that was input to the heater immediately before the end of the job is reapplied as offset power at the moment when the recording material reaches the nip during the next print. In many cases, such power prediction control is performed. However, in the power prediction control, for example, when the paper type is different between the previous print job and the current print job, problems such as excessive supply of power or power shortage occur. Also, depending on the warming condition of the heat fixing apparatus, it may not always be optimal to reflect the previous job in the current job. Therefore, a first problem according to the present invention is a control method that can always provide an optimal initial offset power even when input voltages are different, and that can perform optimal temperature control without relying on power predictive control or the like. Is to provide.

また、本発明における第二の課題は、従来のPID制御では、ヒータ立ち上げ時の初期点灯デューティは入力電圧によらず、常に一定であることが多い他に、プリント開始時に決定される定着目標温度が異なる場合においても、同じ点灯デューティで立ち上げを行っている点である。近年の画像形成装置は、多種多様な記録材に対して良好な画像形成が可能なように、予め複数のモードを設けている場合が多い。定着器について言えば、例えば厚紙、ラフ紙、普通紙、平滑紙、薄紙といった、熱容量や表面性の異なる記録材に対して、それぞれ最適な定着温度で定着出来るように、複数の異なる目標温度を設定したモードが予め設けてある。また、画像形成装置によっては、記録材のサイズや種類によっては通常スピードの半速で画像形成を行うモードもある。このような半速モードでは、通常スピード時よりも定着目標温度をかなり低く設定している場合が多い。このように、モードによって、目標温度が異なるにもかかわらず、ヒータ立ち上げ時のオフセット電力を等しく設定すれば、目標温度が高い場合は電力不足に、低い場合は電力の過剰供給になる。したがって、本発明の第二の課題は、定着目標温度やプロセススピードが異なる場合においても、常に最適な初期オフセット電力を与える制御を提供することである。   The second problem of the present invention is that, in the conventional PID control, the initial lighting duty when the heater is started up is always constant regardless of the input voltage, and the fixing target determined at the start of printing. Even when the temperatures are different, the start-up is performed with the same lighting duty. In recent years, image forming apparatuses are often provided with a plurality of modes in advance so that a good image can be formed on a wide variety of recording materials. With regard to the fixing device, for example, thick paper, rough paper, plain paper, smooth paper, thin paper, etc., a plurality of different target temperatures are set so that fixing can be performed at optimum fixing temperatures for recording materials having different heat capacities and surface properties. A set mode is provided in advance. Further, depending on the image forming apparatus, there is a mode in which image formation is performed at half the normal speed depending on the size and type of the recording material. In such a half speed mode, the fixing target temperature is often set much lower than that at the normal speed. As described above, even if the target temperature differs depending on the mode, if the offset power at the time of starting the heater is set equal, the power is insufficient when the target temperature is high, and the power is excessively supplied when the target temperature is low. Accordingly, a second problem of the present invention is to provide a control that always provides an optimum initial offset power even when the fixing target temperature and the process speed are different.

本発明は下記の手段構成を特徴とする。   The present invention is characterized by the following means configuration.

(1)加熱ヒータを有する加熱部材と、加圧部材とが互いに圧接して形成される定着ニップ部に、未定着トナー像が保持された記録剤を通過させて加熱定着する画像形成装置は、加熱ヒータに投入する電力を制御する電力制御手段と、加熱ヒータの温度を検知する温度検知手段を有し、記録剤の加熱定着を行う際の定着目標温度に応じて、加熱ヒータの立ち上げ時に投入する電力を変化させることを特徴とする画像形成装置。   (1) An image forming apparatus that heats and fixes a recording material holding an unfixed toner image through a fixing nip portion formed by pressing a heating member having a heater and a pressure member together. There is a power control means for controlling the power supplied to the heater, and a temperature detection means for detecting the temperature of the heater. When the heater is started up according to the fixing target temperature when the recording agent is heated and fixed An image forming apparatus, wherein the power to be input is changed.

(2)前記電力制御手段は、加熱ヒータに流れる電流値を検知する電流検知手段であり、加熱ヒータ立ち上げ時に投入する電力は、定着目標温度に応じて予め設定した電流値に相当するデューティにより決定することを特徴とする(1)に記載の画像形成装置。   (2) The power control means is a current detection means for detecting a current value flowing through the heater, and the electric power supplied when the heater is started up is based on a duty corresponding to a preset current value according to the fixing target temperature. The image forming apparatus according to (1), wherein the image forming apparatus is determined.

(3)前記電力制御手段は、入力電源電圧を検出する電圧検知手段であり、加熱ヒータ立ち上げ時に投入する電力は、検知した入力電圧値と定着目標温度に応じて予め設定したデューティにより決定することを特徴とする(1)に記載の画像形成装置。   (3) The power control means is a voltage detection means for detecting an input power supply voltage, and the power to be input when the heater is started is determined by a duty set in advance according to the detected input voltage value and the fixing target temperature. The image forming apparatus as described in (1) above.

(4)前記加熱ヒータは、PI制御あるいはPID制御によって制御され、加熱ヒータ立ち上げ時に変化させる電力は、PI制御あるいはPID制御のI制御成分(積分制御成分=オフセット電力)として投入させることを特徴とする(1)〜(3)いずれかに記載の画像形成装置。   (4) The heater is controlled by PI control or PID control, and the power to be changed when the heater is started up is input as an I control component (integral control component = offset power) of PI control or PID control. The image forming apparatus according to any one of (1) to (3).

(5)前記定着目標温度は、加熱ヒータ立ち上げ前のヒータ温度検知手段の検知温度に応じて決定することを特徴とする(1)〜(4)いずれかに記載の画像形成装置。   (5) The image forming apparatus according to any one of (1) to (4), wherein the fixing target temperature is determined according to a temperature detected by a heater temperature detecting unit before the heater is started.

(6)前記加熱ヒータ立ち上げ時において、まず最初に一定の固定電力をヒータに投入し、定着目標温度より低い温度で設定したレディ温度(待機温度)までヒータを立ち上げ、レディ温度までの立ち上がり時間に応じて定着目標温度を決定し、その定着目標温度に対応した電力を、レディ温度からの再立ち上げ時に投入することを特徴とする(1)〜(4)いずれかに記載の画像形成装置。   (6) When starting up the heater, first, a fixed power is applied to the heater, the heater is started up to a ready temperature (standby temperature) set at a temperature lower than the fixing target temperature, and the heater is started up to the ready temperature. The image forming apparatus according to any one of (1) to (4), wherein a fixing target temperature is determined according to time, and electric power corresponding to the fixing target temperature is input when restarting from the ready temperature. apparatus.

(7)前記画像形成装置は、所定のタイミングから通電した電力を積算する手段を有し、前記加熱ヒータ立ち上げ時において、定着目標温度より低い温度で設定したレディ温度(待機温度)までヒータを立ち上げ、立ち上げ開始からレディ温度到達までに投入した積算電力量に応じて、定着目標温度を決定し、その定着目標温度に応じた電力を、レディ温度からの再立ち上げ時に投入することを特徴とする(1)〜(4)いずれかに記載の画像形成装置。   (7) The image forming apparatus includes means for integrating electric power supplied from a predetermined timing, and when the heater is started up, the heater is set to a ready temperature (standby temperature) set at a temperature lower than the fixing target temperature. The fixing target temperature is determined according to the integrated power amount input from the start-up and start-up to reaching the ready temperature, and the power corresponding to the target fixing temperature is input when restarting from the ready temperature. The image forming apparatus according to any one of (1) to (4).

(8)前記加熱定着装置は、スタンバイ中に加熱ヒータに通電を行わず、クイックスタート性に優れた構成であることを特徴とする(1)〜(7)いずれかに記載の画像形成装置。   (8) The image forming apparatus according to any one of (1) to (7), wherein the heat fixing device has a configuration with excellent quick start performance without energizing the heater during standby.

(9)前記加熱定着装置の定着部材は、可撓性の薄肉定着フィルムを有する、フィルム加熱方式の加熱定着装置であることを特徴とする(8)に記載の画像形成装置。   (9) The image forming apparatus according to (8), wherein the fixing member of the heat fixing device is a film heating type heat fixing device having a flexible thin fixing film.

本発明によれば、電流検知や入力電源電圧検知等の手段を用いることで、入力電圧が異なっても、ヒータの点灯デューティを制御することによって供給電力をコントロールすることが可能となる。特に本発明においては、定着装置の目標温度に対して適切な電力をヒータの立ち上げ時に投入することにより、オーバーシュートや電力不足等の生じない良好な温調制御が可能となる。これらの制御は特に昨今の画像形成装置の高速化や、立ち上げ時間の短縮化に効果的であり、スタンバイ時に電力を投入しないクイックスタート性に優れた加熱定着器の制御として最適である。また、画像形成装置の使用される環境が異なったり、ユーザーの使用する記録剤が多様化している中で、状況に応じて適正な定着目標温度を決定する必要がある。本発明によれば、加熱ヒータに投入する電力を制御できる利点を用いて、所定の温度に達するのに要する総電力量を比較したり、或いは一定の電力を投入した際の到達温度を比較することにより、加熱定着装置の畜熱状態を正確に把握できるので、精度良く目標温度を決定することが可能となる。   According to the present invention, by using means such as current detection and input power supply voltage detection, it is possible to control the supply power by controlling the lighting duty of the heater even if the input voltage is different. In particular, in the present invention, it is possible to perform favorable temperature control without causing overshoot or power shortage by supplying an appropriate power to the target temperature of the fixing device when starting up the heater. These controls are particularly effective for speeding up recent image forming apparatuses and shortening the start-up time, and are optimal as a control of a heat fixing device excellent in quick start performance in which power is not turned on during standby. In addition, it is necessary to determine an appropriate fixing target temperature according to the situation in a situation where the environment in which the image forming apparatus is used is different or the recording materials used by the user are diversified. According to the present invention, by using the advantage that the electric power supplied to the heater can be controlled, the total electric energy required to reach a predetermined temperature is compared, or the reached temperature when a constant electric power is supplied is compared. As a result, the animal heat state of the heat fixing device can be accurately grasped, so that the target temperature can be determined with high accuracy.

以下本発明を実施するための最良の形態を、実施例により詳しく説明する。   Hereinafter, the best mode for carrying out the present invention will be described in detail with reference to examples.

(1)画像形成装置例
図1は本実施例における画像形成装置の概略構成図である。
(1) Example of Image Forming Apparatus FIG. 1 is a schematic configuration diagram of an image forming apparatus in this embodiment.

1は感光ドラムであり、OPC、アモルファスSe、アモルファスSi等の感光材料がアルミニウムやニッケルなどのシリンダ状の基盤上に形成されている。感光ドラム1は矢印の方向に回転駆動され、まず、その表面は帯電装置としての帯電ローラ2によって一様帯電される。次に、画像情報に応じてON/OFF制御されたレーザビームによる走査露光が施され、静電潜像が形成される。この静電潜像は、現像装置4で現像、可視化される。現像方法としては、ジャンピング現像法、2成分現像法、FEED現像法などが用いられ、イメージ露光と反転現像とを組み合わせて用いられることが多い。   Reference numeral 1 denotes a photosensitive drum, and a photosensitive material such as OPC, amorphous Se, or amorphous Si is formed on a cylindrical substrate such as aluminum or nickel. The photosensitive drum 1 is rotationally driven in the direction of an arrow, and first, the surface thereof is uniformly charged by a charging roller 2 as a charging device. Next, scanning exposure is performed with a laser beam that is ON / OFF controlled according to image information, and an electrostatic latent image is formed. This electrostatic latent image is developed and visualized by the developing device 4. As a developing method, a jumping developing method, a two-component developing method, an FEED developing method, or the like is used, and image exposure and reversal development are often used in combination.

可視化されたトナー像は、転写装置としての転写ローラ5により、所定のタイミングで搬送された記録材P上に感光ドラム1上より転写される。ここで感光ドラム1上のトナー像の画像形成位置と記録材の先端の書き出し位置が合致するように8のセンサにて記録材の先端を検知し、タイミングを合わせている。所定のタイミングで搬送された記録材Pは感光ドラム1と転写ローラ5に一定の加圧力で挟持搬送される。このトナー像が転写された記録材Pは定着装置6へと搬送され、永久画像として定着される。   The visualized toner image is transferred from the photosensitive drum 1 onto the recording material P conveyed at a predetermined timing by a transfer roller 5 as a transfer device. Here, the leading edge of the recording material is detected by eight sensors so that the image forming position of the toner image on the photosensitive drum 1 matches the writing position of the leading edge of the recording material, and the timing is adjusted. The recording material P conveyed at a predetermined timing is nipped and conveyed between the photosensitive drum 1 and the transfer roller 5 with a constant pressure. The recording material P to which the toner image has been transferred is conveyed to the fixing device 6 and fixed as a permanent image.

一方、感光ドラム1上に残存する転写残りの残留トナーは、クリーニング装置7により感光ドラム1表面より除去される。また、9は加熱定着装置6内に設けられた排紙センサであり、紙がトップセンサ8と排紙センサの間で紙詰まりなどを起こした際に、それを検知する為のセンサである。   On the other hand, the residual toner remaining on the photosensitive drum 1 is removed from the surface of the photosensitive drum 1 by the cleaning device 7. Reference numeral 9 denotes a paper discharge sensor provided in the heat fixing device 6, and is a sensor for detecting when a paper jam occurs between the top sensor 8 and the paper discharge sensor.

(2)加熱定着装置6
図2は加熱定着装置6の概略構成模式図である。この加熱定着装置6は基本的には互いに圧接してニップ部Nを形成する定着部材(アセンブリ)10と加圧部材20よりなるフィルム加熱方式の加熱定着装置であり、定着フィルム(加熱定着装用回転体)として金属製のスリーブを用いている。
(2) Heat fixing device 6
FIG. 2 is a schematic configuration diagram of the heat fixing device 6. This heat fixing device 6 is basically a film heating type heat fixing device comprising a fixing member (assembly) 10 and a pressure member 20 that are pressed against each other to form a nip portion N. A metal sleeve is used as the body.

1)定着部材10
図2の断面図において、定着回転体としての定着部材10は主に加熱ヒータ11、そのヒータ11を保持する断熱ステイホルダー12、定着フィルム(金属スリーブ)13から構成される。
1) Fixing member 10
In the cross-sectional view of FIG. 2, the fixing member 10 as a fixing rotator mainly includes a heater 11, a heat insulating stay holder 12 that holds the heater 11, and a fixing film (metal sleeve) 13.

加熱ヒータ11は、定着フィルム(金属スリーブ)13の内面に接触することによりニップ部Nの加熱を行う。アルミナや窒化アルミ等のセラミックス基板11aの表面に、長手方向に沿ってAg/Pd(銀パラジウム)、RuO、TaN等の通電発熱抵抗層11bが、厚み約10μm、幅約1〜5mm程度でスクリーン印刷等により塗工してある。セラミックス基板11aの背面には通電発熱抵抗層11bの発熱に応じて昇温したセラミック基板の温度を検知するためのサーミスタ等の温度検知素子14が配設されている。この温度検知素子14の信号に応じて、長手方向端部にある不図示の電極部から通電発熱抵抗層に印加される電圧のデューティ比や波数等を適切に制御することで、定着ニップ内での定着温度を一定に保つ。また、加熱ヒータ11が定着フィルム(金属スリーブ)13と接する面には、フィルムが滑らかに回転可能なように薄層のガラスコートや、ポリイミド、ポリアミドイミド等の潤滑性樹脂層などの保護層15を設けている。断熱ステイホルダー12は加熱用ヒータ11を保持し、ニップ部N側とは反対方向への放熱を防ぐとともに、定着フィルム(金属スリーブ)13の回転を案内する。剛性、耐熱性、断熱性、耐磨耗性等に優れた、液晶ポリマー、フェノール樹脂、PPS、PEEK等の樹脂材料により形成されている。 The heater 11 heats the nip portion N by contacting the inner surface of the fixing film (metal sleeve) 13. On the surface of a ceramic substrate 11a such as alumina or aluminum nitride, an energization heating resistance layer 11b made of Ag / Pd (silver palladium), RuO 2 , Ta 2 N or the like along the longitudinal direction has a thickness of about 10 μm and a width of about 1 to 5 mm. It is coated by screen printing or the like. On the back surface of the ceramic substrate 11a, a temperature detection element 14 such as a thermistor for detecting the temperature of the ceramic substrate raised in accordance with the heat generation of the energization heating resistor layer 11b is disposed. By appropriately controlling the duty ratio, wave number, etc. of the voltage applied to the energization heating resistor layer from an electrode portion (not shown) at the end in the longitudinal direction in accordance with the signal of the temperature detection element 14, Keep the fixing temperature constant. A protective layer 15 such as a thin glass coat or a lubricating resin layer such as polyimide or polyamideimide is provided on the surface where the heater 11 is in contact with the fixing film (metal sleeve) 13 so that the film can rotate smoothly. Is provided. The heat insulating stay holder 12 holds the heater 11 and prevents heat radiation in the direction opposite to the nip N side, and guides the rotation of the fixing film (metal sleeve) 13. It is made of a resin material such as a liquid crystal polymer, a phenol resin, PPS, or PEEK, which has excellent rigidity, heat resistance, heat insulation, wear resistance, and the like.

定着フィルム(金属スリーブ)13は、クイックスタート性とフィルムの耐久性を満足する為の強度を考慮して、総厚20μm以上200μm以下の厚みの耐熱性フィルムである。ポリイミド、ポリアミドイミド等の耐熱性樹脂、あるいは耐熱性、高熱伝導性を有するSUS、Al、Ni、Cu、Zn等の純金属あるいは合金を基層として形成されている。樹脂製の基層の場合は熱伝導性を向上させるために、BN、アルミナ、Al等の高熱伝導性粉末を混入してあっても良い。さらにオフセット防止や記録材の分離性を確保するために表層にはフッ素樹脂、シリコーン樹脂等の離型性の良好な耐熱樹脂を混合ないし単独で被覆して離型性層を形成してある。本実施例ではSUSスリーブを基層に用いた定着フィルムを用いた。   The fixing film (metal sleeve) 13 is a heat-resistant film having a total thickness of 20 μm or more and 200 μm or less in consideration of strength for satisfying quick start properties and film durability. The base layer is formed of a heat-resistant resin such as polyimide or polyamideimide, or a pure metal or alloy such as SUS, Al, Ni, Cu, or Zn having heat resistance and high thermal conductivity. In the case of the resin base layer, in order to improve the thermal conductivity, a high thermal conductive powder such as BN, alumina, Al or the like may be mixed. Further, in order to prevent offset and to ensure the releasability of the recording material, the surface layer is formed by mixing or independently coating a heat-resistant resin having a good releasability such as a fluororesin or a silicone resin to form a releasable layer. In this example, a fixing film using a SUS sleeve as a base layer was used.

2)加圧部材20
加圧部材20は、SUS(steel use stainless)、SUM(steel use machinability)、Al等の金属製芯金21の外側にシリコンゴムやフッ素ゴム等の耐熱ゴムあるいはシリコンゴムを発泡して形成された弾性層22からなる弾性ローラである。この上にPFA、PTFE、FEP等の離型性層23を形成してあってもよい。
2) Pressure member 20
The pressure member 20 is formed by foaming heat-resistant rubber such as silicon rubber or fluorine rubber or silicon rubber on the outside of a metal core 21 such as SUS (steel use stainless), SUM (steel use machinery), or Al. This is an elastic roller comprising the elastic layer 22. A release layer 23 such as PFA, PTFE, or FEP may be formed thereon.

3)駆動方法および定着方法
加圧部材20は上記の定着部材10の方向に不図示の加圧手段により、長手方向両端部から加熱定着に必要な定着ニップ部Nを形成するべく十分に加圧されている。そして、長手方向端部から芯金21を介して不図示の回転駆動により、矢印の方向に回転駆動される。これにより上記金属スリーブ13はステイホルダー12の外側を図の矢印方向に従動回転する。あるいは金属スリーブ13の内部に不図示の駆動ローラを設け、駆動ローラを回転駆動することにより、金属スリーブ13を回転させる。
3) Driving Method and Fixing Method The pressing member 20 is sufficiently pressed by the pressing means (not shown) in the direction of the fixing member 10 to form the fixing nip portion N necessary for heat fixing from both ends in the longitudinal direction. Has been. And it is rotationally driven by the direction of an arrow by the rotational drive not shown through the metal core 21 from the longitudinal direction edge part. As a result, the metal sleeve 13 is driven to rotate on the outside of the stay holder 12 in the direction of the arrow in the figure. Alternatively, a drive roller (not shown) is provided inside the metal sleeve 13, and the metal sleeve 13 is rotated by rotationally driving the drive roller.

未定着トナー画像を担持した記録剤Pは定着ニップ部N内に搬送され、加熱ヒータ11から金属スリーブ13を介して与えられる熱と加圧部材20による圧力を受けて、未定着トナーは加熱定着される。   The recording material P carrying the unfixed toner image is conveyed into the fixing nip portion N, and receives heat applied from the heater 11 through the metal sleeve 13 and pressure from the pressure member 20, and the unfixed toner is heated and fixed. Is done.

また、加熱ヒータ11と金属スリーブ13の間には摺動性を向上するため、耐熱性グリース等の潤滑剤を介在させている。主として、耐熱性に優れたフッ素系のグリースやシリコーン系のグリースが適している。   Further, a lubricant such as heat resistant grease is interposed between the heater 11 and the metal sleeve 13 in order to improve slidability. Fluorine grease and silicone grease with excellent heat resistance are mainly suitable.

(3)電流検知回路およびその回路を利用した制限電流制御
図3は、加熱ヒータ11と、その発熱抵抗体11bに流れる電流量を検出する電流検知回路30と、検知に基づいて温度を制御するエンジンコントローラのヒータ制御部35の関係を表す概略回路図である。
(3) Current detection circuit and limit current control using the circuit FIG. 3 shows a heater 11, a current detection circuit 30 for detecting the amount of current flowing through the heating resistor 11b, and temperature based on the detection. It is a schematic circuit diagram showing the relationship of the heater control part 35 of an engine controller.

電流量を検知する方法として、いくつかの方法があるが、本実施例では位相制御方式を使用したときの電流検出方式を採用している。具体的には、ヒータ電流はカレントトランス36によって電圧に変換され、電流検知回路30に入力される。その入力電圧は、電流検知回路内の半端整流回路部31で半波整流され、次いでその出力を積分回路部32にて積分し、差動増幅回路部33にて前記の半波整流出力と積分出力の差電圧を出力する。さらにこの差電圧はピークホールド回路部34にてその最大値をホールドし、最終的にヒータ入力電流の出力値として検出されることになる。この検出値はHCRRT信号として、エンジンコントローラのヒータ制御部35にA/D入力される。   There are several methods for detecting the amount of current. In this embodiment, the current detection method when the phase control method is used is adopted. Specifically, the heater current is converted into a voltage by the current transformer 36 and input to the current detection circuit 30. The input voltage is half-wave rectified by the half-end rectifier circuit unit 31 in the current detection circuit, and then the output is integrated by the integrating circuit unit 32 and integrated with the half-wave rectified output by the differential amplifier circuit unit 33. Output differential voltage of output. Furthermore, the maximum value of the differential voltage is held by the peak hold circuit unit 34, and is finally detected as an output value of the heater input current. The detected value is A / D input as an HCRRT signal to the heater controller 35 of the engine controller.

上述の電流検知方法を用いて、画像形成装置は加熱定着器のヒータ11に流れる電流が、規定の制限値を超えないように次のような電流制限制御を行っている。図4に電流制限制御の具体的な制御フローを説明する。エンジンコントローラにて、加熱ヒータへの電力供給開始の要求が発生すると(S501)、発熱体11bに所定の固定デューティDで通電を行う(S502)。ここで、位相制御の場合、下記表1のように通電デューティD(%)に対応して位相角αが予め決められており、エンジンコントローラはこのような制御表に基づいてヒータ11の制御を行う。 Using the above-described current detection method, the image forming apparatus performs the following current limit control so that the current flowing through the heater 11 of the heat fixing device does not exceed a specified limit value. FIG. 4 illustrates a specific control flow of the current limit control. At the engine controller, a request for starting power supply to the heater is generated (S501), it performs the energization at a predetermined fixed duty D 1 to the heating element 11b (S502). Here, in the case of phase control, the phase angle α is determined in advance corresponding to the energization duty D (%) as shown in Table 1 below, and the engine controller controls the heater 11 based on such a control table. Do.

Figure 2006039027
Figure 2006039027

加熱ヒータには固定デューティDに相当する位相角αで電流が供給される。 A current is supplied to the heater at a phase angle α 1 corresponding to the fixed duty D 1 .

固定デューティDで通電している時に電流検知回路30から送られるHCRRT信号により電流値Iを検出する(S503)。固定デューティDは予め想定されている入力電圧範囲や発熱体抵抗値のバラツキを考慮して、許容電流を超えない設定とする。つまり、入力電圧が最大値、抵抗値が最小値の場合を想定して固定デューティDを設定する。 HCRRT signal sent from the current detection circuit 30 when it is energized at a fixed duty D 1 by detecting the current value I 1 (S503). Fixed duty D 1 is in consideration of the variation in the input voltage range and the heating element resistance value that is previously assumed, the set does not exceed the allowable current. That is, the input voltage is maximum, the resistance value is set a fixed duty D 1 on the assumption that the minimum value.

エンジンコントローラにて、検出された電流値Iと固定デューティDと予め設定されている通電可能な電流値Ilimit(以下、限界電流と呼ぶ)から、通電可能な上限の電力デューティDlimit(以下、限界デューティと呼ぶ)を算出する(S504)。電流検知回路30がエンジンコントローラ35に送る電流値が実行値の場合、Dlimitは以下の式3によって算出される。
limit=(Ilimit/I×D ・・・ (式3)
From the detected current value I 1 , fixed duty D 1, and preset current value I limit (hereinafter referred to as limit current), the upper limit power duty D limit ( Hereinafter, the limit duty is calculated) (S504). When the current value sent from the current detection circuit 30 to the engine controller 35 is an execution value, D limit is calculated by the following Equation 3.
D limit = (I limit / I 1 ) 2 × D 1 (Equation 3)

限界電流値Ilimitとしては、接続される商用電源の定格電流に対して、加熱ヒータ11以外の部分に供給される電流を差し引いた、加熱ヒータ11に供給可能な許容電流値を設定している。 As the limit current value I limit , an allowable current value that can be supplied to the heater 11 is set by subtracting the current supplied to a portion other than the heater 11 from the rated current of the connected commercial power source. .

エンジンコントローラ35は、予め設定した目標温度とサーミスタ14が検知する実温度との差分より、PI制御によって次回に供給する点灯デューティを決定する。ただし、ここで算出されるデューティが限界デューティDlimitを越える場合は、次回の点灯デューティはDlimitで電力を供給する(S505)。つまり、限界デューティDlimit以下のデューティでPI制御を行う。 The engine controller 35 determines the lighting duty to be supplied next time by PI control based on the difference between the preset target temperature and the actual temperature detected by the thermistor 14. However, when the duty calculated here exceeds the limit duty D limit , the next lighting duty supplies power at D limit (S505). That is, PI control is performed with a duty equal to or less than the limit duty D limit .

(4)本実施例の加熱ヒータ立ち上げ制御
本実施例では、加熱ヒータ11に流れる電流を検知する電流検知回路30から決められた限界デューティDlimitを利用し、次のような方法により加熱ヒータ11の立ち上げを行う。
(4) Heater start-up control of the present embodiment In this embodiment, the heater is heated by the following method using the limit duty D limit determined from the current detection circuit 30 that detects the current flowing through the heater 11. 11 is started.

limitの値は入力電圧の値によって異なるが、Dlimitのデューティでヒータを点灯した場合に供給される電力は、ヒータの抵抗値が同じであれば、電圧が異なっても等しい値となる。言い換えれば、Dlimitのデューティで点灯すれば、限界電流Ilimitがヒータに流れるので、Wlimit=Ilimit ×R(ヒータ抵抗値)の電力が投入されることになる。 Although the value of D limit varies depending on the value of the input voltage, the power supplied when the heater is turned on with the duty of D limit is equal even if the voltage is different if the resistance value of the heater is the same. In other words, if the light is lit at the duty of D limit , the limit current I limit flows to the heater, and thus power of W limit = I limit 2 × R (heater resistance value) is input.

そこで、ヒータ立ち上げ時において、Dlimitにある割合を掛けたデューティで与えられる電力を、ヒータ立ち上げ時の電力とすれば、入力電圧が異なっても、等しい電力をヒータに投入することが可能となる。より詳しくは次の通りとする。
本実施例ではヒータの温調制御を次のようなPI制御により行っている。
Therefore, if the power given by the duty multiplied by a certain ratio to D limit is set to the power at the time of starting the heater when the heater is started, even if the input voltage is different, the same power can be supplied to the heater. It becomes. More details are as follows.
In this embodiment, the heater temperature control is performed by the following PI control.

D(t)=D(t)+D(t)=D(t-1)+ΔD+D(t-1)+ΔD
=D(t-1)+ΔD+ΔD=D(t-1)+2.5×e(t)+ΔD
D(t):次回に点灯するデューティ
(t):点灯デューティのうちのP(比例制御)成分
(t):点灯デューティのうちのI(積分制御)成分
e(t):(目標温度)―(実温度)
ΔD:10msec毎に毎回2.5×e(t)パーセント増減する。
ΔD:500msec連続してe(t)>0℃なら+2.5パーセント。
連続してe(t)<0℃なら−2.5パーセント。
それ以外のタイミングでは増減無し。
D (t) = D P (t) + D I (t) = D P (t−1) + ΔD P + D I (t−1) + ΔD I
= D (t-1) + ΔD P + ΔD I = D (t-1) + 2.5 × e (t) + ΔD I
D (t): Duty to turn on next time D P (t): P (proportional control) component of lighting duty D I (t): I (integral control) component of lighting duty e (t): ( Target temperature)-(actual temperature)
ΔD P : Increase / decrease by 2.5 × e (t) percent every 10 msec.
ΔD I : + 2.5% if e (t)> 0 ° C. continuously for 500 msec.
If continuously e (t) <0 ° C. -2.5 percent.
There is no increase or decrease at other timings.

ここで、ヒータ立ち上げ開始時(t=0)においては、定着目標温度までの迅速な立ち上げを可能にする為、予めI成分(DIt=0:初期オフセットデューティと呼ぶ)によって与えられる電力を、初期オフセット電力(WIt=0)として投入する。本実施例では、デューティDIt=0を次に示す式4のように決定する。また初期オフセット電力(I成分)として与えるのは、実温度が目標温度に近づいた時に、P成分(比例制御成分)によって電力を減じ、オーバーシュートを抑える為である。 Here, at the start of heater start-up (t = 0), in order to enable quick start-up to the fixing target temperature, power given in advance by the I component (D It = 0 : referred to as initial offset duty) As the initial offset power (W It = 0 ). In this embodiment, the duty D It = 0 is determined as shown in Equation 4 below. The initial offset power (I component) is given to reduce overpower by the P component (proportional control component) and suppress overshoot when the actual temperature approaches the target temperature.

It=0=Dlimit×A (%) ・・・ (式4)
A:任意の掛け率
(5)従来例との比較
初期オフセットデューティを上述のように決定することで、従来からのヒータ立ち上げ方法と比較して優れている点について述べる。
D It = 0 = D limit × A (%) (Formula 4)
A: Arbitrary multiplication rate (5) Comparison with conventional example The point that the initial offset duty is determined as described above, which is superior to the conventional heater startup method, will be described.

本実施例の具体例として、許容限界電流Ilimit=11A(アンペア)、加熱ヒータ11の抵抗値を9Ωとした場合に、入力電圧が100V〜140Vまで振れた際の限界デューティDlimit、そのときの初期オフセットデューティDIt=0、および初期オフセット電力WIt=0について、以下の表2に示す。ここでは限界デューティDlimitの掛け率(上式の定数A)は0.7を用いた。また、比較例として、従来の方法で加熱ヒータ立ち上げ制御を行った場合の初期オフセット電力を入力電圧ごとに記した。従来方法は、入力電圧によらず、初期オフセットデューティDIt=0を一定の50%としている。 As a specific example of this embodiment, when the allowable limit current I limit = 11 A (ampere) and the resistance value of the heater 11 is 9Ω, the limit duty D limit when the input voltage fluctuates from 100 V to 140 V, at that time Table 2 below shows the initial offset duty D It = 0 and initial offset power W It = 0 . Here, 0.7 is used as the multiplication factor of the limit duty D limit (constant A in the above equation). In addition, as a comparative example, initial offset power when the heater start-up control is performed by a conventional method is shown for each input voltage. In the conventional method, the initial offset duty D It = 0 is set to a constant 50% regardless of the input voltage.

Figure 2006039027
Figure 2006039027

表2より明らかなように、限界デューティDlimitの70%の掛け率を初期オフセットデューティDIt=0とすることで、入力電圧が異なっても初期オフセット電力WIt=0を一定にできる。図5にヒータ立ち上げ時のヒータサーミスタ温度の推移を示すが、本実施例を表す実線(a)は目標温度(点線)に対しての追従性がよい。一方で、従来のように入力電圧が異なっても初期オフセットデューティDIt=0が一律に等しい場合では、入力電圧が100〜110Vと低い場合は表2よりオフセット電力が低くなる為、記録材が定着ニップに到達しても、目標温度に達しなかったり、記録材がニップに突入した瞬間にヒータ温度が急激に下がったりするような不具合が発生する(図5の一点鎖線(c)に示す)。また、入力電圧が130〜140Vと高くなると、初期オフセット電力が高すぎる為、ヒータの温度が大きくオーバーシュートするような不具合が出る他、オフセット電力が急に下がらないので目標温度に収束するのに時間がかかる(図5の破線(b)に示す)。本実施例では、入力電圧によらず、立ち上げ時の電力を一定にコントロールができるので、このような不具合を防ぐことができる。 As apparent from Table 2, by setting the multiplication factor of 70% of the limit duty D limit to the initial offset duty D It = 0 , the initial offset power W It = 0 can be made constant even when the input voltage is different. FIG. 5 shows the transition of the heater thermistor temperature when the heater is started up. The solid line (a) representing this embodiment has good followability to the target temperature (dotted line). On the other hand, when the initial offset duty D It = 0 is uniformly equal even if the input voltage is different as in the prior art, the offset power is lower than in Table 2 when the input voltage is as low as 100 to 110 V. Even if the temperature reaches the fixing nip, there is a problem that the target temperature is not reached, or the heater temperature drops rapidly at the moment when the recording material enters the nip (shown by a one-dot chain line (c) in FIG. 5). . In addition, when the input voltage is increased to 130 to 140 V, the initial offset power is too high, causing a problem that the heater temperature greatly overshoots, and the offset power does not drop suddenly, so it converges to the target temperature. It takes time (shown in broken line (b) in FIG. 5). In this embodiment, since the power at startup can be controlled to be constant regardless of the input voltage, such a problem can be prevented.

また、本実施例において、初期オフセットデューティDIt=0を限界デューティDlimitの70%と決めたのは次のような理由による。すなわち、本実施例に具備された加熱定着器の場合、220℃の目標定着温度でプリントを行っている時の電力は850W〜1050Wである。例えば、記録材の種類がラフ紙など表面性の粗い場合は、通紙中電力は約850Wであり、最も一般的に用いられる表面の平滑な普通紙であれば950W、また厚紙など多くの電力を必要とする紙であれば1050Wとなる。一般的に、フィルム加熱方式の加熱定着装置において、PI制御を行う場合、記録剤が定着ニップに突入する時の初期オフセット電力(I成分:積分制御)は全点灯デューティに対して、7〜8割くらいを占めるように設定し、残りの2〜3割分をP成分(比例制御)で補うのが、目標温度に対する実温度の追従性が最も良いことが実験的に分かっている。そこで本実施例の場合では、850W〜1050Wの通紙中電力に対して8割の電力を想定した場合、680W〜840Wとなるので、その中心値を採用し初期オフセット電力が760W程度になるように設定した。 In this embodiment, the initial offset duty D It = 0 is determined to be 70% of the limit duty D limit for the following reason. That is, in the case of the heat fixing device provided in this embodiment, the power when printing is performed at a target fixing temperature of 220 ° C. is 850 W to 1050 W. For example, when the type of recording material is rough, such as rough paper, the power during sheet feeding is about 850 W, 950 W is the most commonly used plain paper with a smooth surface, and much power such as cardboard Is 1050 W for paper that requires a large amount of paper. In general, when PI control is performed in a film heating type heat fixing apparatus, the initial offset power (I component: integral control) when the recording material enters the fixing nip is 7 to 8 with respect to the total lighting duty. It has been experimentally found that setting up to occupy about 20% and supplementing the remaining 20-30% with P component (proportional control) provides the best follow-up of actual temperature to target temperature. Therefore, in the case of the present embodiment, assuming 80% of the power during paper feeding of 850 W to 1050 W, the power is 680 W to 840 W, so that the center value is adopted so that the initial offset power is about 760 W. Set to.

(6)本実施例の最良の実施形態
上記(5)に説明したように、立ち上げ時の初期オフセット電力を常に760Wになるように設定しても、定着器の条件や定着モードによっては、そのオフセット電力が過剰であったり、不十分であったりする場合がある。例えば、定着器が室温状態から定着目標温度まで立ち上げるのに最適な電力と、定着器が連続プリント後などでかなり温まった状態から立ち上げるのに必要な電力を比較すると、後者の方が定着器の畜熱量が多く、また定着目標温度も低く設定できるので、当然ながら電力は少なくてよい。また、画像形成装置によっては、多様な記録剤に対して良好な定着画像を得る為に、定着目標温度を低くしたり、同時に画像形成装置のプロセススピードを減速させて画質を向上させるような複数のモードを有する場合が多い。このようなケースでも、定着目標温度がモードによって変われば、それぞれに最適な電力も変化させた方が望ましい。
(6) Best Embodiment of the Present Example As described in (5) above, even if the initial offset power at startup is always set to 760 W, depending on the conditions of the fixing device and the fixing mode, The offset power may be excessive or insufficient. For example, when comparing the optimal power required for the fuser to start up from the room temperature to the target fixing temperature and the power required for the fuser to start up from a very warm state after continuous printing, the latter is more suitable for fixing. Since the amount of heat stored in the vessel is large and the target fixing temperature can be set low, the electric power is naturally low. In addition, depending on the image forming apparatus, in order to obtain a good fixed image for various recording agents, a plurality of image forming apparatuses can improve the image quality by lowering the fixing target temperature or simultaneously reducing the process speed of the image forming apparatus. In many cases, it has a mode. Even in such a case, if the fixing target temperature changes depending on the mode, it is desirable to change the optimum electric power for each.

そこで、定着目標温度に応じて、限界デューティDlimitの掛け率Aを変化させ、目標温度に応じて最適な初期オフセット電力WIt=0を供給することで対応する。以下に本実施例で用いた、初期オフセット電力WIt=0の決定法を示す。エンジンコントローラ35がプリント信号を受信し、次回プリント時の定着目標温度をT℃、そのときの限界デューティをDlimitとするとき、ヒータ立ち上げ時の初期オフセットデューティDIt=0は次式5のように決定する。
It=0=Dlimit×(αT+β) ・・・ (式5)
Therefore, this is dealt with by changing the multiplication factor A of the limit duty D limit according to the fixing target temperature and supplying the optimum initial offset power W It = 0 according to the target temperature. The method for determining the initial offset power W It = 0 used in this embodiment will be described below. When the engine controller 35 receives the print signal, the fixing target temperature at the next printing is T ° C., and the limit duty at that time is D limit , the initial offset duty D It = 0 when the heater is started up is given by To be determined.
D It = 0 = D limit × (αT + β) (Formula 5)

(αT+β)が、掛け率Aに相当する項であり、α、βは任意の定数である。α、βは定着器の特性によって、目標温度に応じて最適な掛け率が得られるように決定すればよい。本実施例では、α=0.005、β=−0.4とした。そのときの掛け率Aと初期オフセットデューティおよび初期オフセット電力の関係を下記表3に示す。ここでは入力電源電圧を120V、ヒータ抵抗値を9Ωとした場合について計算している。   (ΑT + β) is a term corresponding to the multiplication factor A, and α and β are arbitrary constants. α and β may be determined according to the characteristics of the fixing device so as to obtain an optimum multiplication rate according to the target temperature. In this embodiment, α = 0.005 and β = −0.4. Table 3 below shows the relationship between the multiplication rate A, the initial offset duty, and the initial offset power. Here, the calculation is made for the case where the input power supply voltage is 120 V and the heater resistance value is 9Ω.

Figure 2006039027
Figure 2006039027

表3で与えられる初期オフセット電力に従って、加熱ヒータを異なる目標温度(220℃、200℃、180℃)で立ち上げた場合のヒータサーミスタの温度推移を図6に示す。図6より明らかなように、異なる目標温度に対して、最適な初期オフセット電力を供給できるので、オーバーシュートや電力不足のない精度の良い温調制御が可能となっている。なお、図6では、目標温度に対して、ヒータの立ち上げ角度(傾き)が異なっているが、実際には制御上ヒータの立ち上げの傾きは目標温度に寄らず一定に設定している。しかしながら、表3に従って、立ち上げ時の初期オフセット電力を可変としている為、P制御(比例制御)により目標温度に対して電力を補正しても、実際には目標温度が低い方が立ち上げの傾きは緩やかになる。   FIG. 6 shows a temperature transition of the heater thermistor when the heater is started up at different target temperatures (220 ° C., 200 ° C., 180 ° C.) according to the initial offset power given in Table 3. As can be seen from FIG. 6, since the optimum initial offset power can be supplied for different target temperatures, temperature control with high accuracy without overshoot or lack of power is possible. In FIG. 6, the heater startup angle (inclination) is different from the target temperature, but in practice, the heater startup inclination is set to be constant regardless of the target temperature. However, since the initial offset power at startup is variable according to Table 3, even if the power is corrected with respect to the target temperature by P control (proportional control), the target temperature is actually lower when it is started. The slope becomes gentle.

また、エンジンコントローラ35がプリント信号を受信した時に、定着目標温度を決定する方法としては、何らかの手段で定着器の温まり具合を検知し、検知結果に応じて目標温度を決定する方法が一般的である。本実施例では、加熱ヒータ11の温度を検知するサーミスタ14の温度によって簡易的に検知しているが、別の方法として加圧ローラ20の温度をモニターする非接触式の温度センサ等により検知を行っても良い。   As a method of determining the fixing target temperature when the engine controller 35 receives a print signal, a method of detecting the temperature of the fixing device by some means and determining the target temperature according to the detection result is common. is there. In this embodiment, the temperature of the thermistor 14 that detects the temperature of the heater 11 is simply detected. However, as another method, the temperature is detected by a non-contact type temperature sensor that monitors the temperature of the pressure roller 20. You can go.

さらに、次回のプリントジョブがスタートする直前のジョブにおいて、例えば封筒やB5サイズ紙等の小サイズ紙が通紙された場合は、加圧ローラ20の非通紙域が端部昇温する。このようなケースでは、エンジンコントローラのヒータ制御部35が直前の通紙情報により、端部昇温が大きいと判断される場合に限って、初期オフセットデューティを一定の割合で減じるような措置を行うと良い。同様な対応は、例えば画像形成装置内の紙詰まりを除去する為に、ユーザーがプロセスカートリッジの脱着を行った後に、加熱定着装置が前多回転等の行為を行って、加圧ローラ20が昇温している状態においても同様の対応が可能である。また、画像形成装置が装置の設置場所の温度や湿度を検知する為の環境検知センサを設けているような場合、それぞれの環境に応じて、高温環境であれば一定のデューティを減じ、低温環境であれば、一定のデューティを増やす等の対応が可能である。   Further, when a small-size paper such as an envelope or B5 size paper is passed in a job immediately before the next print job is started, the temperature of the non-sheet passing area of the pressure roller 20 is raised at the end. In such a case, the heater controller 35 of the engine controller takes measures to reduce the initial offset duty at a constant rate only when it is determined that the edge temperature rise is large based on the immediately preceding paper passing information. And good. A similar countermeasure is, for example, to remove a paper jam in the image forming apparatus, and after the user removes and attaches the process cartridge, the heat fixing device performs an action such as pre-multi-rotation, and the pressure roller 20 is raised. The same measures can be taken even in a warm state. In addition, when the image forming apparatus is equipped with an environment detection sensor for detecting the temperature and humidity of the installation location of the apparatus, depending on the environment, the duty is reduced if the environment is high temperature, If so, it is possible to cope with such as increasing a certain duty.

(7)他の実施形態
(初期オフセット電力の決定方法)
本実施例では、限界デューティDlimitに所定の掛け率を掛けることによって、所望のオフセット電力を与えるデューティを決定しているが、本発明の目的を達成する為には、ある電流値Iを流す時に必要なデューティDが電流検知回路30により検知できれば、ヒータ立ち上げ時に投入したい電流量(=電力)Iに相当するデューティDは次式6によって決定できる。
=(I/I×D ・・・ (式6)
(7) Other embodiments (Method for determining initial offset power)
In the present embodiment, the duty that gives the desired offset power is determined by multiplying the limit duty D limit by a predetermined multiplication rate. However, in order to achieve the object of the present invention, a certain current value I X is set to If the current detection circuit 30 can detect the duty D X necessary for flowing, the duty D Y corresponding to the amount of current (= power) I Y to be input when the heater is started can be determined by the following equation (6).
D Y = (I Y / I X ) 2 × D X (Formula 6)

従って、電流検知回路30により必ずしも限界デューティDlimitを求める必要はなく、投入電流(=電力)を制御する目的の為に設置されていてもよい。 Therefore, it is not always necessary to obtain the limit duty D limit by the current detection circuit 30, and it may be installed for the purpose of controlling the input current (= power).

(入力電源電圧を検知する場合)
これまでに述べた例では、電流検知回路30によって、固定デューティDを投入した際の電流値Iを検知することで、式1から限界デューティDlimitを算出している。電流検知回路の替わりに例えば入力電源電圧を検知する手段を画像形成装置が具備していれば、検知電圧値Vを用いて、
limit=(Ilimit×R/V) ・・・ (式7)
R:ヒータ抵抗値
より、表2に示した、入力電圧Vと限界Dlimitの関係が得られる。ここで、Rは加熱ヒータの抵抗値である。抵抗値には製造上の公差があるので、個体の抵抗値情報を画像形成装置が有さないとDlimitは決定できない。抵抗値Rの値として設計上の抵抗中心値を代用した場合、ある個体で実際には抵抗値が中心値より小さい場合は、中心値で計算したDlimitで通電してしまうと、限界電流Ilimitよりも過剰電流が流れてしまうことになる。したがって、公差上の抵抗値下限をRの値として代用しておけば、抵抗値の値が公差内でそれより大きくなっても、限界電流を越えるような心配はない。もっとも、エンジンコントローラのヒータ制御部35が定着器ヒータの抵抗値情報を有していれば、その値をR値としてDlimitを算出すればよい。
(When detecting input power supply voltage)
In the examples described so far, the limit duty D limit is calculated from Equation 1 by detecting the current value I 1 when the fixed duty D 1 is input by the current detection circuit 30. For example, if the image forming apparatus has means for detecting the input power supply voltage instead of the current detection circuit, the detection voltage value V is used.
D limit = (I limit × R / V) 2 (Expression 7)
R: The relationship between the input voltage V and the limit D limit shown in Table 2 is obtained from the heater resistance value. Here, R is the resistance value of the heater. Since there is a manufacturing tolerance in the resistance value, the D limit cannot be determined unless the image forming apparatus has individual resistance value information. When the designed resistance center value is substituted as the resistance value R, and the resistance value is actually smaller than the center value in a certain individual, if the current is applied at the D limit calculated by the center value, the limit current I Excess current will flow more than limit . Therefore, if the resistance lower limit on the tolerance is substituted as the value of R, there is no fear that the limit current will be exceeded even if the resistance value becomes larger than the tolerance. However, if the heater control unit 35 of the engine controller has resistance value information of the fixing device heater, D limit may be calculated using the value as the R value.

(初期オフセット電力の投入タイミング)
本実施例では、加熱ヒータ11の立ち上げ開始から、定着目標温度に応じたオフセット電力を投入しPI制御を行っている。より立ち上げ時間を短縮する為には、例えば図7に示すように、限界デューティDlimitで与えられる許容最大電力でヒータを立ち上げることも可能である。この場合、目標温度ぎりぎりまで限界デューティで点灯すると、オーバーシュートしてしまう為、目標温度に近づく手前にレディ温度を設け、レディ温度まで限界デューティDlimitでヒータを立ち上げ、レディ温度に到達した時点で、PI制御に移行するような立ち上げ方法であっても良い。その場合、定着目標温度に応じて決定した初期オフセットデューティは、レディ温度到達後PI制御に移行する瞬間(図7中のタイミング(A))に投入できる他、レディ温度から目標温度に向けて再立ち上げする瞬間(図7中のタイミング(B))に投入しても良く、さらには記録剤が定着器に突入する瞬間(図7中のタイミング(C))に投入することも選択できる。
(Initial offset power input timing)
In this embodiment, the PI control is performed by supplying offset power corresponding to the fixing target temperature from the start of the heating heater 11. In order to further shorten the start-up time, for example, as shown in FIG. 7, it is possible to start up the heater with the allowable maximum power given by the limit duty D limit . In this case, if it is lit at the limit duty to the limit of the target temperature, it will overshoot, so a ready temperature is provided before approaching the target temperature, the heater is started up to the ready temperature with the limit duty D limit , and the ready temperature is reached Thus, a startup method that shifts to PI control may be used. In that case, the initial offset duty determined in accordance with the fixing target temperature can be input at the moment of transition to PI control after reaching the ready temperature (timing (A) in FIG. 7), and the initial offset duty is re-measured from the ready temperature toward the target temperature. It may be put in at the moment of start-up (timing (B) in FIG. 7), or can be selected to be put in at the moment (timing (C) in FIG. 7) when the recording material enters the fixing device.

本発明の第2の実施例を説明する。本実施例を代表する画像形成装置および加熱定着装置は実施例1と同様である為省略する。実施例1では、定着器の温まり具合によって目標温度を設定し、その目標温度に対応した初期オフセット電力をヒータ11の立ち上がり時に投入する。また初期オフセット電力は入力電源電圧の値によらず一定となるように制御を行っている。さらに、目標温度の決定方法としてヒータ駆動前のヒータ温度を検知するサーミスタ14の温度により定着器の温まり具合を判断し、その結果によって目標温度を決定している。あるいは、加圧ローラ表面の温度を非接触式の温度センサ等により検知し、その結果から目標温度を決定している。   A second embodiment of the present invention will be described. Since the image forming apparatus and the heat fixing apparatus representing the present embodiment are the same as those in the first embodiment, description thereof is omitted. In the first embodiment, a target temperature is set according to the warming condition of the fixing device, and an initial offset power corresponding to the target temperature is input when the heater 11 starts up. The initial offset power is controlled so as to be constant regardless of the value of the input power supply voltage. Further, as a method for determining the target temperature, the temperature of the thermistor 14 that detects the heater temperature before the heater is driven is used to determine the degree of warming of the fixing device, and the target temperature is determined based on the result. Alternatively, the temperature of the pressure roller surface is detected by a non-contact type temperature sensor or the like, and the target temperature is determined from the result.

しかしながら、これらの温度条件だけで目標温度を決めると、例えば直前のプリントジョブで通紙された記録材の枚数が異なれば、定着器全体の畜熱量が異なる。また、画像形成装置の設置環境によっては、スタンバイ中における定着器の冷え方も異なるので、次回のプリントジョブに対して精度の良い目標温度を決定することは困難である。様々な状況に応じて場合分けをし、制御する方法も考えられるが、操作が煩雑になり誤動作や誤検知を招く原因にも繋がる。ユーザー使用する記録材が多様化し、画像形成装置がより高速化する中で、条件に応じて適切な目標温度を決定することがますます重要になってきている。   However, if the target temperature is determined only by these temperature conditions, for example, if the number of recording materials passed in the immediately preceding print job is different, the amount of livestock heat of the entire fixing device is different. Also, depending on the installation environment of the image forming apparatus, the method of cooling the fixing device during standby is different, so it is difficult to determine an accurate target temperature for the next print job. A method of performing control according to various situations is also conceivable, but the operation becomes complicated, leading to a cause of malfunction or erroneous detection. As recording materials used by users diversify and image forming apparatuses become faster, it is becoming increasingly important to determine an appropriate target temperature according to conditions.

そこで実施例2では、本発明で使用する画像形成装置が電流検知回路30を元にして電力を制御できることに着目し、次のような方法によって適切な定着目標温度の設定を行う。   Therefore, in the second embodiment, paying attention to the fact that the image forming apparatus used in the present invention can control the power based on the current detection circuit 30, an appropriate fixing target temperature is set by the following method.

図8に本実施例におけるヒータ立ち上げ方法について説明する。図8(a)に立ち上げ時におけるサーミスタ温度のプロファイルを、(b)に制御フローチャートを示す。なお、電流検知回路30を用いて限界デューティDlimitを決定するまでの過程(S501〜S504)は実施例1と同様である為省略する。エンジンコントローラのヒータ制御部35がプリント信号を受け、ヒータの駆動を開始すると、まずヒータ11にDlimitに一定の掛け率を掛けたデューティ(一次デューティ=Dと呼ぶ)でヒータを点灯し立ち上げる(S601)。ここではDlimitに80%の掛け率を乗じた。一次デューティDはオフセット電力として投入するのではなく、実際の投入電力として点灯させ、PI制御は行わない。予め設定したレディ温度(=TRD)まで、一次デューティDでヒータを立ち上げる(S601)。ここではTRD=190℃と設定する。 FIG. 8 illustrates a heater startup method in the present embodiment. FIG. 8A shows a profile of the thermistor temperature at startup, and FIG. 8B shows a control flowchart. Note that the steps (S501 to S504) until the limit duty D limit is determined using the current detection circuit 30 are the same as those in the first embodiment, and thus will not be described. Receiving an engine controller heater controller 35 print signal and starts to drive the heater, up to light the heater first duty multiplied by the constant multiplying factor a D limit to the heater 11 (referred to as a primary duty = D 0) (S601). Here, D limit was multiplied by 80%. The primary duty D 0 is not to put an offset power is turned as the actual input power, PI control is not performed. The heater is started up with the primary duty D 0 until the ready temperature (= T RD ) set in advance (S601). Here, T RD = 190 ° C. is set.

定着器が室温状態に冷えた状態であれば、レディ温度(=190℃)に達するまで時間がかかり、ヒータオンからレディ温度到達までに投入した総電力量は多くなる。また反対に、定着器が十分に畜熱した状態であれば、レディ温度到達までの時間は短くなる。そこで、ヒータオンからレディ温度到達までの時間tRDを検知し、tRDの長さに応じて定着器の温まり具合を判断し定着目標温度を決定する(S602〜S603)。具体的にはヒータオンからレディ温度TRD到達までの時間が3.5秒未満であれば目標温度を200℃、3.5秒以上4.5秒未満であれば210℃、4.5秒以上であれば220℃と設定した。定着目標温度が決まれば、実施例1の表3に示す適切なオフセット電力が決まる(S604)。レディ温度に到達後ヒータはその温度を維持するためにPI制御に移行し、記録剤がニップに到達するタイミングに、レディ温度から定着目標温度に再立ち上げを行う。このタイミングに目標温度に応じたオフセット電力をI成分として再投入する(S605)。なお本実施例では一次デューティDを限界デューティDlimitの80%と決めたが、レディ温度までの立ち上がり時間をより短縮させたい場合は掛け率を増加させても良い。あるいは、レディ温度到達時のオーバーシュートを抑制する為には掛け率を減少させても良い。 If the fixing device is cooled to room temperature, it takes time to reach the ready temperature (= 190 ° C.), and the total amount of electric power input from the heater ON to the ready temperature is increased. On the other hand, if the fixing device is sufficiently stocked, the time until reaching the ready temperature is shortened. Therefore, the time t RD from the heater ON to the ready temperature reaching is detected, and the fixing target temperature is determined by judging the warming condition of the fixing device according to the length of t RD (S602 to S603). Specifically, 200 ° C. The target temperature as long time to ready temperature T RD arrival is less than 3.5 seconds from the heater ON, 210 ° C., 4.5 seconds or more is less than to 3.5 seconds 4.5 seconds If so, it was set to 220 ° C. When the fixing target temperature is determined, appropriate offset power shown in Table 3 of the first embodiment is determined (S604). After reaching the ready temperature, the heater shifts to PI control in order to maintain the temperature, and restarts from the ready temperature to the fixing target temperature at the timing when the recording material reaches the nip. At this timing, the offset power corresponding to the target temperature is input again as an I component (S605). In this embodiment, the primary duty D 0 is determined to be 80% of the limit duty D limit . However, if the rise time to the ready temperature is to be shortened, the multiplication rate may be increased. Alternatively, the multiplication rate may be decreased in order to suppress overshoot when the ready temperature is reached.

(実施例1との比較)
実施例1のように、ヒータ11の温度を検知するサーミスタ14によってプリント開始前のヒータ温度から、目標温度を決定する場合において、[1]定着器が冷めた状態から、1回目のジョブにおいて3枚の連続プリントを行い、ジョブ終了後ヒータの点灯が切れて10秒後のサーミスタ温度が80℃である場合と、[2]同じく1回目のジョブにおいて50枚の連続プリントを行い、ジョブ終了後40秒が経過してサーミスタ温度が80℃である場合について、次回プリントジョブにおける定着目標温度を同じように200℃と設定した場合の定着後画像について比較を行った。画像の比較はハーフトーン画像を印字させ、印字面を手で擦った際の画像の定着度合いで比較してみた。結果は、[2]のほうは十分に定着して剥がれや擦れは無いのに対して、[1]の定着画像はハーフトーンが剥がれ、定着性が弱くなっていた。
(Comparison with Example 1)
When the target temperature is determined from the heater temperature before the start of printing by the thermistor 14 that detects the temperature of the heater 11 as in the first embodiment, [1] From the state in which the fixing device is cooled, 3 in the first job. When the sheet is continuously printed, the heater is turned off after the job is finished, and the thermistor temperature is 80 ° C. 10 seconds later. [2] Similarly, 50 sheets are printed continuously in the first job. In the case where the thermistor temperature is 80 ° C. after 40 seconds, the images after fixing were compared when the fixing target temperature in the next print job was set to 200 ° C. in the same manner. The images were compared by comparing the degree of fixing of the image when a halftone image was printed and the printed surface was rubbed by hand. As a result, while [2] was sufficiently fixed and there was no peeling or rubbing, the fixed image of [1] had halftone peeled off and the fixing property was weak.

これら[1]、[2]のケースにおいて、実施例2のヒータ立ち上げ制御を行った場合、[1]のケースでは2回目のジョブにおいてヒータオンからレディ温度までにかかった時間は4.1秒であった。一方[2]のケースでは、レディ温度までの時間は3.2秒である。これらは定着器の畜熱状態の違いによる。図8(b)に示したフローチャートより、[1]のケースでは2回目のジョブの目標温度は210℃と判断され、[2]のケースでは200℃と判断される。それぞれの場合において、プリント後の定着画像を比較すると、両者とも良好な定着性を示した。   In the cases [1] and [2], when the heater start-up control of the second embodiment is performed, in the case [1], the time taken from the heater on to the ready temperature in the second job is 4.1 seconds. Met. On the other hand, in the case [2], the time until the ready temperature is 3.2 seconds. These are due to the difference in the heat storage state of the fixing device. From the flowchart shown in FIG. 8B, the target temperature of the second job is determined to be 210 ° C. in the case [1], and is determined to be 200 ° C. in the case [2]. In each case, when the fixed images after printing were compared, both showed good fixability.

このように、一定の電力を投入し、レディ温度に到達するまでの時間に応じて目標温度を決定することにより、定着器の畜熱度合いを正確に検知できるので、正確な目標温度設定が可能となる。   In this way, it is possible to accurately detect the degree of livestock heat in the fixing device by determining the target temperature according to the time it takes to reach the ready temperature by supplying a certain amount of power, so it is possible to set the target temperature accurately. It becomes.

また、ユーザーが選択する定着モードや、通紙する記録剤の種類によっては、定着目標温度が上記に設定した190℃よりも低くなる場合もある。このようなケースでは、レディ温度を低く設定し、且つレディ温度までに投入する一次デューティの掛け率を低く設定すればよい。   Further, depending on the fixing mode selected by the user and the type of the recording material to be passed, the fixing target temperature may be lower than 190 ° C. set as described above. In such a case, the ready temperature may be set low and the multiplication rate of the primary duty that is input before the ready temperature may be set low.

さらに、一定電力をある所定の時間投入したときに到達する温度によって、目標温度を決定するような制御を行っても同様の効果を得ることができる。   Furthermore, the same effect can be obtained even if control is performed such that the target temperature is determined based on the temperature reached when constant power is applied for a predetermined time.

(実施例2の他の実施形態)
上記例では、ヒータ11の立ち上げ時において、レディ温度まで一定の電力を投入して、レディ温度到達時間までの時間を比較することによって目標温度を決定したが、例えば、ヒータオンから、所定の初期オフセット電力を投入して、PI制御によってレディ温度まで立ち上げた場合でも、レディ温度に達するまでにヒータ11に投入した総電力量を検知し、総電力量を比較することで目標温度を決定しても同様の効果を得ることができる。つまり、ヒータオンからPI制御を開始し、実際にヒータを点灯しているデューティを積算すれば、総電力量としてどれだけ投入されたかが把握できる。その結果、定着器が冷めた状態であれば、レディ温度までに投入される総電力量が多くなるので、その場合は目標温度を高く設定し、逆にレディ温度に到達するまでに投入される総電力量が少なければ、目標温度を低く設定すればよい。
(Other embodiment of Example 2)
In the above example, when the heater 11 is started, the target temperature is determined by supplying a constant power to the ready temperature and comparing the time until the ready temperature arrival time. Even when offset power is input and the temperature is raised to the ready temperature by PI control, the target temperature is determined by detecting the total amount of power input to the heater 11 until the ready temperature is reached and comparing the total amount of power. However, the same effect can be obtained. That is, if the PI control is started from the heater ON and the duty for actually turning on the heater is integrated, it is possible to grasp how much the total electric energy has been supplied. As a result, if the fixing device is in a cooled state, the total amount of electric power supplied until the ready temperature is increased. In this case, the target temperature is set high, and conversely, the electric power is supplied until the ready temperature is reached. If the total amount of power is small, the target temperature may be set low.

本発明の画像形成装置を表す概略断面図である。1 is a schematic sectional view showing an image forming apparatus of the present invention. 本発明の加熱定着装置を表す概略断面図である。It is a schematic sectional drawing showing the heat fixing apparatus of this invention. 本発明の加熱ヒータと電流検知回路の構成を表す概略回路図である。It is a schematic circuit diagram showing the structure of the heater and current detection circuit of this invention. 本発明の電流検知回路によるヒータ点灯限界デューティDlimitを算出するフローチャートである。It is a flowchart which calculates the heater lighting limit duty Dlimit by the electric current detection circuit of this invention. 実施例1のヒータ立ち上げ方法と従来方法を比較するヒータ温度のプロファイルである。It is a heater temperature profile comparing the heater start-up method of Example 1 and the conventional method. 実施例1の最良の形態を示すヒータ温度のプロファイルである。2 is a heater temperature profile showing the best mode of Example 1. FIG. 実施例1の他の実施形態を示すヒータ温度のプロファイルである。It is a profile of the heater temperature which shows other embodiment of Example 1. FIG. 実施例2のヒータ立ち上げ方法を示すヒータ温度のプロファイルである。6 is a heater temperature profile showing a heater start-up method of Example 2. 実施例2のヒータ立ち上げ方法を説明するフローチャートである。6 is a flowchart illustrating a heater start-up method according to the second embodiment.

符号の説明Explanation of symbols

1 感光ドラム
2 帯電ローラ
3 スキャナー
4 現像装置
5 転写ローラ
6 加熱定着装置
7 クリーニング装置
8 トップセンサ
9 排紙センサ
10 定着部材
11 加熱ヒータ
11a セラミック基板
11b 通電発熱抵抗層
12 ステイホルダー
13 定着フィルム(金属スリーブ)
14 温度検知素子(サーミスタ)
15 保護層
20 加圧ローラ(加圧部材)
21 芯金
22 弾性層
23 フッ素樹脂離型層
30 電流検知回路
31 半波整流回路部
32 積分回路部
33 差動増幅回路部
34 ピークホールド回路部
35 エンジンコントローラのヒータ制御部
36 カレントトランス
P 記録材
L レーザー光
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Photosensitive drum 2 Charging roller 3 Scanner 4 Developing device 5 Transfer roller 6 Heating and fixing device 7 Cleaning device 8 Top sensor 9 Paper discharge sensor 10 Fixing member 11 Heating heater 11a Ceramic substrate 11b Energizing heating resistance layer 12 Stay holder 13 Fixing film (metal) sleeve)
14 Temperature sensing element (Thermistor)
15 Protective layer 20 Pressure roller (Pressure member)
21 Core Bar 22 Elastic Layer 23 Fluorine Resin Release Layer 30 Current Detection Circuit 31 Half-Wave Rectification Circuit Unit 32 Integration Circuit Unit 33 Differential Amplification Circuit Unit 34 Peak Hold Circuit Unit 35 Heater Control Unit 36 of Engine Controller Current Transformer P Recording Material L Laser light

Claims (9)

加熱ヒータを有する加熱部材と、加圧部材とが互いに圧接して形成される定着ニップ部に、未定着トナー像が保持された記録剤を通過させて加熱定着する画像形成装置において、
該画像形成装置は、加熱ヒータに投入する電力を制御する電力制御手段と、
加熱ヒータの温度を検知する温度検知手段を有し、
記録剤の加熱定着を行う際の定着目標温度に応じて、加熱ヒータの立ち上げ時に投入する電力を変化させることを特徴とする画像形成装置。
In an image forming apparatus that heats and fixes a recording material on which an unfixed toner image is passed through a fixing nip formed by a heating member having a heater and a pressure member pressed against each other,
The image forming apparatus includes: a power control unit that controls power supplied to the heater;
Having temperature detecting means for detecting the temperature of the heater,
An image forming apparatus characterized in that the electric power supplied when the heater is started up is changed according to a fixing target temperature at the time of performing heat fixing of the recording agent.
前記電力制御手段は、加熱ヒータに流れる電流値を検知する電流検知手段であり、
加熱ヒータ立ち上げ時に投入する電力は、定着目標温度に応じて予め設定した電流値に相当するデューティにより決定することを特徴とする請求項1に記載の画像形成装置。
The power control means is current detection means for detecting a current value flowing through the heater,
The image forming apparatus according to claim 1, wherein the electric power input when the heater is started is determined by a duty corresponding to a preset current value in accordance with a fixing target temperature.
前記電力制御手段は、入力電源電圧を検出する電圧検知手段であり、
加熱ヒータ立ち上げ時に投入する電力は、検知した入力電圧値と定着目標温度に応じて予め設定したデューティにより決定することを特徴とする請求項1に記載の画像形成装置。
The power control means is voltage detection means for detecting an input power supply voltage,
The image forming apparatus according to claim 1, wherein the electric power to be input when the heater is started is determined by a duty set in advance according to the detected input voltage value and the fixing target temperature.
前記加熱ヒータは、PI制御あるいはPID制御によって制御され、加熱ヒータ立ち上げ時に変化させる電力は、PI制御あるいはPID制御のI制御成分(積分制御成分=オフセット電力)として投入させることを特徴とする請求項1〜3いずれかに記載の画像形成装置。   The heater is controlled by PI control or PID control, and electric power to be changed when the heater is started up is input as an I control component (integral control component = offset power) of PI control or PID control. Item 4. The image forming apparatus according to any one of Items 1 to 3. 前記定着目標温度は、加熱ヒータ立ち上げ前のヒータ温度検知手段の検知温度に応じて決定することを特徴とする請求項1〜4いずれかに記載の画像形成装置。   5. The image forming apparatus according to claim 1, wherein the fixing target temperature is determined according to a temperature detected by a heater temperature detecting unit before starting up the heater. 前記加熱ヒータ立ち上げ時において、まず最初に一定の固定電力をヒータに投入し、定着目標温度より低い温度で設定したレディ温度(待機温度)までヒータを立ち上げ、レディ温度までの立ち上がり時間に応じて定着目標温度を決定し、その定着目標温度に対応した電力を、レディ温度からの再立ち上げ時に投入することを特徴とする請求項1〜4いずれかに記載の画像形成装置。   When the heater is started up, a fixed power is first applied to the heater, the heater is started up to a ready temperature (standby temperature) set at a temperature lower than the fixing target temperature, and the rise time until the ready temperature is reached. 5. The image forming apparatus according to claim 1, wherein the fixing target temperature is determined, and electric power corresponding to the fixing target temperature is input at the time of restarting from the ready temperature. 前記画像形成装置は、所定のタイミングから通電した電力を積算する手段を有し、
前記加熱ヒータ立ち上げ時において、定着目標温度より低い温度で設定したレディ温度(待機温度)までヒータを立ち上げ、立ち上げ開始からレディ温度到達までに投入した積算電力量に応じて、定着目標温度を決定し、その定着目標温度に応じた電力を、レディ温度からの再立ち上げ時に投入することを特徴とする請求項1〜4いずれかに記載の画像形成装置。
The image forming apparatus has means for integrating electric power supplied from a predetermined timing,
When the heater is started up, the heater is started up to a ready temperature (standby temperature) set at a temperature lower than the fixing target temperature, and the fixing target temperature is determined according to the integrated electric energy input from the start of startup to the ready temperature reaching. 5. The image forming apparatus according to claim 1, wherein power corresponding to the fixing target temperature is input at the time of restarting from the ready temperature.
前記加熱定着装置は、スタンバイ中に加熱ヒータに通電を行わず、クイックスタート性に優れた構成であることを特徴とする請求項1〜7いずれかに記載の画像形成装置。   The image forming apparatus according to any one of claims 1 to 7, wherein the heat fixing device does not energize the heater during standby and has a quick start property. 前記加熱定着装置の定着部材は、可撓性の薄肉定着フィルムを有する、フィルム加熱方式の加熱定着装置であることを特徴とする請求項8に記載の画像形成装置。   The image forming apparatus according to claim 8, wherein the fixing member of the heat fixing device is a film heating type heat fixing device having a flexible thin fixing film.
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Cited By (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2008009310A (en) * 2006-06-30 2008-01-17 Toshiba Corp Fixing apparatus, image forming apparatus, and fixing temperature control method
JP2009069371A (en) * 2007-09-12 2009-04-02 Ricoh Co Ltd Image forming apparatus
WO2010106932A1 (en) * 2009-03-18 2010-09-23 Ricoh Company, Ltd. Fixation device and image forming apparatus
JP2011191508A (en) * 2010-03-15 2011-09-29 Ricoh Co Ltd Fixing device and image forming apparatus
EP2500779A2 (en) 2011-03-18 2012-09-19 Ricoh Company, Ltd. Current-supply control unit, fusing device, image forming apparatus, and current-supply control method
JP2016092887A (en) * 2014-10-30 2016-05-23 コニカミノルタ株式会社 Image forming apparatus
JP2017049411A (en) * 2015-09-01 2017-03-09 コニカミノルタ株式会社 Image forming apparatus, image forming system, and heating amount control method
JP2017053956A (en) * 2015-09-08 2017-03-16 キヤノン株式会社 Image forming apparatus
JP2019012113A (en) * 2017-06-29 2019-01-24 京セラドキュメントソリューションズ株式会社 Fixation device and image formation device
US11448987B2 (en) 2020-03-31 2022-09-20 Canon Kabushiki Kaisha Image forming apparatus
JP2022166734A (en) * 2021-04-21 2022-11-02 沖電気工業株式会社 image forming device
JP2022551040A (en) * 2020-09-07 2022-12-07 ケーティー アンド ジー コーポレイション aerosol generator

Cited By (21)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2008009310A (en) * 2006-06-30 2008-01-17 Toshiba Corp Fixing apparatus, image forming apparatus, and fixing temperature control method
JP2009069371A (en) * 2007-09-12 2009-04-02 Ricoh Co Ltd Image forming apparatus
US8953967B2 (en) 2009-03-18 2015-02-10 Ricoh Company, Ltd. Fixation device having temperature control and image forming apparatus including the same
WO2010106932A1 (en) * 2009-03-18 2010-09-23 Ricoh Company, Ltd. Fixation device and image forming apparatus
JP2011191508A (en) * 2010-03-15 2011-09-29 Ricoh Co Ltd Fixing device and image forming apparatus
CN102681409B (en) * 2011-03-18 2015-03-25 株式会社理光 Heater energization control device and method thereof, fixing device and image forming device
US20120237248A1 (en) * 2011-03-18 2012-09-20 Ricoh Company, Ltd. Current-supply control unit, fusing device, image forming apparatus, and current-supply control method
EP2500779A3 (en) * 2011-03-18 2012-11-14 Ricoh Company, Ltd. Current-supply control unit, fusing device, image forming apparatus, and current-supply control method
US8818229B2 (en) 2011-03-18 2014-08-26 Ricoh Company, Ltd. Current-supply control unit, fusing device, image forming apparatus, and current-supply control method
CN102681409A (en) * 2011-03-18 2012-09-19 株式会社理光 Heater energization control device and method thereof, fixing device and image forming device
EP2500779A2 (en) 2011-03-18 2012-09-19 Ricoh Company, Ltd. Current-supply control unit, fusing device, image forming apparatus, and current-supply control method
JP2016092887A (en) * 2014-10-30 2016-05-23 コニカミノルタ株式会社 Image forming apparatus
JP2017049411A (en) * 2015-09-01 2017-03-09 コニカミノルタ株式会社 Image forming apparatus, image forming system, and heating amount control method
JP2017053956A (en) * 2015-09-08 2017-03-16 キヤノン株式会社 Image forming apparatus
JP2019012113A (en) * 2017-06-29 2019-01-24 京セラドキュメントソリューションズ株式会社 Fixation device and image formation device
US11448987B2 (en) 2020-03-31 2022-09-20 Canon Kabushiki Kaisha Image forming apparatus
JP2022551040A (en) * 2020-09-07 2022-12-07 ケーティー アンド ジー コーポレイション aerosol generator
JP7465953B2 (en) 2020-09-07 2024-04-11 ケーティー アンド ジー コーポレイション Aerosol Generator
US12185766B2 (en) 2020-09-07 2025-01-07 Kt&G Corporation Aerosol generating device
JP2022166734A (en) * 2021-04-21 2022-11-02 沖電気工業株式会社 image forming device
JP7567641B2 (en) 2021-04-21 2024-10-16 沖電気工業株式会社 Image forming device

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