JP2010032572A - Temperature control method for fixing device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、電子写真式印刷装置における定着装置の温度制御方法に関するものである。 The present invention relates to a temperature control method for a fixing device in an electrophotographic printing apparatus.
電子写真方式を利用する印刷装置においては、用紙上の未定着トナー像を定着する装置として、いわゆるヒートローラ方式が多用されている。これは1本のローラに加熱源としてヒータランプを内蔵した加熱ローラと、前記加熱ローラと圧接可能に設けられた加圧ローラとの間に未定着トナー像を保持した用紙を通して挟持搬送させることによりトナー像を熱定着させるものである。トナー像の熱定着には最適の温度があり、制御部では最適温度を含む任意の温度範囲を維持するように、温度検出器にて加熱ローラの温度を検出して、ヒータランプの点灯または消灯を制御している。 In a printing apparatus using an electrophotographic system, a so-called heat roller system is frequently used as an apparatus for fixing an unfixed toner image on a sheet. This is achieved by sandwiching and transporting a sheet holding an unfixed toner image between a heating roller having a heater lamp built in as one heating source and a pressure roller provided so as to be in pressure contact with the heating roller. The toner image is heat-fixed. There is an optimum temperature for thermal fixing of the toner image, and the control unit detects the temperature of the heating roller so that an arbitrary temperature range including the optimum temperature is maintained, and the heater lamp is turned on or off. Is controlling.
ところで、印刷動作においてはヒータランプを点灯することにより熱エネルギーを発生させるが、加熱ローラと加圧ローラとの間を通過する用紙に熱エネルギーが奪われて行く。よって、トナー像を用紙に定着させながら印刷するためには、トナーを溶かすために必要な熱エネルギーに加えて、搬送される用紙に奪われる熱エネルギーの分を余分に供給する必要がある。 By the way, in the printing operation, heat energy is generated by turning on the heater lamp, but the heat energy is deprived by the paper passing between the heating roller and the pressure roller. Therefore, in order to print while fixing the toner image on the paper, it is necessary to supply an extra portion of the heat energy taken away by the conveyed paper in addition to the heat energy necessary to melt the toner.
ヒータランプのON/OFF制御としては、トナー像を用紙に定着するために必要な制御温度よりも加熱ローラの表面温度が低い場合に、単純にヒータランプをONするのではなく、電気信号的にヒータランプの制御信号をON/OFFすることにより、安定した温度に保つ制御が広く採用されている。このON/OFFの割合(以下、ON DUTYと称す)は、安定走行中において、加熱ローラの表面温度が安定して制御温度に保たれるように設定される。 For heater lamp ON / OFF control, when the surface temperature of the heating roller is lower than the control temperature required to fix the toner image on the paper, the heater lamp is not simply turned on, Control that maintains a stable temperature by turning on / off the control signal of the heater lamp is widely adopted. This ON / OFF ratio (hereinafter referred to as ON DUTY) is set so that the surface temperature of the heating roller is stably maintained at the control temperature during stable running.
印刷停止中には加圧ローラは加熱ローラと圧接しておらず、更には用紙は停止しており、この状態で加熱ローラの表面温度は制御温度に保たれている。従って、印刷開始時には加圧ローラおよび搬送される用紙に熱エネルギーを奪われるため、一時的に加熱ローラの表面温度は大きく低下することになる。この影響により、用紙上のトナー像を用紙に定着するために必要な熱エネルギーを供給できずに、定着不良が発生するという問題がある。 While printing is stopped, the pressure roller is not in pressure contact with the heating roller, and the paper is further stopped. In this state, the surface temperature of the heating roller is kept at the control temperature. Accordingly, since the heat energy is lost to the pressure roller and the conveyed paper at the start of printing, the surface temperature of the heating roller is temporarily greatly reduced. Due to this influence, there is a problem that a fixing failure occurs because the heat energy necessary for fixing the toner image on the paper to the paper cannot be supplied.
本発明の目的は、印刷開始時の加熱ローラの温度低下を抑え、更には印刷時に必要となる加熱ローラの表面温度を保つことが可能な定着装置の温度制御方法を提供することである。 SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide a temperature control method for a fixing device capable of suppressing a temperature drop of a heating roller at the start of printing and further maintaining a surface temperature of the heating roller required at the time of printing.
前記目的を達成するため、本発明は、ヒータを内蔵した加熱ローラと、前記加熱ローラに対し圧接可能に設けられた加圧ローラと、前記加熱ローラの表面温度を検出する温度検出手段を有し、前記加熱ローラおよび加圧ローラの圧接部にてトナー像を保持した長尺に連続した帯状の用紙を加熱および加圧しながら挟持搬送し、前記トナー像を用紙に定着させる印刷装置の定着装置において、印刷開始から一定期間の加熱ローラの表面温度を前記温度検出手段により検出し、加熱ローラの表面温度の遷移に基づいて、次回の印刷開始時にヒータをONする制御時間を決定することを特徴とするものである。 In order to achieve the above object, the present invention comprises a heating roller having a built-in heater, a pressure roller provided so as to be able to press against the heating roller, and a temperature detecting means for detecting the surface temperature of the heating roller. In a fixing device of a printing apparatus, a long continuous belt-shaped sheet holding a toner image at a pressure contact portion between the heating roller and the pressure roller is nipped and conveyed while being heated and pressed, and the toner image is fixed on the sheet. The surface temperature of the heating roller for a certain period from the start of printing is detected by the temperature detecting means, and the control time for turning on the heater at the start of the next printing is determined based on the transition of the surface temperature of the heating roller. To do.
本発明によれば、印刷開始時の加熱ローラの温度低下を抑止し、温度低下による定着不良を発生させずに、更には印刷時に必要となる加熱ローラの表面温度を保つことが可能な定着装置の温度制御方法を実現できる。 According to the present invention, a fixing device that suppresses the temperature drop of the heating roller at the start of printing, can maintain the surface temperature of the heating roller required during printing without causing a fixing defect due to the temperature reduction. Temperature control method can be realized.
本発明によれば従来技術における問題は、印刷開始時の加熱ローラの表面温度の状態遷移を検出し、そのデータに基づいて、次回印刷時における印刷開始時のヒータランプのON DUTYを決定することにより解決される。 According to the present invention, the problem in the prior art is that the state transition of the surface temperature of the heating roller at the start of printing is detected, and the heater lamp ON DUTY at the start of printing at the next printing is determined based on the data. It is solved by.
以下、本発明の実施例を図面を参照しながら説明する。図1に電子写真装置に用いる加熱、加圧定着装置の概略構成を示す。 Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 shows a schematic configuration of a heating and pressure fixing device used in an electrophotographic apparatus.
定着装置は、互いに圧接可能な一対の加熱ローラ2と加圧ローラ4、ならびに加熱ローラ2と対向し加熱ローラ2の温度を検出する温度検出器11を備えている。なお、本実施例においては、温度検出器11は3個配置されている構成とした。加熱ローラ2は、金属からなる芯金部材と、離型性弾性体からなり、内部に加熱ローラ2を加熱する加熱源として、ヒータランプ3が具備されている。
The fixing device includes a pair of heating roller 2 and
また、加熱ローラ2の温度は、温度検出器11の出力に基づいて制御装置5によって制御されている。加熱ローラ2の温度は、温度検出器11により常時検出される。温度検出器11によって検出された検出温度は、制御装置5に出力され、制御装置5は検出温度に基づいてヒータランプ3を点灯または消灯する。ここで、印刷可能となる加熱ローラ2の表面温度を制御温度と定義すると、温度検出器11の出力は制御装置5において制御温度と比較され、図3に示すように、制御温度よりも加熱ローラ2の表面温度が低い場合に、単純にヒータランプ3をONするのではなく、ヒータランプ3の制御信号をON/OFF繰り返し制御することにより、安定して制御温度に保つ制御が採用されている。ヒータランプ3のON DUTYは安定走行中において、加熱ローラ2の表面温度が安定して制御温度に保たれるような設定値となっている。
The temperature of the heating roller 2 is controlled by the
上述した温度制御は印刷開始時にも実施されるが、印刷開始時には加圧ローラ4および搬送される用紙に熱エネルギーを奪われるため、一時的に加熱ローラ2の表面温度は大きく低下することになる。
Although the temperature control described above is also performed at the start of printing, since the heat energy is lost to the
本発明による定着装置の温度制御方法に関して説明する。図4は印刷開始時の加熱ローラ表面温度の温度遷移図であり、縦軸は加熱ローラ2の表面温度、横軸が時間を表す。また、図2は本発明の実施例に係る制御装置5のブロック図である。
The temperature control method of the fixing device according to the present invention will be described. FIG. 4 is a temperature transition diagram of the heating roller surface temperature at the start of printing. The vertical axis represents the surface temperature of the heating roller 2 and the horizontal axis represents time. FIG. 2 is a block diagram of the
図2ならびに図4を用いて、定着装置の温度制御方法を説明する。温度検出器11により検出された加熱ローラ2の表面温度データは、メイン制御部12へと送られ、その温度データに基づいて、メイン制御部12にてヒータランプ3のON/OFFの判断がなされる。メイン制御部12は、ヒータランプ制御部13を介して、ヒータランプ3をON/OFF制御する。
A temperature control method of the fixing device will be described with reference to FIGS. 2 and 4. The surface temperature data of the heating roller 2 detected by the
図4より、通常は印刷開始時の加熱ローラ2の表面温度は、制御温度T1に保たれている。印刷開始時の用紙搬送開始(図4のt1のタイミング)から、温度検出器11よる加熱ローラ2の表面温度の監視を開始し、温度検出器11にて検出された加熱ローラ2の表面温度データはメイン制御部12へと送られる。なお、表面温度の監視は、加熱ローラ2の表面温度が一度低下してから制御温度T1へと復帰するまでの期間(図4のt1からt2の期間)実施する。ここで、加熱ローラ2の表面温度を検出する期間は、メイン制御部12にて、タイマ15を使って時間計測される。監視期間のうちで最も低い温度をT2とし、制御温度T1と温度T2との差をΔTとする。また、用紙搬送開始から加熱ローラ2の表面温度が制御温度T1に復帰するまでの時間をΔtとする。前記ΔTとΔtとをパラメータとして、予め設定されたON DUTY補正テーブルより、次回印刷時の印刷開始時におけるヒータランプ3のON DUTY補正値を決定する。図6はON DUTY補正テーブルの一例を表す図である。このON DUTY補正テーブルのデータは記憶装置14に配置され、メイン制御部12によって読み出される。メイン制御部12は、前記したΔTデータとΔtデータより、ON DUTY補正テーブル中の補正データを決定する。
From FIG. 4, usually the surface temperature of the heating roller 2 at the start printing is maintained at controlled temperature T 1. From the paper conveyance start at the start of printing (timing t 1 in FIG. 4), and begins monitoring the surface temperature of the heating roller 2 by a
このようにして決定したON DUTY補正値を適用した加熱ローラ2の表面温度の状態遷移図を図5に示す。縦軸は加熱ローラ2の表面温度、横軸は時間を表す。前記したON DUTY補正値は、印刷開始時に最初に加熱ローラ2の表面温度が制御温度より下回ってから、再び制御温度まで上昇するまでの期間に適用される。これ以降は、通常の安定走行用に設定したON DUTYによってヒータランプ3を制御する。これにより、加熱ローラ2の表面温度を安定して制御温度に保つことが可能となる。
FIG. 5 shows a state transition diagram of the surface temperature of the heating roller 2 to which the ON DUTY correction value thus determined is applied. The vertical axis represents the surface temperature of the heating roller 2, and the horizontal axis represents time. The above ON DUTY correction value is applied during a period from when the surface temperature of the heating roller 2 first falls below the control temperature to when the printing starts, until it rises to the control temperature again. Thereafter, the
なお、前記した制御テーブル値は用紙の連量、厚さ、用紙幅、更には温湿度や気圧によって特性が異なるため、それぞれをパラメータとして、制御テーブルを複数個設定しても良い。 Since the control table value has different characteristics depending on the continuous amount of paper, thickness, paper width, and temperature / humidity and atmospheric pressure, a plurality of control tables may be set using each as a parameter.
以上の制御により印刷開始時の加熱ローラ2の表面温度の温度低下を抑える定着装置の温度制御を実現できる。 With the above control, it is possible to realize temperature control of the fixing device that suppresses the temperature drop of the surface temperature of the heating roller 2 at the start of printing.
高温で制御する熱源を備えた装置で、停止と駆動を繰り返すような装置においても適用可能である。 The present invention can also be applied to an apparatus having a heat source controlled at a high temperature and repeatedly stopping and driving.
2は加熱ローラ、3はヒータランプ、4は加圧ローラ、5は制御装置、11は温度検出器、Wは用紙である。 2 is a heating roller, 3 is a heater lamp, 4 is a pressure roller, 5 is a control device, 11 is a temperature detector, and W is paper.
Claims (1)
印刷開始から一定期間の加熱ローラの表面温度を前記温度検出手段により検出し、加熱ローラの表面温度の遷移に基づいて、次回の印刷開始時にヒータをONする制御時間を決定することを特徴とする定着装置の温度制御方法。 A heating roller having a built-in heater; a pressure roller provided so as to be capable of being pressed against the heating roller; and temperature detecting means for detecting a surface temperature of the heating roller. In a fixing device of a printing apparatus for holding and conveying a continuous belt-like sheet having a long and continuous toner image while heating and pressurizing the toner image on the sheet,
The surface temperature of the heating roller for a certain period from the start of printing is detected by the temperature detecting means, and a control time for turning on the heater at the start of the next printing is determined based on the transition of the surface temperature of the heating roller. Method for controlling temperature of fixing device.
Priority Applications (1)
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JP2008191602A JP2010032572A (en) | 2008-07-25 | 2008-07-25 | Temperature control method for fixing device |
Applications Claiming Priority (1)
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Cited By (1)
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US8699906B2 (en) | 2009-09-25 | 2014-04-15 | Ricoh Company, Limited | Printing system provided with preheaters |
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2008
- 2008-07-25 JP JP2008191602A patent/JP2010032572A/en active Pending
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