JP2015129789A

JP2015129789A - image forming apparatus

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Publication number: JP2015129789A
Application number: JP2014000168A
Authority: JP
Inventors: 藤本一平; Ippei Fujimoto; 岸和人; Kazuto Kishi; 本多春之; Haruyuki Honda; 川端圭輔; Keisuke Kawabata; 山口嘉紀; Yoshinori Yamaguchi; 石ヶ谷康功; Yasuko Ishigaya
Original assignee: Ricoh Co Ltd
Current assignee: Ricoh Co Ltd
Priority date: 2014-01-06
Filing date: 2014-01-06
Publication date: 2015-07-16

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To arrange heat sources in a longitudinal direction to heat a sheet according to a width thereof, and to reduce device cost by reducing the number of safety devices.SOLUTION: An image forming apparatus 2 includes: a fixing member 38 which comes into contact with a recording material with an unfixed image carried thereon; a pressure member 30 which forms a fixing nip part with the fixing member; a heat source 31 having a plurality of heating areas formed in a longitudinal direction; and a power source 76 which supplies power to the heat source. First power-supply control means 77 is arranged in wiring between a longitudinal-center heating area 71 and a power source 76. The first power-supply control means 77 and at least another power-supply control means 78 or 79 are arranged in wiring between the power source 76 and heating areas 72, 73 or 74, 75 other than the heating area 71. Power is supplied to the heating areas 72, 73 or 74, 75 only when the power is supplied to the heating area 71.

Description

本発明は、複写機、プリンタ、ファクシミリ等の画像形成装置に関する。 The present invention relates to an image forming apparatus such as a copying machine, a printer, and a facsimile.

複写機、プリンタ、ファクシミリ等の画像形成装置では、像担持体上に画像情報に基づいてトナー像を形成し、該トナー像を紙やＯＨＰシート等の記録材上に転写し、トナー像を担持した記録材を定着装置に通して熱と圧力によりトナー像を記録材上に固定する。 In an image forming apparatus such as a copying machine, a printer, or a facsimile, a toner image is formed on an image carrier based on image information, the toner image is transferred onto a recording material such as paper or an OHP sheet, and the toner image is carried. The recorded material is passed through a fixing device, and the toner image is fixed on the recording material by heat and pressure.

「熱ローラ方式」
熱ローラ方式の定着装置は、ハロゲンヒータや誘導加熱のコイルなどの熱源により加熱される定着ローラと加圧ローラでニップ部を形成し、画像を担持した記録材をニップ部に通すことで、熱と圧力によりトナーを溶融させて定着させる。定着ローラ方式は安全性や高速機への対応性等の観点から広く用いられている。 "Thermal roller system"
A heat roller type fixing device forms a nip portion with a fixing roller heated by a heat source such as a halogen heater or an induction heating coil and a pressure roller, and passes a recording material carrying an image through the nip portion. The toner is melted and fixed by pressure. The fixing roller method is widely used from the viewpoints of safety and compatibility with high speed machines.

省エネルギーを実現する定着装置としては、ベルト及びフィルム方式のものがよく用いられており、断熱ローラを外部から加熱する方式や、画像情報を基に画像領域のみを選択的に加熱する技術が知られている。 As a fixing device for realizing energy saving, a belt and film type are often used, and a method for heating the heat insulating roller from the outside and a technique for selectively heating only an image area based on image information are known. ing.

「フィルム方式での画像域選択加熱」
省エネルギーの定着装置としてはフィルム方式がある。これは例えば、薄肉円筒状の耐熱性フィルムに接触する板状の抵抗加熱体と加圧ローラで、フィルムと記録材を密着して挟み込み、熱エネルギーを記録材に与える構成を有する（特許文献１）。フィルムが約１００μｍ程度と薄いため、熱容量の小さい抵抗加熱体の温度を上昇させるだけで済むので、装置の立ち上がり時間を短縮でき、予熱電力を削減できる。 "Image area selective heating by film method"
There is a film type as an energy-saving fixing device. For example, a plate-like resistance heating body and a pressure roller that are in contact with a thin-walled cylindrical heat-resistant film have a structure in which the film and the recording material are intimately sandwiched to give thermal energy to the recording material (Patent Document 1). ). Since the film is as thin as about 100 μm, it is only necessary to raise the temperature of the resistance heating body having a small heat capacity, so that the rise time of the apparatus can be shortened and the preheating power can be reduced.

さらに記録材上に形成された画像に合わせて、加熱体の制御温度や加熱域を変化させ、非画像領域（画像形成領域における画像が存在しない部分）へのエネルギー供給を削減することで、省エネルギーを実現することができる。 Furthermore, energy saving is achieved by changing the control temperature and heating area of the heating body in accordance with the image formed on the recording material, and reducing the energy supply to the non-image area (the area where no image is present in the image forming area). Can be realized.

しかし、約１００μｍ程度の薄いフィルムを用いた定着装置の場合、最大通紙幅よりも小さい幅の記録材が通紙されたとき、記録材が通紙されない非通紙領域は、熱エネルギーが消費されないにも拘わらず、通紙領域と同様に所定の発熱量で加熱される。そのため、非通紙領域の温度は通紙領域よりも上昇することになる。特に、薄いフィルムを用いるとフィルムの熱容量が小さいので、温度上昇が顕著となる。特許文献２では、定着部材の中央部と両端部とを個別に加熱する発熱体と、中央部と端部の表面温度を個別に検出する温度センサと、検出温度に基づいて中央部加熱用発熱体と両端部加熱用発熱体の加熱制御をする制御部とを備えた画像形成装置が開示されている。これにより、通紙幅に合わせた加熱制御を行うことで、非通紙領域の温度上昇を防止できる。 However, in the case of a fixing device using a thin film of about 100 μm, when a recording material having a width smaller than the maximum sheet passing width is passed, heat energy is not consumed in a non-sheet passing area where the recording material is not passed. Nevertheless, it is heated with a predetermined calorific value in the same manner as in the paper passing area. For this reason, the temperature of the non-sheet passing area is higher than that of the sheet passing area. In particular, when a thin film is used, since the heat capacity of the film is small, the temperature rise becomes remarkable. In Patent Document 2, a heating element that individually heats the central portion and both end portions of the fixing member, a temperature sensor that individually detects the surface temperature of the central portion and the end portion, and heat generation for heating the central portion based on the detected temperature. An image forming apparatus is disclosed that includes a body and a control unit that controls heating of a heating element for heating both ends. Thereby, the temperature control of the non-sheet passing area can be prevented by performing the heating control according to the sheet passing width.

特許文献３の定着装置は中央付近に安全素子を１個有しており、低コストである。しかし、発熱量がなだらかにしか変化しないため、小サイズ紙通紙時、非通紙領域の発熱量が依然として多くなり、低温環境や厚紙通紙時等のヒータ点灯率が高くなる場合には、やはり非通紙部の過昇温が問題となり、ＣＰＭダウンが生じてしまう。 The fixing device of Patent Document 3 has one safety element near the center, and is low in cost. However, since the amount of heat generated changes only gently, the amount of heat generated in the non-sheet-passing area is still large when passing through small-size paper, and when the heater lighting rate is high during low-temperature environments or when passing cardboard, Again, excessive temperature rise in the non-sheet passing portion becomes a problem and CPM down occurs.

特許文献４は、ウォームアップ時及び大サイズ紙通紙時に、中央用ヒータと端部用ヒータに通電し、小サイズ紙通紙時は中央用ヒータのみに通電を行う定着装置を開示している。温度センサは、中央部と端部にそれぞれ１個ずつ設置され、中央部の温度センサにより中央用ヒータを、端部の温度センサにより端部用ヒータを制御している。この装置では、小サイズ通紙時に端部用ヒータを略ＯＦＦにできるため非通紙部の過昇温の問題がなく、ＣＰＭダウンが生じない。しかしながら、それぞれ独立した制御系が必要なため装置構成が複雑であり、コスト高である。 Patent Document 4 discloses a fixing device that energizes the central heater and the end heater during warm-up and large-size paper passing, and energizes only the central heater when small-size paper passes. . One temperature sensor is installed at each of the center and the end, and the center heater is controlled by the temperature sensor at the center and the end heater is controlled by the temperature sensor at the end. In this apparatus, since the end heater can be substantially turned off when a small size sheet is passed, there is no problem of excessive temperature rise in the non-sheet passing part, and CPM is not reduced. However, since independent control systems are required, the apparatus configuration is complicated and the cost is high.

先述したように、小サイズ紙を通紙するとＣＰＭダウンが発生する。一方、ヒータを長手方向に分割して独立に制御可能にすると、温度センサや安全装置がそれぞれ必要になりコストが高くなる。 As described above, CPM down occurs when small-size paper is passed. On the other hand, if the heater is divided in the longitudinal direction so that it can be controlled independently, a temperature sensor and a safety device are required, which increases costs.

そこで、本発明は、熱源を長手方向に分割して紙幅に応じて加熱可能とするとともに、安全装置を少なくして装置コストを抑えることを課題とする。 Accordingly, an object of the present invention is to divide the heat source in the longitudinal direction so that the heat source can be heated according to the paper width and to reduce the cost of the apparatus by reducing the number of safety devices.

この課題を解決するため、未定着画像を担持した記録材と接触する定着部材と、前記定着部材との間で定着ニップ部を形成する加圧部材と、長手方向に複数に分割された加熱領域を有する熱源と、前記熱源に通電する電源を有する画像形成装置において、長手方向中央の前記加熱領域と前記電源を結ぶ配線間に第１通電制御手段を有し、前記加熱領域以外の他の加熱領域と前記電源を結ぶ配線間に、前記第１通電制御手段と少なくとも１つの他の通電制御手段を有し、前記他の加熱領域は前記加熱領域が通電されているときのみ通電されることを特徴とする画像形成装置を提案する。 To solve this problem, a fixing member that contacts a recording material carrying an unfixed image, a pressure member that forms a fixing nip portion between the fixing member, and a heating region that is divided into a plurality of portions in the longitudinal direction In the image forming apparatus having a heat source having a power source and a power source for energizing the heat source, first heating control means is provided between the heating region at the center in the longitudinal direction and the wiring connecting the power source, and heating other than the heating region is performed. Between the wiring connecting the region and the power source, the first energization control unit and at least one other energization control unit are provided, and the other heating region is energized only when the heating region is energized. A featured image forming apparatus is proposed.

ヒータを長手方向に分割して紙幅に応じて加熱することで非通紙部の過昇温が生じず生産性低下を防止できる。また、長手方向中央の加熱領域と他の加熱領域が同期して点灯するため、他の加熱領域のみが異常発熱して発煙・発火することがなく、長手方向中央の加熱領域に相当する領域に安全装置を配置すればよく、装置のコストダウンを図ることができる。 By dividing the heater in the longitudinal direction and heating it according to the paper width, an excessive temperature rise in the non-sheet passing portion does not occur, and a decrease in productivity can be prevented. In addition, since the heating area in the center in the longitudinal direction and the other heating area are turned on in synchronization, only the other heating area does not generate abnormal heat and emit smoke or fire, and the area corresponding to the heating area in the center in the longitudinal direction. A safety device may be arranged, and the cost of the device can be reduced.

実施形態に係る画像形成装置の概略断面図である。1 is a schematic cross-sectional view of an image forming apparatus according to an embodiment. 実施形態に係る定着装置の概略断面図である。1 is a schematic cross-sectional view of a fixing device according to an embodiment. 他の実施形態に係る定着装置の概略断面図である。It is a schematic sectional drawing of the fixing device which concerns on other embodiment. 長手方向に５分割された抵抗発熱体の例を示す図である。It is a figure which shows the example of the resistance heating element divided into 5 in the longitudinal direction. 抵抗発熱体の回路図である。It is a circuit diagram of a resistance heating element. ヒータ温度制御方法を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows a heater temperature control method.

図１に示すように、実施形態に係る画像形成装置の一例としてのプリンタ２は、給紙手段４と、レジストローラ対６と、像担持体としての感光体ドラム８と、転写手段１０と、定着装置１２等を有している。 As shown in FIG. 1, a printer 2 as an example of an image forming apparatus according to an embodiment includes a paper feeding unit 4, a registration roller pair 6, a photosensitive drum 8 as an image carrier, a transfer unit 10, It has a fixing device 12 and the like.

給紙手段４は、記録材としての用紙Ｐが積載状態で収容される給紙トレイ１４と、給紙トレイ１４に収容された用紙Ｐを最上のものから順に１枚ずつ分離して送り出す給紙コロ１６等を有している。給紙コロ１６によって送り出された用紙Ｐはレジストローラ対６で一旦停止され、姿勢ずれを矯正された後、感光体ドラム８の回転に同期するタイミングでレジストローラ対６により転写部位Ｎへ送られる。ここで同期するタイミングとは、感光体ドラム８上に形成されたトナー像の先端と用紙Ｐの搬送方向先端部の所定位置とが一致するタイミングである。 The paper feeding means 4 feeds the paper P as a recording material stored in a stacked state and the paper P stored in the paper feeding tray 14 one by one in order from the top. It has a roller 16 and the like. The paper P sent out by the paper feed roller 16 is temporarily stopped by the registration roller pair 6, corrected for posture deviation, and then sent to the transfer site N by the registration roller pair 6 at a timing synchronized with the rotation of the photosensitive drum 8. . The timing to synchronize here is the timing at which the leading edge of the toner image formed on the photosensitive drum 8 coincides with a predetermined position at the leading edge of the sheet P in the transport direction.

感光体ドラム８の周りには、矢印で示す回転方向順に、帯電手段としての帯電ローラ１８と、図示しない露光手段の一部を構成するミラー２０と、現像ローラ２２ａを備えた現像手段２２と、転写手段１０と、クリーニングブレード２４ａを備えたクリーニング手段２４等が配置されている。帯電ローラ１８と現像手段２２の間において、ミラー２０を介して感光体ドラム８上の露光部２６に露光光Ｌｂが照射され、走査されるようになっている。 Around the photosensitive drum 8, in the rotation direction indicated by the arrows, a charging roller 18 as a charging unit, a mirror 20 constituting a part of an exposure unit (not shown), a developing unit 22 including a developing roller 22a, A transfer unit 10 and a cleaning unit 24 including a cleaning blade 24a are disposed. Between the charging roller 18 and the developing means 22, exposure light Lb is irradiated to the exposure unit 26 on the photosensitive drum 8 via the mirror 20 and scanned.

プリンタ２における画像形成動作は従来と同様に行われる。すなわち、感光体ドラム８が回転を始めると、感光体ドラム８の表面が帯電ローラ１８により均一に帯電され、画像情報に基づいて露光光Ｌｂが露光部２６に照射、走査されて、作成すべき画像に対応した静電潜像が形成される。 The image forming operation in the printer 2 is performed in the same manner as before. That is, when the photosensitive drum 8 starts rotating, the surface of the photosensitive drum 8 is uniformly charged by the charging roller 18, and the exposure light Lb is irradiated and scanned on the exposure unit 26 based on the image information to be created. An electrostatic latent image corresponding to the image is formed.

この静電潜像は感光体ドラム８の回転により現像手段２２へ移動し、ここでトナーが供給されて可視像化され、トナー像が形成される。感光体ドラム８上に形成されたトナー像は、所定のタイミングで転写部位Ｎに進入してきた用紙Ｐ上に転写手段１０による転写バイアス印加により転写される。未定着画像であるトナー像を担持した用紙Ｐは定着装置１２へ向けて搬送され、定着装置１２で定着された後、図示しない排紙トレイへ排出・スタックされる。 The electrostatic latent image is moved to the developing means 22 by the rotation of the photosensitive drum 8, where toner is supplied to be visualized to form a toner image. The toner image formed on the photosensitive drum 8 is transferred onto the paper P that has entered the transfer portion N at a predetermined timing by applying a transfer bias by the transfer means 10. The paper P carrying the toner image that is an unfixed image is conveyed toward the fixing device 12, fixed by the fixing device 12, and then discharged and stacked on a paper discharge tray (not shown).

転写部位Ｎで転写されずに感光体ドラム８上に残った残留トナーは、感光体ドラム８の回転に伴ってクリーニング手段２４に至り、このクリーニング手段２４を通過する間にクリーニングブレード２４ａにより掻き落とされて清掃される。その後、感光体ドラム８上の残留電位が図示しない除電手段により除去され、次の作像工程に備えられる。 Residual toner remaining on the photosensitive drum 8 without being transferred at the transfer portion N reaches the cleaning means 24 as the photosensitive drum 8 rotates, and is scraped off by the cleaning blade 24 a while passing through the cleaning means 24. To be cleaned. Thereafter, the residual potential on the photosensitive drum 8 is removed by a neutralizing unit (not shown), and is prepared for the next image forming process.

構成例１としての定着装置１２は、図２に示すように、定着部材としての定着ベルト３８と、この定着ベルトとの間で定着ニップ部ＳＮを形成する加圧部材としての加圧ローラ３０と、定着ベルト３８を加熱する熱源としての抵抗発熱体３１を有している。この抵抗発熱体３１は、基材３２がセラミックスでできており、定着ベルト３８と略平面で接触している。抵抗発熱体３１は、サーマルヒータやセラミックヒータ等の面状又は板状の発熱体で構成されている。定着ベルト３８の内周側には、支持部材としてのステー３５が配設されており、このステー３５によって、抵抗発熱体３１が、定着ニップ部ＳＮよりも用紙搬送方向の上流側で、定着ベルト３８の内周面に対向するように支持されている。また、抵抗発熱体３１には電源３９が接続されており、電源３９から抵抗発熱体３１に電力が供給されるようになっている。この電源３９の出力は、外部制御手段３７によって制御される。外部制御手段３７は、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、Ｉ／Ｏインターフェース等を包含するマイクロコンピュータで構成されている。 As shown in FIG. 2, the fixing device 12 as the configuration example 1 includes a fixing belt 38 as a fixing member, and a pressure roller 30 as a pressure member that forms a fixing nip portion SN with the fixing belt. The resistance heating element 31 is provided as a heat source for heating the fixing belt 38. In the resistance heating element 31, the base material 32 is made of ceramics, and is in contact with the fixing belt 38 on a substantially flat surface. The resistance heating element 31 is composed of a planar or plate-like heating element such as a thermal heater or a ceramic heater. A stay 35 as a support member is disposed on the inner peripheral side of the fixing belt 38, and the stay 35 causes the resistance heating element 31 to be upstream of the fixing nip portion SN in the sheet conveyance direction, and the fixing belt. It is supported so that it may oppose the inner peripheral surface of 38. In addition, a power source 39 is connected to the resistance heating element 31, and power is supplied from the power source 39 to the resistance heating element 31. The output of the power source 39 is controlled by the external control means 37. The external control means 37 is composed of a microcomputer including a CPU, ROM, RAM, I / O interface and the like.

定着ベルト３８は、薄肉で可撓性を有する無端状のベルト部材（フィルムも含む）で構成されている。具体的には、定着ベルト３８は、外径が４０ｍｍであって厚みが４０μｍであるＳＵＳ製の基体３８ａと、この基体３８ａの表面に被覆された弾性層３８ｂを有している。弾性層３８ｂは、シリコーンゴムで形成されており、厚みは１００μｍである。定着ベルト３８の表面には、耐久性を高めて離型性を確保するために、ＰＦＡやＰＴＦＥ等のフッ素系樹脂でできた厚みが５〜５０μｍの離型層３８ｃが形成されている。また、定着ベルトの基体３８ａはポリイミドとしてもよい。 The fixing belt 38 is formed of an endless belt member (including a film) that is thin and flexible. Specifically, the fixing belt 38 has a base 38a made of SUS having an outer diameter of 40 mm and a thickness of 40 μm, and an elastic layer 38b coated on the surface of the base 38a. The elastic layer 38b is made of silicone rubber and has a thickness of 100 μm. On the surface of the fixing belt 38, a release layer 38 c having a thickness of 5 to 50 μm made of a fluorine-based resin such as PFA or PTFE is formed in order to enhance durability and ensure releasability. The fixing belt base 38a may be made of polyimide.

定着ベルト内部には、ベルト支持部材６１があり、定着ニップ部ＳＮの箇所にはニップ形成部材６０が設置され、図示しない外部部材（側板）と接続されてベルト支持部材を支持している。 A belt support member 61 is provided inside the fixing belt, and a nip forming member 60 is installed at the fixing nip portion SN, and is connected to an external member (side plate) (not shown) to support the belt support member.

加圧ローラ３０は、外径が４０ｍｍで厚みが２ｍｍの鉄製の芯金３０ａと、この芯金３０ａの表面に被覆された弾性層３０ｂを有している。弾性層３０ｂはシリコーンゴムで形成されており、厚みは５ｍｍである。弾性層３０ｂの表面には、離型性を高めるために厚みが４０μｍ程度のフッ素樹脂層を形成するのが望ましい。加圧ローラ３０は図示しない付勢手段により定着ベルト３８に圧接されている。抵抗発熱体３１は、ステー状部材に取り付けられ、定着ベルト３８の内周に接触できる位置に配置される。 The pressure roller 30 has an iron cored bar 30a having an outer diameter of 40 mm and a thickness of 2 mm, and an elastic layer 30b coated on the surface of the cored bar 30a. The elastic layer 30b is made of silicone rubber and has a thickness of 5 mm. It is desirable to form a fluororesin layer having a thickness of about 40 μm on the surface of the elastic layer 30b in order to improve the releasability. The pressure roller 30 is pressed against the fixing belt 38 by an urging means (not shown). The resistance heating element 31 is attached to the stay-like member and is disposed at a position where it can contact the inner periphery of the fixing belt 38.

押圧ローラ４０は、外径がφ８ｍｍの鉄製の芯金４０ａと、この芯金４０ａの表面に被覆された弾性層４０ｂを有し、押圧ローラの外径はφ１５ｍｍないし３０ｍｍである。
弾性層４０ｂはシリコーンゴムで形成されており、厚みは３．５ｍｍないし１１ｍｍである。弾性層４０ｂの表面には、離型性を高めるために厚みが４０μｍ程度のフッ素樹脂層を形成するのが望ましい。 The pressing roller 40 includes an iron cored bar 40a having an outer diameter of φ8 mm and an elastic layer 40b coated on the surface of the cored bar 40a. The outer diameter of the pressing roller is φ15 to 30 mm.
The elastic layer 40b is made of silicone rubber and has a thickness of 3.5 mm to 11 mm. It is desirable to form a fluororesin layer having a thickness of about 40 μm on the surface of the elastic layer 40b in order to improve the releasability.

押圧部材としての押圧ローラ４０は、図示しない付勢手段により定着ベルト３８を介して抵抗発熱体３１に当接されている。なお、押圧ローラに代えて、定着ベルト３８と抵抗発熱体３１の接触状態を良好に保つパッドやブラシなどの機構を用いてもよい。 The pressing roller 40 as a pressing member is in contact with the resistance heating element 31 via the fixing belt 38 by an urging means (not shown). Instead of the pressing roller, a mechanism such as a pad or a brush that keeps the contact state between the fixing belt 38 and the resistance heating element 31 favorable may be used.

構成例２としての定着装置１２は、図３に示すように、定着部材としての定着ベルト３８と、この定着ベルトとの間で定着ニップ部ＳＮを形成する加圧部材としての加圧ローラ３０と、定着ベルト３８を加熱する熱源としての抵抗発熱体３１を有している。しかし、構成例１と異なり、抵抗発熱体３１は定着ニップ部ＳＮに配置されている。他の構成は構成例１と同じであるため、図示と説明を省略する。 As shown in FIG. 3, the fixing device 12 as the configuration example 2 includes a fixing belt 38 as a fixing member, and a pressure roller 30 as a pressure member that forms a fixing nip SN between the fixing belt 38 and the fixing belt 38. The resistance heating element 31 is provided as a heat source for heating the fixing belt 38. However, unlike the configuration example 1, the resistance heating element 31 is disposed in the fixing nip portion SN. Other configurations are the same as those of the configuration example 1, and thus illustration and description thereof are omitted.

図４は、図２，３に示す抵抗発熱体３１の具体例であって、長手方向に５つに分割された抵抗発熱体の例を示す図である。図４（ａ）は抵抗発熱体３１の概略平面図、図４（ｂ）は概略側面図である。
熱源として機能するヒータである抵抗発熱体３１は、長手方向（用紙の搬送方向と直交する方向）に５つに分割された加熱領域を有している。長手方向中央に位置する加熱領域７１の長さは紙幅１（例えばＡ６縦サイズ）に略等しく、加熱領域７１とその外側に隣接する加熱領域７２と加熱領域７３の長さの和は、紙幅２（例えばＡ４縦サイズ）に略等しい。全ての加熱領域７１，７２，７３，７４，７５の長さの和は、紙幅３（例えばＡ３縦サイズ）に略等しい。加熱領域７１に対応する部分はメインヒータであり、加熱領域７２，７３に対応する部分は第１のサブヒータであり、加熱領域７４，７５に対応する部分は第２のサブヒータである。特に、抵抗発熱体３１は長手方向中央に対して略対称に分割され、長手方向中央に対して加熱領域７１、加熱領域７２と加熱領域７３、加熱領域７４と加熱領域７５の長さが略等しいと好ましい。 FIG. 4 is a diagram showing a specific example of the resistance heating element 31 shown in FIGS. 2 and 3 and an example of the resistance heating element divided into five in the longitudinal direction. 4A is a schematic plan view of the resistance heating element 31, and FIG. 4B is a schematic side view.
The resistance heating element 31 which is a heater functioning as a heat source has a heating region divided into five in the longitudinal direction (direction perpendicular to the paper transport direction). The length of the heating region 71 located at the center in the longitudinal direction is substantially equal to the paper width 1 (for example, A6 vertical size), and the sum of the lengths of the heating region 71, the heating region 72 adjacent to the outside and the heating region 73 is the paper width 2 It is approximately equal to (for example, A4 vertical size). The sum of the lengths of all the heating regions 71, 72, 73, 74, 75 is substantially equal to the paper width 3 (for example, A3 vertical size). A portion corresponding to the heating region 71 is a main heater, a portion corresponding to the heating regions 72 and 73 is a first sub-heater, and a portion corresponding to the heating regions 74 and 75 is a second sub-heater. In particular, the resistance heating element 31 is divided substantially symmetrically with respect to the longitudinal center, and the heating region 71, the heating region 72 and the heating region 73, and the heating region 74 and the heating region 75 are approximately equal in length with respect to the longitudinal center. And preferred.

図４（ｂ）に示すように、温度センサとしてのサーミスタが抵抗発熱体３１の裏面側に接触して配置されている。具体的には、第１の温度センサとしてのサーミスタ８１は加熱領域７１、第２の温度センサとしてのサーミスタ８２は加熱領域７２、第３の温度センサとしてのサーミスタ８３は加熱領域７４に相当する長手方向位置にそれぞれ配置されている。ヒータの過昇温に反応してヒータへの通電を遮断する安全装置としてのサーモスタット８４も同様に、抵抗発熱体３１の裏面側に接触して加熱領域７１に相当する長手方向位置に配置されている。安全装置としては、サーモスタットに代えてフューズを用いてもよい。
また、本実施形態では、加熱領域７２と加熱領域７３、加熱領域７４と加熱領域７５用の配線はそれぞれ接続されて並列回路になっており、これら領域は同期して点灯する。 As shown in FIG. 4B, a thermistor as a temperature sensor is disposed in contact with the back side of the resistance heating element 31. Specifically, the thermistor 81 as the first temperature sensor is the heating region 71, the thermistor 82 as the second temperature sensor is the heating region 72, and the thermistor 83 as the third temperature sensor is the longitudinal length corresponding to the heating region 74. It is arranged at each directional position. Similarly, a thermostat 84 as a safety device that cuts off the power supply to the heater in response to the excessive temperature rise of the heater is also in contact with the back side of the resistance heating element 31 and is disposed at a longitudinal position corresponding to the heating region 71. Yes. As a safety device, a fuse may be used instead of the thermostat.
In the present embodiment, the heating area 72 and the heating area 73, and the heating area 74 and the heating area 75 are connected to each other to form a parallel circuit, and these areas are lit in synchronization.

図５は、抵抗発熱体の回路図である。
８０は制御部（エンジンコントローラ、ＣＰＵ）、７６は電源であるＡＣ電源、７７は第１通電制御手段である第１のトライアック（トライオード交流スイッチ）、７８は第２通電制御手段である第２のトライアック、７９は第３通電制御手段である第３のトライアックである。そして、３系統の給電経路（ＡＣライン）が構成されている。具体的には、給電経路Ａは、ＡＣ電源７６→サーモスタット８４→第１のトライアック７７→加熱領域７１に対応するメインヒータ→ＡＣ電源７６である。給電経路Ｂは、ＡＣ電源７６→サーモスタット８４→第１のトライアック７７→第２のトライアック７８→加熱領域７２，７３に対応する第１のサブヒータ→ＡＣ電源７６である。給電経路Ｃは、ＡＣ電源７６→サーモスタット８４→第１のトライアック７７→第３のトライアック７９→加熱領域７４，７５に対応する第２のサブヒータ→ＡＣ電源７６である。トライアックは、トライオードＡＣスイッチである。 FIG. 5 is a circuit diagram of the resistance heating element.
80 is a control unit (engine controller, CPU), 76 is an AC power source as a power source, 77 is a first triac (triode AC switch) as a first energization control means, and 78 is a second energization control means. A triac 79 is a third triac which is a third energization control means. Three systems of power supply paths (AC lines) are configured. Specifically, the power supply path A is: AC power source 76 → thermostat 84 → first triac 77 → main heater corresponding to the heating region 71 → AC power source 76. The power supply path B is AC power source 76 → thermostat 84 → first triac 77 → second triac 78 → first sub heater corresponding to the heating regions 72 and 73 → AC power source 76. The power supply path C is AC power source 76 → thermostat 84 → first triac 77 → third triac 79 → second sub heater corresponding to the heating regions 74 and 75 → AC power source 76. The triac is a triode AC switch.

よって、加熱領域７１とＡＣ電源７６を結ぶ配線間に第１のトライアック７７を有し、加熱領域７１以外の他の加熱領域７２，７３又は７４，７５とＡＣ電源７６を結ぶ配線間には第１のトライアック７７と第２のトライアック７８又は第３のトライアック７９を有する。従って、加熱領域７１以外の他の加熱領域７２，７３又は７４，７５は加熱領域７１が通電されているときのみ通電される。 Therefore, the first triac 77 is provided between the wirings connecting the heating region 71 and the AC power source 76, and the first wiring region 72, 73 or 74, 75 other than the heating region 71 is connected between the wirings connecting the AC power source 76. One triac 77 and a second triac 78 or a third triac 79 are provided. Accordingly, the heating regions 72, 73 or 74, 75 other than the heating region 71 are energized only when the heating region 71 is energized.

制御部８０は、第１のトライアック７７、第２のトライアック７８及び第３のトライアック７９を制御して、メインヒータ（加熱領域７１）、第１のサブヒータ（加熱領域７２，７３）及び第２のサブヒータ（加熱領域７４，７５）に対する電力供給を制御する。また、制御部８０には、サーミスタ８１が検知するメインヒータ（加熱領域７１）の温度情報がデジタル信号としてフィードバックされる（ＤＣライン）。同様に、制御部８０には、サーミスタ８２が検知する第１のサブヒータ（加熱領域７２，７３）と、サーミスタ８３が検知する第２のサブヒータ（加熱領域７４，７５）の温度情報がデジタル信号としてフィードバックされる（ＤＣライン）。 The control unit 80 controls the first triac 77, the second triac 78, and the third triac 79 to control the main heater (heating region 71), the first sub heater (heating regions 72 and 73), and the second triac. The power supply to the sub-heaters (heating regions 74 and 75) is controlled. Further, the temperature information of the main heater (heating region 71) detected by the thermistor 81 is fed back to the control unit 80 as a digital signal (DC line). Similarly, temperature information of the first sub-heater (heating regions 72 and 73) detected by the thermistor 82 and the second sub-heater (heating regions 74 and 75) detected by the thermistor 83 are digital signals in the control unit 80. Feedback (DC line).

制御部８０は、サーミスタ８１〜８３からフィードバックされるヒータ温度検知情報に基づいてトライアック７７〜７９をそれぞれ制御し、ヒータ温度が所定の目標温度に維持されるようにメインヒータ（加熱領域７１）、第１のサブヒータ（加熱領域７２，７３）及び第２のサブヒータ（加熱領域７４，７５）に対する電力供給をそれぞれ制御する。 The controller 80 controls the triacs 77 to 79 based on the heater temperature detection information fed back from the thermistors 81 to 83, respectively, so that the heater temperature is maintained at a predetermined target temperature, the main heater (heating region 71), The power supply to the first sub-heater (heating regions 72 and 73) and the second sub-heater (heating regions 74 and 75) is controlled.

制御部８０等の故障によりメインヒータ（加熱領域７１）への通電が無制御に連続的になされるような熱暴走が生じても、安全装置としてのサーモスタット８４が、メインヒータ（加熱領域７１）の過昇温に反応してメインヒータへの通電を緊急遮断する。 Even if a thermal runaway occurs such that the main heater (heating area 71) is continuously energized uncontrolled due to a failure of the control unit 80 or the like, the thermostat 84 as a safety device is used as the main heater (heating area 71). In response to the excessive temperature rise, the power to the main heater is cut off urgently.

図４及び図５の回路図から分かるように、トライアック７７がＯＮのときのみ、加熱領域７２，７３が通電される。よって、加熱領域７１が通電されない状態で加熱領域７２，７３が熱暴走することはなく、加熱領域７１を検知できる位置にのみ安全装置としてのサーモスタット８４を設ければよい。ゆえに、装置のコストダウンが可能となる。 As can be seen from the circuit diagrams of FIGS. 4 and 5, the heating regions 72 and 73 are energized only when the triac 77 is ON. Therefore, the heating regions 72 and 73 do not run out of heat when the heating region 71 is not energized, and a thermostat 84 as a safety device may be provided only at a position where the heating region 71 can be detected. Therefore, the cost of the apparatus can be reduced.

図６は、図４及び図５で示した配線を用いたときのヒータ温度制御方法を示す。
図６は、プリント要求からプリント開始までのフローチャートである。プリンタ２にプリント要求がなされると（Ｓ１）、制御部８０は、プリンタ２に入ったプリント信号から紙幅情報を検知して紙幅を判断し（Ｓ２）、表１に示す紙幅区分に従ってヒータ制御を行う（Ｓ３）。そして、加熱領域７１，７２，７３が目標温度に到達した後、プリントを開始する（Ｓ４）。 FIG. 6 shows a heater temperature control method when the wiring shown in FIGS. 4 and 5 is used.
FIG. 6 is a flowchart from the print request to the start of printing. When a print request is made to the printer 2 (S1), the control unit 80 detects the paper width information from the print signal input to the printer 2 to determine the paper width (S2), and performs heater control according to the paper width classification shown in Table 1. Perform (S3). Then, after the heating areas 71, 72, 73 reach the target temperature, printing is started (S4).

ヒータ制御では、検知した紙幅をＷとして、Ｗ ≦ 加熱領域７１の長さ（紙幅１）であるとき、トライアック７７，７８，７９は制御部８０によりそれぞれサーミスタ８１，８２，８３の検知温度に基づいて制御される。温度制御として、加熱領域７１，７２，７３で同一又は別々に設定される目標温度に対してＯＮ／ＯＦＦ制御又はＰＩＤ制御を行う。このとき、加熱領域７２，７３，７４，７５をＰＩＤ演算すると、温度制御が難しいため、トライアック７８，７９をＯＮ／ＯＦＦ制御するのが望ましい。 In the heater control, when the detected paper width is W and W ≦ the length of the heating area 71 (paper width 1), the triacs 77, 78, 79 are controlled by the control unit 80 based on the detected temperatures of the thermistors 81, 82, 83, respectively. Controlled. As temperature control, ON / OFF control or PID control is performed on target temperatures set in the heating regions 71, 72, and 73 that are the same or different. At this time, if the heating regions 72, 73, 74, and 75 are subjected to PID calculation, it is difficult to control the temperature. Therefore, it is desirable to perform ON / OFF control of the triacs 78 and 79.

一方、加熱領域７１の長さ（紙幅１）＜Ｗ ≦ 加熱領域７１，７２，７３の長さの和（紙幅２）であるとき、トライアック７８を常時ＯＮとし、トライアック７７，７９は制御部８０によりそれぞれサーミスタ８１，８３の検知温度に基づいてＯＮ／ＯＦＦ制御される。つまり、加熱領域７２，７３は、トライアック７７がＯＮのとき通電され、トライアック７７がＯＦＦのとき通電されない。よって、加熱領域７１と加熱領域７２，７３は同じタイミングで通電され、加熱領域７２，７３は加熱領域７１に近い温度に制御される。 On the other hand, when the length of the heating region 71 (paper width 1) <W ≦ the sum of the lengths of the heating regions 71, 72, 73 (paper width 2), the triac 78 is always ON, and the triacs 77, 79 are controlled by the control unit 80. Thus, ON / OFF control is performed based on the detected temperatures of the thermistors 81 and 83, respectively. That is, the heating regions 72 and 73 are energized when the triac 77 is ON, and are not energized when the triac 77 is OFF. Therefore, the heating region 71 and the heating regions 72 and 73 are energized at the same timing, and the heating regions 72 and 73 are controlled to a temperature close to the heating region 71.

加熱領域７１，７２，７３の長さの和（紙幅２）＜Ｗのとき、トライアック７７，７９が常時ＯＮされ、トライアック７７は制御部８０によりサーミスタ８１の検知温度に基づいてＯＮ／ＯＦＦ制御される。これにより、加熱領域７１、加熱領域７２，７３及び加熱領域７４，７５は同期して点灯し、これら加熱領域は略同じ温度に制御される。 When the sum of the lengths of the heating regions 71, 72, 73 (paper width 2) <W, the triacs 77, 79 are always ON, and the triac 77 is ON / OFF controlled by the control unit 80 based on the detected temperature of the thermistor 81. The Thereby, the heating area 71, the heating areas 72 and 73, and the heating areas 74 and 75 are turned on in synchronization, and these heating areas are controlled to substantially the same temperature.

本実施形態では、加熱領域７１，７２，７３に対して温度センサとしてのサーミスタ８１，８２，８３をそれぞれ１つ設けたが、加熱領域７２，７３にサーミスタ８２を設けず、加熱領域７１に設けたサーミスタ８１のみでヒータ制御を行うこともできる。その場合の制御方法を表２に示す。 In the present embodiment, one thermistor 81, 82, 83 as a temperature sensor is provided for each of the heating regions 71, 72, 73. However, the thermistor 82 is not provided in the heating regions 72, 73 but provided in the heating region 71. The heater control can be performed only by the thermistor 81. Table 2 shows the control method in that case.

このヒータ制御では、検知した紙幅をＷとして、Ｗ ≦ 加熱領域７１の長さ（紙幅１）であるとき、トライアック７７は制御部８０によりサーミスタ８１の検知温度に基づいてＯＮ／ＯＦＦ制御され、トライアック７８，７９はＯＦＦとされる。これにより、加熱領域７１のみが加熱されることになる。また、加熱領域７１の長さ（紙幅１）＜Ｗ ≦ 加熱領域７１，７２，７３の長さの和（紙幅２）であるとき、トライアック７８を常時ＯＮとし、トライアック７７はサーミスタ８１の検知温度に基づいてＯＮ／ＯＦＦ制御され、トライアック７９はＯＦＦとされる。これにより、加熱領域７１と加熱領域７２，７３が同期して通電・加熱され、略同じ温度に制御される。また、加熱領域７１，７２，７３の長さの和（紙幅２）＜Ｗのとき、トライアック７７，７９が常時ＯＮされ、加熱領域７１、加熱領域７２，７３及び加熱領域７４，７５は同期して点灯し、これら加熱領域は略同じ温度に制御される。 In this heater control, when the detected paper width is W and W ≦ the length of the heating region 71 (paper width 1), the triac 77 is ON / OFF controlled by the control unit 80 based on the detected temperature of the thermistor 81, and the triac is 78 and 79 are turned OFF. As a result, only the heating region 71 is heated. When the length of the heating region 71 (paper width 1) <W ≦ the sum of the lengths of the heating regions 71, 72, 73 (paper width 2), the triac 78 is always ON, and the triac 77 is detected by the thermistor 81. ON / OFF control is performed based on the above, and the triac 79 is turned OFF. As a result, the heating region 71 and the heating regions 72 and 73 are energized and heated in synchronization with each other, and are controlled to substantially the same temperature. Further, when the sum of the lengths of the heating areas 71, 72, 73 (paper width 2) <W, the triacs 77, 79 are always ON, and the heating areas 71, 72, 73 and 74, 75 are synchronized. These heating regions are controlled to substantially the same temperature.

以上のように、プリンタ２は、長手方向に複数に分割された加熱領域７１，７２，７３，７４，７５を有する熱源を有する。また、長手方向中央に位置する加熱領域７１とＡＣ電源７６の間にトライアック（第１スイッチ）７７があり、加熱領域７２，７３又は７４，７５とＡＣ電源７６の間にはトライアック７７と他のトライアック７８又は７９があるように、各素子が結線されている。これにより、加熱領域７２，７３又は７４，７５は加熱領域７１と同期して点灯するようになり、加熱領域７２，７３，７４，７５のみが暴走等で発煙・発火することがない。このとき、安全装置は加熱領域７１に相当する領域に配置すればよく、装置のコストダウンを図ることができる。また、加熱領域７２，７３，７４，７５に通紙されていないときには他のトライアック７８，７９をＯＦＦすることで、非通紙部の過昇温を防ぐことができる。 As described above, the printer 2 includes a heat source having the heating regions 71, 72, 73, 74, and 75 divided into a plurality of portions in the longitudinal direction. In addition, there is a triac (first switch) 77 between the heating region 71 located in the center in the longitudinal direction and the AC power source 76, and between the heating regions 72, 73 or 74, 75 and the AC power source 76, the triac 77 and other Each element is connected so that there is a triac 78 or 79. As a result, the heating regions 72, 73 or 74, 75 are turned on in synchronization with the heating region 71, and only the heating regions 72, 73, 74, 75 do not smoke or ignite due to runaway or the like. At this time, the safety device may be arranged in a region corresponding to the heating region 71, and the cost of the device can be reduced. Further, when the paper is not passed through the heating areas 72, 73, 74, and 75, the other triacs 78 and 79 are turned off to prevent excessive temperature rise in the non-paper passing portion.

２プリンタ（画像形成装置）
３０加圧ローラ（加圧部材）
３１抵抗発熱体（熱源）
３８定着ベルト（定着部材）
７１加熱領域（加熱領域）
７２，７３，７４，７５加熱領域（他の加熱領域）
７６ＡＣ電源（電源）
７７第１のトライアック（第１通電制御手段）
７８第２のトライアック（第２通電制御手段、他の通電制御手段）
７９第３のトライアック（第３通電制御手段、他の通電制御手段）
Ｐ用紙（記録材） 2 Printer (image forming device)
30 Pressure roller (Pressure member)
31 Resistance heating element (heat source)
38 Fixing belt (fixing member)
71 Heating area (heating area)
72, 73, 74, 75 Heating area (other heating areas)
76 AC power supply
77 First triac (first energization control means)
78 Second triac (second energization control means, other energization control means)
79 Third triac (third energization control means, other energization control means)
P paper (recording material)

特開平６−９５５４０号公報JP-A-6-95540 特開２０１２−１８９７１９号公報JP 2012-189719 A 特開２００６−０３９５１４号公報JP 2006-039514 A 特開平０８−２２０９３０号公報Japanese Patent Laid-Open No. 08-220930

Claims

未定着画像を担持した記録材と接触する定着部材と、前記定着部材との間で定着ニップ部を形成する加圧部材と、長手方向に複数に分割された加熱領域を有する熱源と、前記熱源に通電する電源を有する画像形成装置において、
長手方向中央の前記加熱領域と前記電源を結ぶ配線間に第１通電制御手段を有し、前記加熱領域以外の他の加熱領域と前記電源を結ぶ配線間に、前記第１通電制御手段と少なくとも１つの他の通電制御手段を有し、前記他の加熱領域は前記加熱領域が通電されているときのみ通電されることを特徴とする画像形成装置。 A fixing member that contacts a recording material carrying an unfixed image, a pressure member that forms a fixing nip portion between the fixing member, a heat source having a heating region divided in a longitudinal direction, and the heat source In an image forming apparatus having a power supply for energizing the
A first energization control means is provided between the wiring connecting the heating area and the power source in the center in the longitudinal direction, and at least the first energization control means and the wiring connecting the power supply other than the heating area and the power supply. An image forming apparatus having one other energization control means, wherein the other heating area is energized only when the heating area is energized.

前記加熱領域に相当する長手方向位置にのみ、前記加熱領域の過昇温に反応して前記加熱領域への通電を遮断する安全装置が設けられることを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。 2. The image forming apparatus according to claim 1, wherein a safety device is provided only at a longitudinal position corresponding to the heating area, wherein a safety device that cuts off power to the heating area in response to an excessive temperature rise in the heating area is provided. apparatus.

前記加熱領域に相当する長手方向位置に第１の温度センサが配置され、前記他の加熱領域に相当する長手方向位置に少なくとも１つの他の温度センサが配置され、前記第１通電制御手段は前記第１の温度センサの検知温度に基づいて前記熱源への通電を制御し、前記他の通電制御手段は、ＯＮであるか又は前記他の温度センサの検知温度に基づいて前記熱源への通電を制御することを特徴とする請求項１又は２に記載の画像形成装置。 A first temperature sensor is disposed at a longitudinal position corresponding to the heating region, and at least one other temperature sensor is disposed at a longitudinal position corresponding to the other heating region. The energization to the heat source is controlled based on the temperature detected by the first temperature sensor, and the other energization control means is ON or energized to the heat source based on the temperature detected by the other temperature sensor. The image forming apparatus according to claim 1, wherein the image forming apparatus is controlled.

プリントされている前記記録材の幅が前記加熱領域の長さより大きい場合には、前記他の加熱領域が前記第１通電制御手段のＯＮ／ＯＦＦと同期して通電されるように、前記他の通電制御手段を常時ＯＮとし、
プリントされている前記記録材の幅が前記加熱領域の長さと等しい又はそれ以下の場合には、前記他の通電制御手段と前記第１通電制御手段の両方のＯＮ／ＯＦＦにより前記熱源への通電が制御されることを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載の画像形成装置。 When the width of the printed recording material is larger than the length of the heating area, the other heating area is energized in synchronization with ON / OFF of the first energization control means. The energization control means is always ON,
When the width of the printed recording material is equal to or less than the length of the heating area, the heat source is energized by turning on / off both the other energization control means and the first energization control means. The image forming apparatus according to claim 1, wherein the image forming apparatus is controlled.

前記熱源は長手方向中央に対して略対称に分割されることを特徴とする請求項１〜４のいずれか一項に記載の画像形成装置。 The image forming apparatus according to claim 1, wherein the heat source is divided substantially symmetrically with respect to a longitudinal center.

前記熱源は面状又は板状の抵抗発熱体であり、前記定着ニップ部に配置されていることを特徴とする請求項１〜５のいずれか一項に記載の画像形成装置。 The image forming apparatus according to claim 1, wherein the heat source is a planar or plate-like resistance heating element, and is disposed in the fixing nip portion.

前記熱源は面状又は板状の抵抗発熱体であり、前記定着ニップ部以外の箇所に配置されていることを特徴とする請求項１〜５に記載の画像形成装置。 The image forming apparatus according to claim 1, wherein the heat source is a planar or plate-like resistance heating element, and is disposed at a place other than the fixing nip portion.

前記定着部材を介して前記熱源に当接される押圧部材が設けられることを特徴とする請求項７に記載の画像形成装置。 The image forming apparatus according to claim 7, further comprising a pressing member that contacts the heat source via the fixing member.