JP2009265387A - Fuser - Google Patents

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To reduce incoming power to a heater during fusion when a heater provided with a PTC element is used. <P>SOLUTION: The fuser has a fusion member for fusing a toner image on a recording material, a fusing heater for heating the fusion member, and a control means for controlling application of current to the fusing heater. The fusing heater has a first resistive element having a Curie temperature within a service temperature range and a second resistive element having a Curie temperature outside of the service temperature range. The control means can execute a warm-up process for heating the fusion member to a predetermined temperature by applying current to the second resistive element without substantially applying current to the first resistive element. <P>COPYRIGHT: (C)2010,JPO&amp;INPIT

Description

本発明は、定着ヒータを有する定着装置に関するものである。   The present invention relates to a fixing device having a fixing heater.

従来、ＬＢＰ（レーザービームプリンタ）や複写機に用いられる定着装置として、熱ローラ方式の定着装置がある。しかし、この方式はローラの中心部のハロゲンヒータでローラを温めるため、プリント待機中もヒータをつけておく必要があった。また、別の定着方式としてオンデマンド定着方式がある。オンデマンド定着方式は薄い定着フィルムに綿状のセラミックヒータを接触させた構造で、シートが定着器を通過するときだけヒータが作動し、フィルムを介して熱を与え画像を定着させるというものである。しかしながら、記録材の通紙方向と直角の幅方向のサイズが小さい場合には、定着ニップ部における記録材の非通紙部分に熱が滞り、非通紙部の温度が上昇する、いわゆる端部昇温（非通紙部昇温）が起きるという問題があった。   Conventionally, there is a heat roller type fixing device as a fixing device used in an LBP (laser beam printer) or a copying machine. However, in this method, since the roller is heated by a halogen heater at the center of the roller, it is necessary to keep the heater on even during printing standby. Another fixing method is an on-demand fixing method. The on-demand fixing method has a structure in which a cotton-like ceramic heater is in contact with a thin fixing film, and the heater operates only when the sheet passes through the fixing device, and heat is applied through the film to fix the image. . However, when the size in the width direction perpendicular to the sheet passing direction of the recording material is small, heat is stagnated in the non-sheet passing portion of the recording material in the fixing nip portion, so that the temperature of the non-sheet passing portion rises. There was a problem that the temperature rise (temperature rise of the non-sheet passing portion) occurred.

この対策の例として、加熱ヒータの非通紙部に端部昇温が発生した場合に紙の間隔をあけることにより端部の温度を下げることなどがある。   As an example of this measure, there is a case where the temperature of the end portion is lowered by leaving a paper interval when the end portion temperature rise occurs in the non-sheet passing portion of the heater.

また、発熱を自己制御できる熱源として正特性サーミスタ素子（ＰＴＣ素子）が用いられている（例えば、特許文献１、特許文献２及び特許文献３参照）。熱源にＰＴＣ素子を利用する場合には円筒状のロールの内部にＰＴＣ素子を挿入し、固定することにより構成されている。ＰＴＣ素子は自己温調機能を有しているため、発熱を制御する機能を必要としないという利点がある。   Further, a positive temperature coefficient thermistor element (PTC element) is used as a heat source capable of self-controlling heat generation (see, for example, Patent Document 1, Patent Document 2, and Patent Document 3). When a PTC element is used as a heat source, the PTC element is inserted into a cylindrical roll and fixed. Since the PTC element has a self-temperature control function, there is an advantage that a function for controlling heat generation is not required.

実公昭６４−６５１４号公報Japanese Utility Model Publication No. 64-6514 実公昭６４―６５１６号公報Japanese Utility Model Publication No. 64-6516 特開平８−２２７３９号公報JP-A-8-22739

しかしながら、このような従来のＰＴＣ素子を配置した定着装置は、円筒状のロール内にＰＴＣ素子を配置したものである。そのため円筒状ロール内に不要な空間が形成され、ロールヒータ全体がかなり大型のものになっていた。また、上述したＰＴＣヒータの初期発熱量が小さいので、定着フィルムがトナー像定着に適した温度に達するまでに時間を要する。しかし、温度上昇時間を短縮するために抵抗値を小さくすると、通電開始後に大電流が流れ、突入電力が大きくなってしまう。   However, such a conventional fixing device in which the PTC element is arranged is one in which the PTC element is arranged in a cylindrical roll. Therefore, an unnecessary space is formed in the cylindrical roll, and the entire roll heater is quite large. In addition, since the initial heat generation amount of the PTC heater described above is small, it takes time for the fixing film to reach a temperature suitable for toner image fixing. However, if the resistance value is reduced in order to shorten the temperature rise time, a large current flows after the start of energization and the inrush power increases.

そこで本発明では、ＰＴＣ素子を具備するヒータを用いる際に定着時のヒータへの突入電力を小さくすることを目的とする。   In view of the above, an object of the present invention is to reduce the inrush power to the heater at the time of fixing when using a heater having a PTC element.

前記目的を達成するための本発明に係る代表的な構成は、記録材にトナー像を定着させる定着部材と、前記定着部材を加熱する定着ヒータと、前記定着ヒータへの通電を制御する制御手段と、を有する定着装置において、前記定着ヒータは使用温度範囲内にキュリー温度を有する第１の抵抗素子と使用温度範囲外にキュリー温度を有する第２の抵抗素子とを有し、前記制御手段は前記第１の抵抗素子への通電は実質行わずに前記第２の抵抗素子への通電を行うことで前記定着部材を所定温度に上昇させるウォームアップ処理を実行可能であることを特徴とする。   To achieve the above object, a typical configuration according to the present invention includes a fixing member for fixing a toner image on a recording material, a fixing heater for heating the fixing member, and a control means for controlling energization to the fixing heater. And the fixing heater includes a first resistance element having a Curie temperature within a use temperature range and a second resistance element having a Curie temperature outside the use temperature range, and the control means includes: It is possible to execute a warm-up process for raising the fixing member to a predetermined temperature by energizing the second resistance element without substantially energizing the first resistance element.

以上の構成のように、第一ヒータに通電し、所定の条件を満たした後に第二ヒータに通電することとすれば、過度の突入電力を消費しなくて済むことになる。   As described above, if the first heater is energized and the second heater is energized after satisfying a predetermined condition, it is not necessary to consume excessive inrush power.

〔第１実施形態〕
図を用いて本発明の第１実施形態を説明する。 [First Embodiment]
A first embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.

〔画像形成装置〕
図１は画像形成装置の概略図である。この画像形成装置は転写式電子写真プロセス利用のレーザビームプリンタである。尚、必要に応じて図面におけるａ〜ｄの添え字を、明細書においては省略する。 [Image forming apparatus]
FIG. 1 is a schematic diagram of an image forming apparatus. This image forming apparatus is a laser beam printer using a transfer type electrophotographic process. Note that the suffixes a to d in the drawings are omitted in the specification as necessary.

画像形成装置は、像担持体である感光体ドラム２（２ａ〜２ｄ）、画像露光装置としてのレーザスキャナ７を有する。   The image forming apparatus includes a photosensitive drum 2 (2a to 2d) as an image carrier and a laser scanner 7 as an image exposure apparatus.

画像形成装置は、感光体ドラム２上を一様に帯電するための帯電ローラ３（３ａ〜３ｄ）を有する。この帯電ローラ３により感光体ドラム２の面は一様に帯電される。この後、感光体ドラム２の面は、レーザスキャナ７の出力レーザビームで走査露光される。これにより、感光体ドラム２上に目的の画像情報の静電潜像が形成される。   The image forming apparatus includes a charging roller 3 (3a to 3d) for uniformly charging the surface of the photosensitive drum 2. The surface of the photosensitive drum 2 is uniformly charged by the charging roller 3. Thereafter, the surface of the photosensitive drum 2 is subjected to scanning exposure with an output laser beam of the laser scanner 7. Thereby, an electrostatic latent image of target image information is formed on the photosensitive drum 2.

画像形成装置は、感光体ドラム２上に形成された静電潜像をトナーにて現像するための現像器４（４ａ〜４ｄ）を有する。また、現像器４にて現像されたトナー像を感光体ドラム２上から中間転写ベルト８に一次転写するための転写ローラ５（５ａ〜５ｄ）を有する。中間転写ベルト８に担持されたトナー像は、最終的に所定の被記録材（以下、転写材Ｐと記す）に二次転写される。また、画像形成装置は、各転写部にて転写材Ｐに転写されたトナーを熱にて融着するための定着装置（以下、定着器１６と記す）を有する。   The image forming apparatus includes a developing device 4 (4a to 4d) for developing the electrostatic latent image formed on the photosensitive drum 2 with toner. The image forming apparatus further includes a transfer roller 5 (5a to 5d) for primarily transferring the toner image developed by the developing unit 4 from the photosensitive drum 2 to the intermediate transfer belt 8. The toner image carried on the intermediate transfer belt 8 is finally secondarily transferred onto a predetermined recording material (hereinafter referred to as transfer material P). The image forming apparatus also includes a fixing device (hereinafter, referred to as a fixing device 16) for fusing the toner transferred to the transfer material P at each transfer portion by heat.

画像形成装置は、転写材Ｐのサイズを識別する機能を有し、転写材Ｐを格納する給送カセット１７を有する。また、１回転することにより給送カセット１７から転写材Ｐを給送し、搬送路に送り出すカセット給送ローラ１８を有する。また、給送カセット１７から給送された転写材Ｐを搬送する搬送ローラ１９を有する。   The image forming apparatus has a function of identifying the size of the transfer material P and includes a feeding cassette 17 that stores the transfer material P. Further, it has a cassette feeding roller 18 that feeds the transfer material P from the feeding cassette 17 by one rotation and feeds it onto the conveying path. Further, it has a transport roller 19 for transporting the transfer material P fed from the feed cassette 17.

画像形成装置は、給送された転写材Ｐに対し、感光体ドラム２への画像書き込み（記録／印字）と転写材搬送の同期を取るためのセンサ２０を有する。また、定着後の転写材Ｐを排出トレイ２２へ搬送するための排出ローラ２１を有する。   The image forming apparatus includes a sensor 20 for synchronizing the image writing (recording / printing) on the photosensitive drum 2 and the transfer material conveyance with respect to the fed transfer material P. Further, a discharge roller 21 for conveying the transfer material P after fixing to the discharge tray 22 is provided.

以上の構成により、帯電ローラ３とレーザスキャナ７の作用により、感光体ドラム２に静電潜像が形成される。この静電潜像に対し現像器４からトナーが供給されトナー像となる。この各色のトナー像は順次、中間転写ベルト８に転写される。中間転写ベルト８上に重畳転写されたトナー像は、搬送ローラ１９から二次転写ローラ１２に搬送される転写材Ｐに転写される。トナー像が転写された転写材Ｐが定着器１６を通過することで、トナー像が転写材Ｐに定着される。最後に、転写材Ｐは排出ローラ２１により排出トレイ２２上に排出される。   With the above configuration, an electrostatic latent image is formed on the photosensitive drum 2 by the action of the charging roller 3 and the laser scanner 7. Toner is supplied from the developing device 4 to the electrostatic latent image to form a toner image. The toner images of the respective colors are sequentially transferred to the intermediate transfer belt 8. The toner image superimposed and transferred on the intermediate transfer belt 8 is transferred to the transfer material P conveyed from the conveyance roller 19 to the secondary transfer roller 12. The transfer material P onto which the toner image has been transferred passes through the fixing device 16, whereby the toner image is fixed to the transfer material P. Finally, the transfer material P is discharged onto the discharge tray 22 by the discharge roller 21.

〔制御系〕
図２に画像形成装置の各機構を制御する制御系の回路構成のブロック図を図２に示す。図２において、２００はプリンタ本体である。２０１は不図示のホストコンピュータ等の外部機器から送られる画像コードデータをプリンタの印字に必要なビットデータに展開するとともに、プリンタ内部情報を読み取りそれを表示するためのプリンタコントローラである。 [Control system]
FIG. 2 is a block diagram of a circuit configuration of a control system that controls each mechanism of the image forming apparatus. In FIG. 2, reference numeral 200 denotes a printer main body. A printer controller 201 expands image code data sent from an external device such as a host computer (not shown) into bit data necessary for printing by the printer, and reads and displays printer internal information.

２０２はプリンタエンジンの各部をプリンタコントローラ２０１の指示にしたがってプリント動作制御するとともに、プリンタコントローラ２０１へプリンタ内部情報を報知するためのプリンタエンジン制御部である。   A printer engine control unit 202 controls the printing operation of each unit of the printer engine in accordance with an instruction from the printer controller 201 and notifies the printer controller 201 of printer internal information.

２０３は帯電、現像、転写等各工程における各高圧出力制御をプリンタエンジン制御部２０２の指示にしたがっておこなう高圧制御部である。   A high-voltage control unit 203 performs high-voltage output control in each process such as charging, development, and transfer in accordance with an instruction from the printer engine control unit 202.

２０４はスキャナモータの駆動／停止、レーザビームの点灯をプリンタエンジン制御部２０２の指示にしたがって制御する光学系制御部である。   An optical system control unit 204 controls driving / stopping of the scanner motor and lighting of the laser beam in accordance with instructions from the printer engine control unit 202.

２０５は定着器１６の定着ヒータへの通電の駆動／停止をプリンタエンジン制御部２０２の指示にしたがって行う定着器制御部である。   Reference numeral 205 denotes a fixing unit control unit that drives / stops energization of the fixing heater of the fixing unit 16 in accordance with an instruction from the printer engine control unit 202.

２０６はセンサからの信号をプリンタエンジン制御部２０２へ報知するセンサ入力部である。２０７はプリンタエンジン制御部２０２の指示にしたがい、転写材搬送のためにモータ／ローラ等の駆動／停止を行うシート搬送制御部である。これは、図１のカセット給送ローラ１８、搬送ローラ１９、定着器１６のローラ、排出ローラ２１の駆動／停止の制御をつかさどる。   A sensor input unit 206 notifies a signal from the sensor to the printer engine control unit 202. A sheet conveyance control unit 207 drives / stops a motor / roller or the like for conveyance of a transfer material in accordance with an instruction from the printer engine control unit 202. This controls the driving / stopping of the cassette feeding roller 18, the conveying roller 19, the roller of the fixing device 16, and the discharging roller 21 of FIG. 1.

〔定着器〕
定着器１６の概略構成を説明する。 [Fixer]
A schematic configuration of the fixing device 16 will be described.

図３に定着器の断面概略図を示す。本実施形態の定着装置は加熱用回転体としてエンドレスベルト状（円筒状）の耐熱性フィルムを用いた、加圧用回転体駆動方式のフィルム加熱方式の像加熱装置である。   FIG. 3 is a schematic sectional view of the fixing device. The fixing device of the present embodiment is a film heating type image heating apparatus using a pressurizing rotating body driving system using an endless belt-like (cylindrical) heat-resistant film as a heating rotating body.

３０１は定着部材としての、厚みが２０〜１５０μｍの薄肉の可撓性のエンドレスベルト状（円筒状）の定着フィルムであり、表層には離型層を形成してある。このエンドレスベルト状の定着フィルム３０１は、横断面半円弧状樋型のフィルムガイド部材（ステイ）３０２に対して周長に余裕を持たせた形でルーズに外嵌している。定着フィルム３０１は熱容量を小さくしてクイックスタート性を向上させている。   301 is a thin flexible endless belt-shaped (cylindrical) fixing film having a thickness of 20 to 150 μm as a fixing member, and a release layer is formed on the surface layer. The endless belt-like fixing film 301 is loosely fitted to the film guide member (stay) 302 having a semicircular arc shape in cross section with a margin in the circumferential length. The fixing film 301 has a reduced heat capacity to improve quick start performance.

３０３は加圧用回転体としての加圧ローラであり、鉄、アルミ等の芯金の上にシリコーンゴム層（弾性層）の上に離型層としてＰＦＡチューブ層を有する。   Reference numeral 303 denotes a pressure roller as a pressure rotating body, which has a PFA tube layer as a release layer on a silicone rubber layer (elastic layer) on a core metal such as iron or aluminum.

３０４は定着ヒータであり、フィルムガイド部材３０２の下面側中央部に長手に沿って配設して固定支持させてある。加圧ローラ３０３は定着フィルム３０１を介して定着ヒータ３０４と加圧ローラ３０３の弾性に抗して圧接して所定幅の定着ニップ部Ｎを形成している。   Reference numeral 304 denotes a fixing heater, which is disposed and fixedly supported along the longitudinal center of the lower surface side of the film guide member 302. The pressure roller 303 is pressed against the elasticity of the fixing heater 304 and the pressure roller 303 via the fixing film 301 to form a fixing nip portion N having a predetermined width.

定着フィルム３０１は加圧ローラ３０３の回転駆動により定着ニップ部Ｎにおいて摩擦力で回転トルクを受け、少なくとも画像定着実行時は矢示の時計方向に定着ニップ部Ｎにおいて定着ヒータ３０４面に密着して該ヒータ面を摺動する。そして定着フィルム３０１は、所定の周速度（前記の画像形成部（転写部）側から搬送される未定着トナー像を担持した転写材Ｐの搬送速度）と略同一周速度でシワなく回転駆動される。   The fixing film 301 receives rotational torque due to frictional force at the fixing nip portion N by the rotational driving of the pressure roller 303, and at the time of image fixing execution, the fixing film 301 is in close contact with the surface of the fixing heater 304 at the fixing nip portion N in the clockwise direction. Slide on the heater surface. The fixing film 301 is rotationally driven without wrinkles at a predetermined peripheral speed (conveyance speed of the transfer material P carrying the unfixed toner image conveyed from the image forming section (transfer section) side) at substantially the same peripheral speed. The

定着ヒータ３０４は例えばセラミックヒータであり、電力供給により発熱する発熱源としての通電発熱体（抵抗発熱体）を含み、該通電発熱体の発熱により昇温する。    The fixing heater 304 is a ceramic heater, for example, and includes an energization heating element (resistance heating element) as a heat generation source that generates heat by supplying electric power, and the temperature is raised by the heat generated by the energization heating element.

通電発熱体に対する電力供給により定着ヒータ３０４が加熱され、また加圧ローラ３０３の回転によって定着フィルム３０１が回転駆動されている。この状態において、定着ニップ部Ｎの定着フィルム３０１と加圧ローラ３０３との間に未定着トナー像ｔを担持している転写材Ｐが導入されて挟持搬送される。これにより、該転写材Ｐが定着フィルム３０１に密着してフィルムと一緒の重なり状態で定着ニップ部Ｎを通過していく。    The fixing heater 304 is heated by supplying power to the energization heating element, and the fixing film 301 is driven to rotate by the rotation of the pressure roller 303. In this state, the transfer material P carrying the unfixed toner image t is introduced between the fixing film 301 and the pressure roller 303 in the fixing nip N, and is nipped and conveyed. As a result, the transfer material P comes into close contact with the fixing film 301 and passes through the fixing nip portion N in an overlapping state with the film.

この転写材Ｐの定着ニップ部通過過程で定着ヒータ３０４から定着フィルム３０１を介して転写材Ｐに熱エネルギーが付与される。そして転写材Ｐ上の未定着トナー像ｔが加熱溶融定着される。転写材Ｐは定着ニップ部通過後、定着フィルム３０１から分離して排出される。   Thermal energy is applied to the transfer material P from the fixing heater 304 through the fixing film 301 in the process of passing the transfer material P through the fixing nip portion. Then, the unfixed toner image t on the transfer material P is heated and melted and fixed. After passing through the fixing nip portion, the transfer material P is separated from the fixing film 301 and discharged.

また、定着ヒータには、温度検出手段としてのサーミスタ３０５が配置される。そして、サーミスタ３０５の温度検出結果に基づいて、後述するトライアックのＯＮ／ＯＦＦを制御する。   The thermistor 305 as temperature detecting means is arranged in the fixing heater. And based on the temperature detection result of the thermistor 305, ON / OFF of the triac mentioned later is controlled.

さらに保護のために、定着ヒータにはサーモスイッチが配置されている。サーモスイッチはサーミスタよりも動作温度が高く、動作温度以上になるとサーモスイッチが切れて定着ヒータに通電されなくなる。   Further, for protection, a thermo switch is arranged on the fixing heater. The thermo switch has an operating temperature higher than that of the thermistor, and when the operating temperature exceeds the operating temperature, the thermo switch is turned off and the fixing heater is not energized.

次に、定着ヒータ３０４の構成を説明する。図４は定着ヒータの説明図である。   Next, the configuration of the fixing heater 304 will be described. FIG. 4 is an explanatory diagram of the fixing heater.

図４に示すように、定着ヒータ３０４は、抵抗ヒータ（第１の抵抗素子）４０１とＰＴＣヒータ（第２の抵抗素子）４０２を有する。   As shown in FIG. 4, the fixing heater 304 includes a resistance heater (first resistance element) 401 and a PTC heater (second resistance element) 402.

抵抗ヒータ４０１は、長手方向単位長さ当たりの抵抗値が長手方向に均一な抵抗値で、通電発熱抵抗層に通電がなされることにより、通電発熱抵抗層が発熱して、ヒータ基板・ガラス保護層を含むヒータ全体が急速昇温する。また目標温度180度に保つように電力制御を行う。   In the resistance heater 401, the resistance value per unit length in the longitudinal direction is a uniform resistance value in the longitudinal direction, and the energization heat generation resistance layer is energized, and the energization heat generation resistance layer generates heat to protect the heater substrate / glass. The entire heater including the layer is rapidly heated. Also, power control is performed so as to keep the target temperature at 180 degrees.

ＰＴＣヒータ４０２は、サーミスタ素子（ＰＴＣ素子）を具備する。ＰＴＣ素子に電圧を印加すると発熱し、ある温度を超えると抵抗値が増大して電流が通りにくくなる。そして温度が下がると抵抗値が小さくなり電流が流れて温度を上げる。このサイクルを繰り返すことにより自己温度を制御している。この抵抗値が急激に上昇する温度をキュリー温度と言う。   The PTC heater 402 includes a thermistor element (PTC element). When a voltage is applied to the PTC element, heat is generated, and when a certain temperature is exceeded, the resistance value increases and it becomes difficult for current to pass. When the temperature decreases, the resistance value decreases and current flows to raise the temperature. The self temperature is controlled by repeating this cycle. The temperature at which the resistance value rapidly increases is called the Curie temperature.

本実施例におけるＰＴＣヒータ４０２は、キュリー温度が180度のＰＴＣヒータを使用している。このキュリー温度は室温（25度）からサーモスイッチが動作する温度250度の間の定着装置の使用温度範囲内にあり、目標温度と同じ温度にある。また、抵抗ヒータもＰＴＣヒータと同様に無制御に温度上昇し続けると1000度程度で電気抵抗値が急激に上昇する温度がありそれ以上温度が上がらない。すなわち、抵抗ヒータ４０１のキュリー温度は定着装置の使用温度範囲外にある。   The PTC heater 402 in this embodiment uses a PTC heater having a Curie temperature of 180 degrees. This Curie temperature is within the operating temperature range of the fixing device between room temperature (25 degrees) and the temperature at which the thermoswitch operates 250 degrees, and is at the same temperature as the target temperature. Similarly to the PTC heater, if the temperature of the resistance heater continues to rise without control, there is a temperature at which the electrical resistance value suddenly increases at about 1000 degrees, and the temperature does not rise any further. That is, the Curie temperature of the resistance heater 401 is outside the operating temperature range of the fixing device.

一方、抵抗ヒータ４０１と並列に配置されて、基材４０３上にＰＴＣヒータ４０２が長手方向に１０個程度配置されている。ＰＴＣヒータはペーストを施し、固定されている。立ち上がり特性上、ヒータの厚さは薄い方が好ましいが、耐圧の観点から１．５ｍｍ以上の厚さは必要である。電極４１０ａと電極４１０ｂは、ＰＴＣヒータ全体に接続されている。電極の一端には電源からＡＣを受け取る給電部があり、給電部より給電されてＰＴＣヒータに通電される。   On the other hand, about 10 PTC heaters 402 are arranged on the base material 403 in the longitudinal direction, in parallel with the resistance heater 401. The PTC heater is pasted and fixed. From the standpoint of the start-up characteristics, it is preferable that the heater is thin, but a thickness of 1.5 mm or more is necessary from the viewpoint of pressure resistance. The electrode 410a and the electrode 410b are connected to the entire PTC heater. At one end of the electrode, there is a power supply unit that receives AC from a power source. Power is supplied from the power supply unit and the PTC heater is energized.

抵抗ヒータ４０１とＰＴＣヒータ４０２は、それぞれ通電手段としての第二トライアック４０６と第一トライアック４０５を切り替えることによって独立に通電を制御することができる。制御は制御手段としてのヒータ制御回路４０７によって行う。   The resistance heater 401 and the PTC heater 402 can independently control energization by switching the second triac 406 and the first triac 405 as energization means, respectively. The control is performed by a heater control circuit 407 as a control means.

図５はＰＴＣヒータの構造を示す図であり、（ａ）が斜視図、（ｂ）が三面図である。   5A and 5B are diagrams showing the structure of the PTC heater, where FIG. 5A is a perspective view and FIG.

ＰＴＣヒータ４０２は、前述のセラミック等の基材４０３上に複数個搭載されるＰＴＣ素子６０１の外形である。そして素子６０１上に銀などで形成される電極６０２がある。   The PTC heater 402 has an outer shape of a plurality of PTC elements 601 mounted on the above-described base material 403 such as ceramic. There is an electrode 602 formed of silver or the like on the element 601.

次に定着ヒータ３０４の制御回路を説明する。図６はヒータ温度制御系の回路を示すブロック図である。   Next, a control circuit for the fixing heater 304 will be described. FIG. 6 is a block diagram showing a circuit of the heater temperature control system.

図６において、図４と同様にＰＴＣヒータ４０２及び抵抗ヒータ４０１を、それぞれ第一トライアック４０５及び第二トライアック４０６によって通電の切り替えが行われる。これらはそれぞれヒータ制御回路４０７からの制御信号により制御される。   In FIG. 6, as in FIG. 4, the PTC heater 402 and the resistance heater 401 are switched over by the first triac 405 and the second triac 406, respectively. These are controlled by a control signal from the heater control circuit 407, respectively.

ヒータ制御回路４０７は、Ｉ／Ｏ制御部５０５、ＣＰＵ５０６、記憶部５０７を有する。   The heater control circuit 407 includes an I / O control unit 505, a CPU 506, and a storage unit 507.

Ｉ／Ｏ制御部５０５は、入出力信号を伝送、制御する。ＣＰＵ５０６は、所定のプログラムにより演算を行ったり処理部全体をコントロールしたりする中央処理演算部である。記憶部５０７は、プログラムや所定のデータを格納するＲＯＭや信号処理に応じて一時的にデータを格納するＲＡＭ、またはＩＣカードやフロッピディスク等を含み、プログラムやデータの書込みや読出しを行う。   The I / O control unit 505 transmits and controls input / output signals. The CPU 506 is a central processing arithmetic unit that performs arithmetic operations according to a predetermined program and controls the entire processing unit. The storage unit 507 includes a ROM that stores programs and predetermined data, a RAM that temporarily stores data according to signal processing, an IC card, a floppy disk, and the like, and writes and reads programs and data.

ＣＰＵ５０６には、時間をカウントするタイマ（定着ヒータへの通電時間を計測する計測手段）が具備され、ＣＰＵ５０６又はＩ／Ｏ制御部５０５には複数のレジスタが備えられ、データ信号を一時的に記憶読み出し処理のために用いられる。   The CPU 506 is provided with a timer for counting time (measuring means for measuring the energization time to the fixing heater), and the CPU 506 or the I / O control unit 505 is provided with a plurality of registers for temporarily storing data signals. Used for read processing.

〔立ち上がり特性〕
次に、ＰＴＣヒータと抵抗ヒータの立ち上がり特性について説明する。尚、本実施形態の定着ヒータ３０４は、２４０℃のキュリー点をもつＰＴＣヒータ４０２を１０個並べたものと、抵抗ヒータ４０１とを並列に配置したものである。 (Rise characteristics)
Next, rising characteristics of the PTC heater and the resistance heater will be described. Note that the fixing heater 304 of the present embodiment is one in which ten PTC heaters 402 having a Curie point of 240 ° C. are arranged in parallel with a resistance heater 401.

まず、ＰＴＣヒータと抵抗ヒータを同時に立ち上げたときについて説明する。図７はＰＴＣヒータと抵抗ヒータを同時に立ち上げたときの立ち上がり特性を表した図である。   First, the case where the PTC heater and the resistance heater are started up simultaneously will be described. FIG. 7 is a diagram showing the rising characteristics when the PTC heater and the resistance heater are simultaneously started.

図７に示すように、通電開始時に第一トライアックと第二トライアックをＯＮし、ＰＴＣヒータと抵抗ヒータに対して通電する。ヒータは通電開始後６秒後に目標温度に達する。   As shown in FIG. 7, at the start of energization, the first triac and the second triac are turned on to energize the PTC heater and the resistance heater. The heater reaches the target temperature 6 seconds after starting energization.

ＰＴＣヒータの通電開始直後にＰＴＣヒータの通電電流は急激に上昇する。これはＰＴＣヒータの特性として温度によって抵抗が小さくなる点（極小点）があるためである。突入電力は５０００Ｗの電力を消費することになる。また、立ち上がり時間を短縮するために通電開始時に抵抗ヒータにも通電している。このため、突入電力は６０００Ｗとなる。抵抗ヒータの抵抗値は１０Ωで温度による抵抗値の変化量はは０．０１倍程度である。ＰＴＣヒータの抵抗値は１７０Ωで、抵抗の変化量は１０００倍程度になる。   Immediately after the start of energization of the PTC heater, the energization current of the PTC heater increases rapidly. This is because, as a characteristic of the PTC heater, there is a point (minimum point) in which the resistance decreases with temperature. The inrush power consumes 5000 W of power. In order to shorten the rise time, the resistance heater is energized at the start of energization. For this reason, inrush electric power will be 6000W. The resistance value of the resistance heater is 10Ω, and the change amount of the resistance value with temperature is about 0.01 times. The resistance value of the PTC heater is 170Ω, and the resistance change amount is about 1000 times.

次に、本実施形態におけるＰＴＣヒータと抵抗ヒータの立ち上がり特性について説明する。図８は本実施形態におけるＰＴＣヒータと抵抗ヒータの立ち上がり特性を表した図である。   Next, the rising characteristics of the PTC heater and the resistance heater in this embodiment will be described. FIG. 8 is a diagram showing the rising characteristics of the PTC heater and the resistance heater in the present embodiment.

まず、通電開始時間ｔ０において第二トライアックをＯＮし、抵抗ヒータのみを通電する。通電開始後、ヒータの温度を検出しているサーミスタ３０５の温度が所定温度Ｔ１（本実施形態では１００℃）以上になった時、第二トライアックをＯＦＦする。また、これと同時に、第一トライアックをＯＮする。これによりＰＴＣヒータのみ通電を開始する。   First, at the energization start time t0, the second triac is turned on and only the resistance heater is energized. After the start of energization, the second triac is turned off when the temperature of the thermistor 305 that detects the temperature of the heater becomes equal to or higher than a predetermined temperature T1 (100 ° C. in this embodiment). At the same time, the first triac is turned on. As a result, energization of only the PTC heater is started.

ＰＴＣヒータは十分に温度が上昇した時点で通電を開始するため、ＰＴＣヒータの極小点以上の抵抗になっている。このため過度の突入電力が消費されない。立ち上げ後、１８０℃に達した時点でプリントを開始する。   Since the PTC heater starts energization when the temperature rises sufficiently, the resistance is more than the minimum point of the PTC heater. For this reason, excessive inrush electric power is not consumed. Printing starts when the temperature reaches 180 ° C. after startup.

図９に本実施形態の制御のフローチャートを示す。   FIG. 9 shows a flowchart of the control of this embodiment.

電源ＯＮ（Ｓ１０１）後、ヒータへの通電を開始するときは、第二トライアックをＯＮして抵抗ヒータのみを通電する（Ｓ１０２）。次にサーミスタ３０５の温度が所定温度Ｔ１以上かどうかを判定する（Ｓ１０３）。サーミスタ３０５の温度が所定温度Ｔ１以上であれば、第二トライアックをＯＦＦし且つ第一トライアックをＯＮすることで、ＰＴＣヒータのみに通電する（Ｓ１０４）。Ｓ１０３でサーミスタ３０５の温度が所定温度Ｔ１未満であれば、所定温度Ｔ１になるまでＳ１０３を繰り返す。   When energization of the heater is started after the power is turned on (S101), the second triac is turned on and only the resistance heater is energized (S102). Next, it is determined whether or not the temperature of the thermistor 305 is equal to or higher than a predetermined temperature T1 (S103). If the temperature of the thermistor 305 is equal to or higher than the predetermined temperature T1, only the PTC heater is energized by turning off the second triac and turning on the first triac (S104). If the temperature of the thermistor 305 is less than the predetermined temperature T1 in S103, S103 is repeated until the temperature reaches the predetermined temperature T1.

Ｓ１０４の後、サーミスタ３０５の温度がプリントスタート温度Ｔ２以上であれば（Ｓ１０５）、プリントをスタートさせる（Ｓ１０６）。サーミスタ３０５の温度がプリントスタート温度Ｔ２未満であれば、プリントスタート温度Ｔ２になるまでＳ１０５を繰り返す。   After S104, if the temperature of the thermistor 305 is equal to or higher than the print start temperature T2 (S105), printing is started (S106). If the temperature of the thermistor 305 is lower than the print start temperature T2, S105 is repeated until the print start temperature T2 is reached.

本実施形態のように、ヒータ制御回路４０７は、まず 最初、ＰＴＣヒータ４０２への通電は実質行わずに抵抗ヒータ４０１への通電を行うことで定着フィルム３０１（及び３０５）を所定温度に維持させる温調処理を実行可能である。そして抵抗ヒータ４０１への通電は実質行わずにＰＴＣヒータ４０２への通電を行うことで定着フィルム３０１（及びサーミスタ３０５）を所定温度より大きな所望温度に上昇させるウォームアップ処理を実行可能である。このように構成することで、過度の突入電力を消費しなくて済むことになる。   As in this embodiment, the heater control circuit 407 first maintains the fixing film 301 (and 305) at a predetermined temperature by energizing the resistance heater 401 without substantially energizing the PTC heater 402. Temperature control processing can be executed. Then, it is possible to execute a warm-up process for raising the fixing film 301 (and the thermistor 305) to a desired temperature higher than a predetermined temperature by energizing the PTC heater 402 without substantially energizing the resistance heater 401. With this configuration, it is not necessary to consume excessive inrush power.

本実施例においては所定温度以上になった場合にＰＴＣヒータのみに通電したが、立ち上げの時間を早くするために所定温度以上になったらＰＴＣヒータと抵抗ヒータの両方に通電してもよい。   In this embodiment, only the PTC heater is energized when the temperature exceeds a predetermined temperature, but both the PTC heater and the resistance heater may be energized when the temperature exceeds the predetermined temperature in order to speed up the startup time.

〔第２実施形態〕
本発明を適用した第２実施形態について説明する。 [Second Embodiment]
A second embodiment to which the present invention is applied will be described.

第１実施形態ではＰＴＣヒータと抵抗ヒータをサーミスタの温度の検出結果から切り替えていた。本実施形態では温度によらず設定した時間でＰＴＣヒータと抵抗ヒータの切り替えを行う。前述と同様の構成については同符号を用い説明を省略する。   In the first embodiment, the PTC heater and the resistance heater are switched from the detection result of the thermistor temperature. In this embodiment, switching between the PTC heater and the resistance heater is performed in a set time regardless of the temperature. The same components as those described above are denoted by the same reference numerals and description thereof is omitted.

図１０は本実施形態におけるＰＴＣヒータと抵抗ヒータの立ち上がり特性を表した図である。通電開始時間ｔ０において、第二トライアック４０６をＯＮし、抵抗ヒータ４０１のみに通電する。ここで、あらかじめ１００℃程度になる所定時間ｔ１を測定しておき、その所定時間ｔ１を設定しておく。そして、ＣＰＵ５０６のタイマが所定時間ｔ１が経過したと判断したときに第二トライアック４０６をＯＦＦし、第一トライアック４０５をＯＮする。これによりＰＴＣヒータ４０２のみ通電を開始する。   FIG. 10 is a diagram showing the rising characteristics of the PTC heater and the resistance heater in the present embodiment. At the energization start time t0, the second triac 406 is turned on, and only the resistance heater 401 is energized. Here, a predetermined time t1 at which the temperature reaches about 100 ° C. is measured in advance, and the predetermined time t1 is set. When the timer of the CPU 506 determines that the predetermined time t1 has elapsed, the second triac 406 is turned off and the first triac 405 is turned on. As a result, energization of only the PTC heater 402 is started.

本実施形態においては通電開始から５秒後（ｔ１）に通電を切り替える。また、通電開始後１０秒後にプリントを開始することを測定している。これはプリント開始温度の１８０℃に達する時間を想定した時間である。   In the present embodiment, the energization is switched 5 seconds after the start of energization (t1). Further, it is measured that printing is started 10 seconds after the start of energization. This time is assumed to reach the print start temperature of 180 ° C.

図１１に本実施形態の制御のフローチャートを示す。   FIG. 11 shows a flowchart of the control of this embodiment.

電源ＯＮ（Ｓ１１１）後、ヒータへの通電を開始するときは、第二トライアックをＯＮして抵抗ヒータのみを通電する（Ｓ１１２）。次に通電開始からの経過時間であるかどうかを判定する（Ｓ１１３）。通電開始後からの経過時間が所定時間ｔ１以上であれば、第二トライアックをＯＦＦし且つ第一トライアックをＯＮすることで、ＰＴＣヒータのみに通電する（Ｓ１１４）。Ｓ１１３で経過時間が所定時間ｔ１未満であれば所定時間ｔ１になるまでＳ１１３を繰り返す。   When energization of the heater is started after the power is turned on (S111), the second triac is turned on and only the resistance heater is energized (S112). Next, it is determined whether it is an elapsed time from the start of energization (S113). If the elapsed time after the start of energization is equal to or greater than the predetermined time t1, only the PTC heater is energized by turning off the second triac and turning on the first triac (S114). If the elapsed time is less than the predetermined time t1 in S113, S113 is repeated until the predetermined time t1 is reached.

Ｓ１１４の後、サーミスタ３０５の温度がプリントスタート温度Ｔ２以上であれば（Ｓ１１５）、プリントをスタートさせる（Ｓ１１６）。サーミスタ３０５の温度がプリントスタート温度Ｔ２未満であれば、プリントスタート温度Ｔ２になるまでＳ１１５を繰り返す。   After S114, if the temperature of the thermistor 305 is equal to or higher than the print start temperature T2 (S115), printing is started (S116). If the temperature of the thermistor 305 is lower than the print start temperature T2, S115 is repeated until the print start temperature T2 is reached.

本実施例においては所定時間を経過した場合にＰＴＣヒータのみに通電したが、立ち上げの時間を早くするために所定時間を経過したらＰＴＣヒータと抵抗ヒータの両方を通電してもよい。   In this embodiment, only the PTC heater is energized when a predetermined time elapses, but both the PTC heater and the resistance heater may be energized when the predetermined time elapses in order to speed up the startup time.

本実施形態のように、抵抗ヒータに通電し、通電後、所定時間が経過した後にＰＴＣヒータに通電することとすれば、過度の突入電力を消費しなくて済むことになる。   If the resistance heater is energized and the PTC heater is energized after a predetermined time has elapsed after energization as in this embodiment, it is not necessary to consume excessive inrush power.

画像形成装置の概略図。1 is a schematic diagram of an image forming apparatus. 画像形成装置の各機構を制御する制御系の回路構成のブロック図。FIG. 3 is a block diagram of a circuit configuration of a control system that controls each mechanism of the image forming apparatus. 定着器の断面概略図。FIG. 定着ヒータの説明図。Explanatory drawing of a fixing heater. ＰＴＣヒータの構造を示す図。The figure which shows the structure of a PTC heater. ヒータ温度制御系の回路を示すブロック図。The block diagram which shows the circuit of a heater temperature control system. ＰＴＣヒータと抵抗ヒータを同時に立ち上げたときの立ち上がり特性を表した図。The figure showing the rise characteristic when a PTC heater and a resistance heater are started up simultaneously. 第１実施形態におけるＰＴＣヒータと抵抗ヒータの立ち上がり特性を表した図。The figure showing the starting characteristic of the PTC heater and resistance heater in 1st Embodiment. 第１実施形態の制御のフローチャート。The flowchart of control of 1st Embodiment. 第２実施形態におけるＰＴＣヒータと抵抗ヒータの立ち上がり特性を表した図。The figure showing the starting characteristic of the PTC heater and resistance heater in 2nd Embodiment. 第２実施形態の制御のフローチャート。The flowchart of control of 2nd Embodiment.

符号の説明Explanation of symbols

Ｎ…定着ニップ部、Ｐ…転写材、ｔ…未定着トナー像、２…感光体ドラム、３…帯電ローラ、４…現像器、５…転写ローラ、７…レーザスキャナ、８…中間転写ベルト、１２…二次転写ローラ、１６…定着器、１７…給送カセット、１８ …カセット給送ローラ、１９…搬送ローラ、２１…排出ローラ、２２…排出トレイ、２００…プリンタ本体、２０１…プリンタコントローラ、２０２…プリンタエンジン制御部、２０３…高圧制御部、２０４…光学系制御部、２０５…定着器制御部、２０６…センサ入力部、２０７…シート搬送制御部、３０１…定着フィルム、３０２…フィルムガイド部材、３０３…加圧ローラ、３０４…定着ヒータ、３０５…サーミスタ、４０１…抵抗ヒータ、４０２…ＰＴＣヒータ、４０３…基材、４０５…第一トライアック、４０６…第二トライアック、４０７…ヒータ制御回路、４１０ａ…電極、４１０ｂ…電極、５０５…Ｉ／Ｏ制御部、５０６…ＣＰＵ、５０７…記憶部、６０１…素子、６０２…電極   N: fixing nip, P: transfer material, t: unfixed toner image, 2 ... photosensitive drum, 3 ... charge roller, 4 ... developer, 5 ... transfer roller, 7 ... laser scanner, 8 ... intermediate transfer belt, DESCRIPTION OF SYMBOLS 12 ... Secondary transfer roller, 16 ... Fixing device, 17 ... Feed cassette, 18 ... Cassette feed roller, 19 ... Conveyance roller, 21 ... Discharge roller, 22 ... Discharge tray, 200 ... Printer main body, 201 ... Printer controller, DESCRIPTION OF SYMBOLS 202 ... Printer engine control part, 203 ... High pressure control part, 204 ... Optical system control part, 205 ... Fixing device control part, 206 ... Sensor input part, 207 ... Sheet conveyance control part, 301 ... Fixing film, 302 ... Film guide member , 303 ... Pressure roller, 304 ... Fixing heater, 305 ... Thermistor, 401 ... Resistance heater, 402 ... PTC heater, 403 ... Base material, 405 ... First TRIAC, 406 ... second triac, 407 ... heater control circuit, 410a ... electrode, 410b ... electrode, 505 ... I / O control unit, 506 ... CPU, 507 ... storage unit, 601 ... device, 602 ... electrode

Claims (2)

記録材にトナー像を定着させる定着部材と、前記定着部材を加熱する定着ヒータと、前記定着ヒータへの通電を制御する制御手段と、を有する定着装置において、
前記定着ヒータは使用温度範囲内にキュリー温度を有する第１の抵抗素子と使用温度範囲外にキュリー温度を有する第２の抵抗素子とを有し、
前記制御手段は前記第１の抵抗素子への通電は実質行わずに前記第２の抵抗素子への通電を行うことで前記定着部材を所定温度に上昇させるウォームアップ処理を実行可能であることを特徴とする定着装置。 In a fixing device comprising: a fixing member that fixes a toner image on a recording material; a fixing heater that heats the fixing member; and a control unit that controls energization of the fixing heater.
The fixing heater has a first resistance element having a Curie temperature within a use temperature range and a second resistance element having a Curie temperature outside the use temperature range,
The control means can execute a warm-up process for raising the fixing member to a predetermined temperature by energizing the second resistance element without substantially energizing the first resistance element. A fixing device characterized. 前記制御手段は前記第２の抵抗素子への通電は実質行わずに前記第１の抵抗素子への通電を行うことで前記定着部材を所定温度に維持させる温調処理を実行可能であることを特徴とする請求項１に記載の定着装置。   The control means can execute a temperature adjustment process for maintaining the fixing member at a predetermined temperature by energizing the first resistance element without substantially energizing the second resistance element. The fixing device according to claim 1.