JP5028909B2

JP5028909B2 - Fixing device

Info

Publication number: JP5028909B2
Application number: JP2006225332A
Authority: JP
Inventors: 美樹中澤; 純一舛田; 隆広土井; 誠司青木
Original assignee: Konica Minolta Business Technologies Inc
Current assignee: Konica Minolta Business Technologies Inc
Priority date: 2006-08-22
Filing date: 2006-08-22
Publication date: 2012-09-19
Anticipated expiration: 2026-08-22
Also published as: JP2008051868A

Description

この発明は、画像形成装置に搭載され、トナー像が転写された用紙を加圧ローラにより加圧するとともに、加熱ローラにより加熱することでトナー像を用紙に定着させる定着装置に関する。 The present invention relates to a fixing device that is mounted on an image forming apparatus and presses a sheet on which a toner image is transferred with a pressure roller and heats the sheet with a heating roller to fix the toner image on the sheet.

従来、プリンタや多機能複合機等の画像形成装置に搭載される定着装置においては、加熱ローラや加圧ローラを加熱する熱源部材としてのヒータが複数存在する場合に、ヒータへの通電を制御すべく、ヒータに流れる突入電流に伴う一時的な電源電圧の降下を抑制するために、ヒータのオンに際しては、オン状態にある他のヒータをオフさせるなど、ヒータのオンオフ制御を行っていた。 2. Description of the Related Art Conventionally, in a fixing device mounted on an image forming apparatus such as a printer or a multifunctional multifunction peripheral, when there are a plurality of heaters as heat source members for heating a heating roller or a pressure roller, energization to the heater is controlled. Therefore, in order to suppress a temporary drop in the power supply voltage due to the inrush current flowing in the heater, when the heater is turned on, the heater on / off control is performed such as turning off other heaters in the on state.

これに関連して、例えば下記特許文献１では、通電開始時に、供給電圧波形の半波区間を含む起動制御区間を設け、起動制御区間のうちの所定の半波区間は、ゼロクロス制御により通電を行う通電区間とし、残りの半波区間は、通電を行わない休止区間とする間欠制御を行う熱定着装置に採用された電力制御装置が開示されている。この装置では、定着の起動制御区間において、ゼロクロス制御により半波単位で通電，非通電が切り替えられ、複数のヒータ間で起動制御区間が重ならないようになっている。 In relation to this, for example, in Patent Document 1 below, at the start of energization, a start control section including a half wave section of the supply voltage waveform is provided, and a predetermined half wave section of the start control section is energized by zero cross control. There is disclosed a power control device employed in a thermal fixing device that performs intermittent control in which a current-carrying section to be performed and a remaining half-wave section to be a pause section in which power is not supplied. In this apparatus, in the start-up control section for fixing, energization or non-energization is switched in half-wave units by zero-cross control so that the start-up control sections do not overlap among a plurality of heaters.

また、図６には、従来の定着装置における加熱ヒータ及び加圧ヒータに対する通電のオンオフ制御、及び、加熱ローラ及び加圧ローラの温度変化の一例をあらわすタイミングチャートを示す。ここでは、加熱及び加圧ヒータが、それぞれオンされる場合に、突入電流に伴う電圧変動を抑制するために、オンしてから駆動制御区間ｔ１だけデューティ制御（ゼロクロス制御）される。そして、図中の四角数字１で示されるように、優先的にオンさせる加熱ヒータがオンされる場合には、加圧ヒータが期間ｔ２だけ強制的にオフされる。このように、複数のヒータ間で起動制御区間が重ならないように通電制御が行われる。 FIG. 6 is a timing chart showing an example of on / off control of energization to the heater and the pressure heater in the conventional fixing device, and an example of a temperature change of the heating roller and the pressure roller. Here, when the heating and pressure heaters are respectively turned on, duty control (zero cross control) is performed only during the drive control section t1 after the power is turned on in order to suppress voltage fluctuations associated with inrush current. Then, as indicated by the square numeral 1 in the figure, when the heater to be turned on preferentially is turned on, the pressure heater is forcibly turned off for the period t2. In this way, the energization control is performed so that the activation control sections do not overlap among the plurality of heaters.

特開２００２−８４７３６号公報JP 2002-84736 A

しかしながら、かかる加熱ヒータ及び加圧ヒータに対する通電制御方法では、加圧ヒータのオン状態から加熱ヒータがオンされるに伴い、加圧ローラの温度が所定の目標温度に達していない場合にも、加圧ヒータがオフされるため、加圧ローラの温度がその下限温度を下回るおそれがある。かかる場合、定着部で用紙のカールが発生し、これにより、排出紙の整合性が悪化したりジャムが発生したりするおそれがある。 However, in the energization control method for the heater and the pressure heater, even when the temperature of the pressure roller does not reach a predetermined target temperature as the heater is turned on from the ON state of the pressure heater, the heating control is performed. Since the pressure heater is turned off, the temperature of the pressure roller may fall below the lower limit temperature. In such a case, curling of the paper occurs at the fixing unit, which may cause deterioration of the alignment of the discharged paper or jamming.

また、一方のヒータがオフされた状態、つまりそのヒータに対応したローラの温度が低下した状態から他方のヒータがオンされた場合には、オンされたヒータによりもたらされた熱が、本来加熱されるべきローラのみならず、温度が低下したローラ側にも移動することとなる。かかる場合、加熱されるべきローラの昇温には時間がかかってしまい、定着不良が発生するおそれがある。 In addition, when one heater is turned off, that is, when the other heater is turned on from a state where the temperature of the roller corresponding to the heater is lowered, the heat generated by the turned on heater is originally heated. It moves not only to the roller to be moved but also to the roller side where the temperature is lowered. In such a case, it takes a long time to raise the temperature of the roller to be heated, which may cause a fixing failure.

この発明は、上記技術的課題に鑑みてなされたもので、定着不良の発生を回避するために、ヒータのオンオフ切替えに際して、各ヒータに対応したローラの温度が下限温度を下回ることを防止することができ、また、ローラの温度が目標温度に達するまでの時間を短縮することができる定着装置を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above technical problem, and in order to avoid the occurrence of fixing failure, the temperature of the roller corresponding to each heater is prevented from falling below a lower limit temperature when the heater is switched on and off. It is another object of the present invention to provide a fixing device that can shorten the time required for the roller temperature to reach a target temperature.

そこで、本願の請求項１に係る発明は、トナー像が転写された用紙を加圧ローラにより加圧するとともに、加熱ローラにより加熱することでトナー像を用紙に定着させる定着装置において、該加圧ローラ及び加熱ローラをそれぞれ加熱する第１及び第２の熱源部材と、該各熱源部材に通電する通電手段と、該加圧ローラ及び加熱ローラの温度を検出する温度検出手段と、該各熱源部材への通電をオフする第１モード，各熱源部材への通電をオンする第２モード，各熱源部材への通電をデューティ制御する第３モードのいずれか１つのモードで、上記通電手段を制御する制御手段と、を有しており、該制御手段は、上記温度検出手段により検出される加圧ローラ及び加熱ローラの温度が所定の範囲内に収まるように上記第１，第２及び第３モードを切り替えつつ、一方の熱源部材に対して上記第１モードを第３モードに切り替える場合には、同時に、他方の熱源部材に対して上記第３モードを適用するように、上記通電手段を制御し、上記制御手段は、一方の熱源部材に対して、上記第１モードを第３モードに切り替える場合に、他方の熱源部材が第１モードに設定されていれば、該他方の熱源部材に対して、上記第３モードを所定時間だけ適用した後、上記第１モードを設定するように、上記通電手段を制御する、ことを特徴としたものである。 Accordingly, the invention according to claim 1 of the present application is directed to a fixing device that pressurizes a sheet onto which a toner image has been transferred with a pressure roller and heats the sheet with a heating roller to fix the toner image on the sheet. And first and second heat source members for heating the heating roller, energizing means for energizing the heat source members, temperature detecting means for detecting the temperatures of the pressure roller and the heating roller, and the heat source members Control for controlling the energization means in any one of a first mode for turning off the energization of the heat source, a second mode for turning on the energization of each heat source member, and a third mode for controlling the duty of energization to each heat source member. And the control means controls the first, second and third modes so that the temperature of the pressure roller and the heating roller detected by the temperature detection means is within a predetermined range. While switching the, the first mode for the one heat source member to switch to the third mode, at the same time, to apply the third mode to the other heat source member, and controls the energization means In the case where the first mode is switched to the third mode with respect to one heat source member, and the other heat source member is set to the first mode, the control means applies to the other heat source member. The energization means is controlled to set the first mode after applying the third mode for a predetermined time .

また、本願の請求項２に係る発明は、トナー像が転写された用紙を加圧ローラにより加圧するとともに、加熱ローラにより加熱することでトナー像を用紙に定着させる定着装置において、上記加圧ローラ及び加熱ローラをそれぞれ加熱する第１及び第２の熱源部材と、
上記各熱源部材に通電する通電手段と、上記加圧ローラ及び加熱ローラの温度を検出する温度検出手段と、上記各熱源部材への通電をオフする第１モード，各熱源部材への通電をオンする第２モード，各熱源部材への通電をデューティ制御する第３モードのいずれか１つのモードで、上記通電手段を制御する制御手段と、を有しており、上記制御手段は、上記温度検出手段により検出される加圧ローラ及び加熱ローラの温度が所定の範囲内に収まるように上記第１，第２及び第３モードを切り替えつつ、一方の熱源部材に対して上記第１モードを第３モードに切り替える場合には、同時に、他方の熱源部材に対して上記第３モードを適用するように、上記通電手段を制御し、上記制御手段は、上記温度検出手段により検出された上記加圧ローラ及び加熱ローラの温度に基づき、上記第３モードの適用時に設定されるデューティ制御時間を決定する、ことを特徴としたものである。 According to a second aspect of the present invention, in the fixing device that pressurizes the sheet on which the toner image is transferred by the pressure roller and heats the sheet by the heating roller, the pressure roller is fixed to the sheet. And first and second heat source members for heating the heating roller, respectively.
Energizing means for energizing each heat source member, temperature detecting means for detecting the temperature of the pressure roller and the heating roller, a first mode for turning off energization to each heat source member, energizing each heat source member Control means for controlling the energization means in any one of a second mode for performing the duty control for energizing each heat source member, and the control means for detecting the temperature. The first mode is changed to the third mode for one heat source member while switching the first, second and third modes so that the temperature of the pressure roller and the heating roller detected by the means falls within a predetermined range. when switching to a mode at the same time, to apply the third mode to the other heat source member, and controls the energization means, the control means, the pressure low detected by the temperature detecting means And based on the temperature of the heating roller, determines the duty control time set at the time of application of the third mode, it is obtained by it said.

更に、本願の請求項３に係る発明は、請求項１又は２に係る発明において、上記制御手段は、上記温度検出手段により検出された上記加圧ローラ及び加熱ローラの温度に基づき、上記第３モードの適用時に設定されるデューティ比を決定する、ことを特徴としたものである。 Further, the invention according to claim 3 of the present application is the invention according to claim 1 or 2, wherein the control means is based on the temperature of the pressure roller and the heating roller detected by the temperature detection means. The duty ratio set when the mode is applied is determined .

本願の請求項１に係る発明によれば、定着装置において、各熱源部材のオンオフ切替えに際し、各熱源部材に対応したローラの温度が下限温度を下回ることを防止することができ、また、加熱ローラ及び加圧ローラの温度が目標温度に達するまでの時間を短縮することができる。その結果、定着不良の発生を回避することができる。 According to the first aspect of the present invention, in the fixing device, the temperature of the roller corresponding to each heat source member can be prevented from falling below the lower limit temperature when the heat source member is switched on and off. And the time until the temperature of the pressure roller reaches the target temperature can be shortened. As a result, occurrence of fixing failure can be avoided.

また、本願の請求項２に係る発明によれば、特に加熱ローラ及び加圧ローラの温度が目標温度に達するまでの時間を短縮することができ、その結果、定着不良の発生を回避することができる。 Further, according to the invention according to claim 2 of the present application, it is possible to particularly shorten the time until the temperature of the heating roller and the pressure roller reaches the target temperature, and as a result, it is possible to avoid occurrence of fixing failure. it can.

更に、本願の請求項３に係る発明によれば、加圧ローラ及び加熱ローラの温度に基づき、デューティ制御モードの適用時に設定されるデューティ制御時間が決定されるため、各熱源部材のオンオフ切替えに際して、各熱源部材に対応したローラの温度が下限温度を下回ることを確実に防止することができる。 Furthermore, according to the third aspect of the present invention, since the duty control time set when the duty control mode is applied is determined based on the temperature of the pressure roller and the heating roller, each heat source member is switched on and off. The temperature of the roller corresponding to each heat source member can be reliably prevented from falling below the lower limit temperature.

また、更に、本願の請求項４に係る発明によれば、加圧ローラ及び加熱ローラの温度に基づき、デューティ制御モードの適用時に設定されるデューティ比が決定されるため、各熱源部材のオンオフ切替えに際して、各熱源部材に対応したローラの温度が下限温度を下回ることを確実に防止することができる。 Further, according to the invention of claim 4 of the present application, since the duty ratio set when the duty control mode is applied is determined based on the temperature of the pressure roller and the heating roller, each heat source member is switched on and off. At this time, it is possible to reliably prevent the temperature of the roller corresponding to each heat source member from falling below the lower limit temperature.

以下、本発明の実施形態について、添付図面を参照しながら説明する。
図１は、プリンタに搭載された定着装置の基本構成を示す図である。この定着装置１は、定着ローラ（加熱ローラ及び加圧ローラ）の熱源部材としてそれぞれハロゲンヒータ１１，１２を備えた定着ヒータ部１０と、定着ヒータ部１０への供給電圧を制御する電源部２０と、定着ヒータ部１０及び電源部２０の動作を一括して制御する制御部３０と、を有している。定着ヒータ部１０は、加熱ローラ（不図示）を加熱するハロゲンヒータ（以下、加熱ヒータという）１１と、加熱ローラの温度（以下、加熱ローラ温度という）を検出するサーミスタ１３と、加熱ローラ温度が異常上昇した場合に、加熱ヒータ１１への電力を切断するためのサーモスタット１５と、加圧ローラ（不図示）を加熱するハロゲンヒータ（以下、加圧ヒータという）１２と、加圧ローラの温度（以下、加圧ローラ温度という）を検出するサーミスタ１４と、加圧ローラ温度が異常上昇した場合に、加圧ヒータ１２への電力を切断するためのサーモスタット１６と、から構成されている。 Embodiments of the present invention will be described below with reference to the accompanying drawings.
FIG. 1 is a diagram illustrating a basic configuration of a fixing device mounted on a printer. The fixing device 1 includes a fixing heater unit 10 having halogen heaters 11 and 12 as heat source members for fixing rollers (heating roller and pressure roller), and a power source unit 20 for controlling a supply voltage to the fixing heater unit 10, respectively. And a control unit 30 that collectively controls the operations of the fixing heater unit 10 and the power supply unit 20. The fixing heater unit 10 includes a halogen heater (hereinafter referred to as a heating heater) 11 that heats a heating roller (not shown), a thermistor 13 that detects a temperature of the heating roller (hereinafter referred to as a heating roller temperature), and a heating roller temperature. When the temperature rises abnormally, a thermostat 15 for cutting off power to the heater 11, a halogen heater (hereinafter referred to as a pressure heater) 12 for heating a pressure roller (not shown), and the temperature of the pressure roller ( Hereinafter, the thermistor 14 for detecting the pressure roller temperature) and a thermostat 16 for cutting off the power to the pressure heater 12 when the pressure roller temperature is abnormally increased.

なお、本実施形態では、加熱ヒータ１１及び加圧ヒータ１２として、消費電力がそれぞれ７００Ｗ及び３００Ｗであるヒータが採用され、基本的には、加熱ヒータ１１が加圧ヒータ１２に対して優先的にオンされるように通電制御が行われる。 In the present embodiment, heaters with power consumption of 700 W and 300 W are employed as the heater 11 and the pressure heater 12, respectively. Basically, the heater 11 has priority over the pressure heater 12. Energization control is performed so as to be turned on.

また、電源部２０は、加熱ヒータ１１及び加圧ヒータ１２への通電をオンオフするためのリレー２１と、加熱ローラの温度を調整するための加熱ヒータオンオフ回路部２２と、加圧ローラの温度を調整するための加圧ヒータオンオフ回路部２３と、から構成されている。 Further, the power supply unit 20 includes a relay 21 for turning on and off the energization of the heater 11 and the pressure heater 12, a heater on / off circuit unit 22 for adjusting the temperature of the heating roller, and the temperature of the pressure roller. And a pressurizing heater on / off circuit unit 23 for adjustment.

更に、制御部３０は、定着ヒータ部１０及び電源部２０を含むプリンタ内の構成を所定のプログラムに従い制御するＣＰＵ３１を備えている。ＣＰＵ３１は、定着装置１が正常状態にある場合に、ヒータリレーリモート信号（図中の「ヒータリレーＲｅｍ」）を出力し、電源部２０側のリレー２１をオンすることで、定着ヒータ部１０における加熱ヒータ１１及び加圧ヒータ１２の制御が可能である状態を設定する。また、ＣＰＵ３１は、定着ヒータ部１０における各サーミスタ１３，１４からの加熱ヒータ温度及び加圧ヒータ温度に対応した電圧信号がアナログ入力ポートに入力されるに伴い、その電圧信号の大きさから判定される加熱ヒータ温度及び加圧ヒータ温度がそれぞれ所定温度よりも低いと判断される場合には、加熱ヒータリモート信号（図中の「加熱ヒータＲｅｍ」）及び加圧ヒータリモート信号（図中の「加圧ヒータＲｅｍ」）を出力し、他方、加熱ヒータ温度及び加圧ヒータ温度がそれぞれ所定温度よりも高いと判断される場合には、加熱ヒータリモート信号及び加圧ヒータリモート信号を出力停止する。 Furthermore, the control unit 30 includes a CPU 31 that controls the configuration in the printer including the fixing heater unit 10 and the power supply unit 20 according to a predetermined program. When the fixing device 1 is in a normal state, the CPU 31 outputs a heater relay remote signal (“heater relay Rem” in the figure) and turns on the relay 21 on the power supply unit 20 side, so that the fixing heater unit 10 A state is set in which the heater 11 and the pressure heater 12 can be controlled. Further, the CPU 31 determines from the magnitude of the voltage signal as the voltage signal corresponding to the heater temperature and the pressure heater temperature from the thermistors 13 and 14 in the fixing heater unit 10 is input to the analog input port. When it is determined that the heater temperature and the pressure heater temperature are lower than the predetermined temperature, the heater heater remote signal ("heater heater Rem" in the figure) and the pressure heater remote signal ("heater heater" in the figure) On the other hand, when it is determined that the heater temperature and the pressure heater temperature are higher than the predetermined temperatures, the heater heater remote signal and the pressure heater remote signal are stopped.

電源部２０のヒータオンオフ回路部２２及び２３は、ＣＰＵ３１からの加熱ヒータリモート信号及び加圧ヒータリモート信号を検知すると、ＡＣ電圧に同期させたゼロクロス制御を行い、加熱ヒータ１１及び加圧ヒータ１２のデューティ制御を実行する。なお、デューティ制御が所定期間にわたり実行された後、加熱ヒータ１１及び加圧ヒータ１２は、状況に応じて、オフされる若しくはオン（全点灯）される。 When the heater on / off circuit units 22 and 23 of the power supply unit 20 detect the heater heater remote signal and the pressure heater remote signal from the CPU 31, they perform zero cross control synchronized with the AC voltage, Execute duty control. In addition, after duty control is performed over a predetermined period, the heater 11 and the pressure heater 12 are turned off or turned on (fully lit) depending on the situation.

かかる定着装置１においては、基本的に、定着ヒータ部１０のサーミスタ１３，１４によりそれぞれ検出される加熱ヒータ温度及び加圧ヒータ温度が所定の範囲内に収まるように、加熱ヒータ１１及び加圧ヒータ１２への通電が制御される。加熱ヒータ１１及び加圧ヒータ１２に対する通電制御モードとしては、加熱ヒータ１１及び加圧ヒータ１２への通電をオフするオフモード，加熱ヒータ１１及び加圧ヒータ１２への通電をオンするオンモード，加熱ヒータ１１及び加圧ヒータ１２への通電をデューティ制御するデューティ制御モードが設定されており、加圧ローラ温度及び加熱ローラ温度が所定の範囲内に収まるように、これらモードが切り替えられて、加熱ヒータ１１及び加圧ヒータ１２への通電が制御される。 In such a fixing device 1, basically, the heater 11 and the pressure heater are adjusted so that the heater temperature and the pressure heater temperature detected by the thermistors 13 and 14 of the fixing heater unit 10 are within a predetermined range. The energization to 12 is controlled. The energization control mode for the heater 11 and the pressure heater 12 includes an off mode for turning off the energization to the heater 11 and the pressure heater 12, an on mode for energizing the heater 11 and the pressure heater 12, and heating. A duty control mode for duty-controlling energization to the heater 11 and the pressure heater 12 is set, and these modes are switched so that the pressure roller temperature and the heating roller temperature are within a predetermined range, and the heater is 11 and the energization to the pressure heater 12 are controlled.

図２は、定着装置１における加熱ヒータ１１及び加圧ヒータ１２に対する通電のオンオフ制御、及び、加熱ローラ及び加圧ローラの温度変化をあらわすタイミングチャートである。加熱ヒータ１１及び加圧ヒータ１２は、それぞれオンされる場合に、突入電流に伴う電圧変動を抑制すべく、オンされてから駆動制御区間ｔ１だけデューティ制御される。駆動制御区間ｔ１の時間及びその区間で設定されるデューティ比は、サーミスタ１３，１４により検出される加熱ローラ温度及び加圧ローラ温度に基づき、制御部３０により設定される。 FIG. 2 is a timing chart showing on / off control of energization to the heater 11 and the pressure heater 12 in the fixing device 1 and temperature changes of the heating roller and the pressure roller. When each of the heater 11 and the pressure heater 12 is turned on, the duty is controlled for the drive control section t1 after being turned on in order to suppress voltage fluctuations associated with the inrush current. The time of the drive control section t1 and the duty ratio set in the section are set by the control unit 30 based on the heating roller temperature and the pressure roller temperature detected by the thermistors 13 and 14.

そして、本実施形態では、図２中の四角数字１で示されるように、加圧ヒータ１２がオンされた状態から、優先的にオンされる加熱ヒータ１１がオンされる場合に、加熱ヒータ１１は駆動制御区間ｔ１だけデューティ制御される一方、加圧ヒータ１２は、駆動制御区間ｔ３だけデューティ制御された後、オフされる。なお、この駆動制御区間ｔ３の時間及びデューティ比は、サーミスタ１４により検出された加圧ローラ温度に基づき、加圧ローラ温度Ｔｐが所定範囲（Ｔｄ≦Ｔｐ≦Ｔｃ）内に収まり、かつ、デューティ比が比較的低くなるように、制御部３０により設定される。また、図２中のｔ２は、加圧ヒータ１２が、デューティ制御された後にオフされ、強制的に全点灯でオンされない状態に保たれる区間をあらわしている。 In the present embodiment, as indicated by the square numeral 1 in FIG. 2, when the heater 11 that is turned on preferentially is turned on from the state where the pressure heater 12 is turned on, the heater 11 is turned on. Is controlled by the duty in the drive control section t1, while the pressure heater 12 is turned off after being duty controlled in the drive control section t3. The time and duty ratio of the drive control section t3 are based on the pressure roller temperature detected by the thermistor 14, and the pressure roller temperature Tp falls within a predetermined range (Td ≦ Tp ≦ Tc) and the duty ratio is Is set by the control unit 30 so as to be relatively low. Further, t2 in FIG. 2 represents a section in which the pressure heater 12 is turned off after being duty-controlled and is kept in a state where it is not forcibly turned on by full lighting.

このように、加圧ヒータ１２がオンされた状態から加熱ヒータ１１がオンされるに際し、加圧ローラ温度が低いと判断された場合に、加圧ヒータ１２がデューティ制御されることで、加圧ローラ温度を低下させることなく、加熱ヒータ１１のオン時における突入電流による電圧変動を抑制することができる。 In this way, when the heater 11 is turned on from the state in which the pressure heater 12 is turned on, when the pressure roller temperature is determined to be low, the pressure heater 12 is duty-controlled so that the pressure is increased. The voltage fluctuation due to the inrush current when the heater 11 is on can be suppressed without lowering the roller temperature.

また、本実施形態では、図２中の四角数字２で示されるように、加熱ヒータ１１がオフされている状態から、加圧ヒータ１２がオンされるべく、駆動制御区間ｔ１だけデューティ制御される場合に、加熱ヒータ１１が駆動制御区間ｔ３だけデューティ制御される。なお、この駆動制御区間ｔ３の時間及びデューティ比は、サーミスタ１３により検出された加熱ローラ温度に基づき、加熱ローラ温度Ｔｈが所定範囲（Ｔｂ≦Ｔｈ≦Ｔａ）内に収まり、かつ、デューティ比が比較的低くなるように、制御部３０により設定される。 Further, in the present embodiment, as indicated by the square numeral 2 in FIG. 2, the duty control is performed for the drive control section t1 so that the pressure heater 12 is turned on from the state where the heater 11 is turned off. In this case, the heater 11 is duty-controlled only for the drive control section t3. The time and duty ratio of the drive control section t3 are based on the heating roller temperature detected by the thermistor 13, and the heating roller temperature Th falls within a predetermined range (Tb ≦ Th ≦ Ta) and the duty ratio is compared. It is set by the control unit 30 so as to be low.

このように、加圧ヒータ１２がオンされたときに、加熱ヒータ１１がオフ状態にあり、加熱ローラの温度が下がっている場合にも、加圧ヒータ１２がオンされるべくデューティ制御されるに伴い、加熱ヒータが駆動制御区間ｔ３だけデューティ制御されることで、加熱ローラ側に熱が奪われることなく、加圧ローラ温度の迅速な上昇を実現することができる。 As described above, when the pressure heater 12 is turned on, the heater 11 is in the off state, and even when the temperature of the heating roller is lowered, the duty control is performed so that the pressure heater 12 is turned on. Along with this, the duty of the heater is controlled by the drive control section t3, so that the pressure roller temperature can be quickly increased without taking heat away from the heating roller.

なお、本実施形態では、図２中の四角数字３で示されるように、加圧ヒータ１２がオフされている状態から、加熱ヒータ１１がオンされるべく、駆動制御区間ｔ１だけデューティ制御される場合も同様に、加圧ヒータ１２が駆動制御区間ｔ３だけデューティ制御される。 In the present embodiment, as indicated by the square numeral 3 in FIG. 2, the duty control is performed for the drive control section t1 so that the heater 11 is turned on from the state where the pressure heater 12 is turned off. Similarly, in this case, the pressure heater 12 is duty-controlled only for the drive control section t3.

図３は、プリント指示に応じて実行される定着装置１の制御処理についてのフローチャートである。この処理では、まず、プリント指示を受けたか否かが判断され（＃１１）、その結果、まだ受けていないと判断された場合には、再度ステップ＃１１が繰り返され、他方、プリント指示を受けたと判断された場合には、加熱ヒータ１１及び加圧ヒータ１２への通電が制御されて、加熱ローラ温度の調整制御（＃１２）及び加圧ローラ温度の調整制御（＃１３）が順に実行される。なお、ステップ＃１２及び＃１３の詳細については、図４及び５を参照しながら後述する。 FIG. 3 is a flowchart of the control process of the fixing device 1 executed in response to the print instruction. In this process, first, it is determined whether or not a print instruction has been received (# 11). As a result, if it is determined that the print instruction has not been received, step # 11 is repeated again. If it is determined that the heating heater 11 and the pressure heater 12 are energized, the heating roller temperature adjustment control (# 12) and the pressure roller temperature adjustment control (# 13) are sequentially executed. The Details of steps # 12 and # 13 will be described later with reference to FIGS.

ステップ＃１３の後、定着ウォームアップが終了したか否か、すなわち、加熱ローラ及び加圧ローラが所定の温度になったか否かが判断され（＃１４）、その結果、まだ所定の温度になっていないと判断された場合には、ステップ＃１２へ戻り、それ以降のステップが繰り返され、他方、所定の温度になったと判断された場合には、続いて、プリン度動作が開始される（＃１５）。 After step # 13, it is determined whether or not the fixing warm-up has been completed, that is, whether or not the heating roller and the pressure roller have reached predetermined temperatures (# 14). As a result, the predetermined temperature is still reached. If it is determined that the temperature has not reached, the process returns to step # 12, and the subsequent steps are repeated. On the other hand, if it is determined that the temperature has reached the predetermined temperature, the printing degree operation is subsequently started ( # 15).

ステップ＃１５の後、プリント動作が終了したか否かが判断され（＃１６）、その結果、プリント動作が終了していないと判断された場合には、ステップ＃１２へ戻り、それ以降のステップが繰り返され、他方、プリント動作が終了したと判断された場合には、処理が終了される。 After step # 15, it is determined whether or not the printing operation has been completed (# 16). As a result, if it is determined that the printing operation has not ended, the process returns to step # 12, and the subsequent steps On the other hand, if it is determined that the printing operation is finished, the process is finished.

図４は、加熱ローラ温度調整制御ステップ（図３中のステップ＃１２）についてのサブフローチャートである。この処理では、まず、サーミスタ１３により加熱ローラ温度が検出され（＃２１）、次に、検出された加熱ローラ温度が上限値Ｔａ以上であるか否かが判断される（＃２２）。その結果、加熱ローラ温度が上限値Ｔａに達していると判断された場合には、加熱ヒータ１１がオフされる（＃２３）。他方、加熱ローラ温度が上限値Ｔａに達していないと判断された場合には、続いて、加熱ローラ温度が下限値Ｔｂ以下であるか否かが判断される（＃２４）。 FIG. 4 is a sub-flowchart for the heating roller temperature adjustment control step (step # 12 in FIG. 3). In this process, the thermistor 13 first detects the heating roller temperature (# 21), and then determines whether the detected heating roller temperature is equal to or higher than the upper limit value Ta (# 22). As a result, when it is determined that the heating roller temperature has reached the upper limit value Ta, the heater 11 is turned off (# 23). On the other hand, if it is determined that the heating roller temperature has not reached the upper limit value Ta, then it is determined whether the heating roller temperature is equal to or lower than the lower limit value Tb (# 24).

ステップ＃２４の結果、加熱ローラ温度が下限値Ｔｂ以下であると判断された場合には、ステップ＃２５へ進み、他方、下限値Ｔｂを超えると判断された場合には、ステップ＃２９へ進む。ステップ＃２５では、加熱ヒータ１１が駆動制御区間中であるか否かが判断され、その結果、駆動制御区間中であると判断された場合には、駆動制御区間の時間及びデューティ比が決定された上で（＃２６）、ステップ＃２６で決定された時間及びデューティ比に基づき、加熱ヒータ１１がオンされる、すなわち、デューティ制御される（＃２７）。他方、駆動制御区間中でないと判断された場合には、点灯区間（通常のオン区間）として、加熱ローラ温度がＴａに達するまで、加熱ヒータ１１がオンされる（＃２８）。ステップ＃２７又は＃２８の後には、図３に示すメインフローにリターンされる。 If it is determined in step # 24 that the heating roller temperature is equal to or lower than the lower limit value Tb, the process proceeds to step # 25. On the other hand, if it is determined that the heating roller temperature exceeds the lower limit value Tb, the process proceeds to step # 29. . In step # 25, it is determined whether or not the heater 11 is in the drive control section. As a result, if it is determined that the heater 11 is in the drive control section, the time and duty ratio of the drive control section are determined. After that (# 26), based on the time and duty ratio determined in step # 26, the heater 11 is turned on, that is, duty controlled (# 27). On the other hand, if it is determined that it is not in the drive control section, the heater 11 is turned on as a lighting section (normal on section) until the heating roller temperature reaches Ta (# 28). After step # 27 or # 28, the process returns to the main flow shown in FIG.

ステップ＃２９では、加圧ヒータ１２のオンが開始されたか否かが判断され、その結果、開始されていないと判断された場合には、図３に示すメインフローに即時にリターンされる。他方、加圧ヒータ１２のオンが開始されたと判断された場合には、続いて、駆動制御区間の時間及びデューティ比が決定された上で（＃３０）、ステップ＃３０で決定された時間及びデューティ比に基づき、加熱ヒータ１１がオンされる、すなわち、デューティ制御される（＃３１）。更に、その後、加熱ヒータ１１が駆動制御区間中であるか否かが判断され（＃３２）、その結果、駆動制御区間中であると判断された場合には、図３に示すメインフローに即時にリターンされ、他方、駆動制御区間中でない（つまり、駆動制御区間の終了）と判断された場合には、駆動制御が終了され、駆動制御開始前の状態に戻された上で（＃３３）、図３に示すメインフローにリターンされる。 In step # 29, it is determined whether or not the pressure heater 12 is turned on. As a result, if it is determined that the pressure heater 12 has not been started, the process immediately returns to the main flow shown in FIG. On the other hand, when it is determined that the pressure heater 12 is turned on, the time and the duty ratio of the drive control section are determined (# 30), and the time determined in step # 30 and Based on the duty ratio, the heater 11 is turned on, that is, duty controlled (# 31). Further, after that, it is determined whether or not the heater 11 is in the drive control section (# 32). As a result, if it is determined that the heater 11 is in the drive control section, the main flow shown in FIG. On the other hand, if it is determined that it is not in the drive control section (that is, the end of the drive control section), the drive control is ended and returned to the state before the start of the drive control (# 33). Returning to the main flow shown in FIG.

続いて、図５は、加圧ローラ温度調整制御ステップ（図３中のステップ＃１３）についてのサブフローチャートである。この処理では、まず、サーミスタ１４により加圧ローラ温度が検出され（＃４１）、次に、検出された加圧ローラ温度が上限値Ｔｃ以上であるか否かが判断される（＃４２）。その結果、加圧ローラ温度が上限値Ｔｃに達していると判断された場合には、加圧ヒータ１２がオフされる（＃４３）。他方、加圧ローラ温度が上限値Ｔｃに達していないと判断された場合には、続いて、加圧ローラ温度がその下限値Ｔｄ以下であるか否かが判断される（＃４４）。 Next, FIG. 5 is a sub-flowchart for the pressure roller temperature adjustment control step (step # 13 in FIG. 3). In this process, first, the pressure roller temperature is detected by the thermistor 14 (# 41), and then it is determined whether or not the detected pressure roller temperature is equal to or higher than the upper limit value Tc (# 42). As a result, when it is determined that the pressure roller temperature has reached the upper limit value Tc, the pressure heater 12 is turned off (# 43). On the other hand, if it is determined that the pressure roller temperature has not reached the upper limit value Tc, it is then determined whether the pressure roller temperature is equal to or lower than the lower limit value Td (# 44).

ステップ＃４４の結果、加圧ローラ温度が下限値Ｔｄ以下であると判断された場合には、ステップ＃４５へ進み、他方、その下限値Ｔｄを超えると判断された場合には、ステップ＃５１へ進む。ステップ＃４５では、加熱ヒータ１１がオン状態にあるか否かが判断され、その結果、オン状態にないと判断された場合には、ステップ＃４７へ直接に進み、他方、オン状態にあると判断された場合には、続いて、加熱ヒータ１１がオンされている時間が計測され、加熱ヒータ１１のオン時間が、加圧ヒータ１２が強制的に全点灯でオンされない状態に保たれる区間ｔ２（図２参照）未満であるか否か判断される（＃４６）。
ステップ＃４６の結果、オン時間がｔ２未満であると判断された場合には、図３に示すメインフローにリターンされる。他方、加熱ヒータ１１のオン時間がｔ２以上であると判断された場合には、ステップ＃４７へ進む。 If it is determined in step # 44 that the pressure roller temperature is equal to or lower than the lower limit value Td, the process proceeds to step # 45. On the other hand, if it is determined that the pressure roller temperature exceeds the lower limit value Td, step # 51 is performed. Proceed to In step # 45, it is determined whether or not the heater 11 is in an on state. As a result, if it is determined that the heater 11 is not in an on state, the process proceeds directly to step # 47, while the heater 11 is in an on state. If it is determined, the time during which the heater 11 is turned on is measured, and the time during which the heater 11 is on is kept in a state in which the pressure heater 12 is forcibly turned on and not turned on. It is determined whether it is less than t2 (see FIG. 2) (# 46).
As a result of step # 46, when it is determined that the on-time is less than t2, the process returns to the main flow shown in FIG. On the other hand, if it is determined that the ON time of the heater 11 is t2 or more, the process proceeds to step # 47.

ステップ＃４７では、加圧ヒータ１２が駆動制御区間中であるか否かが判断され、その結果、駆動制御区間中であると判断された場合には、駆動制御区間の時間及びデューティ比が決定された上で（＃４８）、ステップ＃４８で決定された時間及びデューティ比に基づき、加圧ヒータ１２がオンされる（＃４９）。他方、駆動制御区間中でないと判断された場合には、点灯区間として、加圧ローラ温度がＴｃに達するまで、加圧ヒータ１２が点灯させられる（＃５０）。ステップ＃４９又は＃５０の後には、図３に示すメインフローにリターンされる。 In step # 47, it is determined whether or not the pressure heater 12 is in the drive control section. As a result, if it is determined that the pressure heater 12 is in the drive control section, the time and duty ratio of the drive control section are determined. After that (# 48), the pressure heater 12 is turned on (# 49) based on the time and duty ratio determined in step # 48. On the other hand, when it is determined that it is not in the drive control section, the pressure heater 12 is turned on as a lighting section until the pressure roller temperature reaches Tc (# 50). After step # 49 or # 50, the process returns to the main flow shown in FIG.

また、ステップ＃５１では、加熱ヒータ１１のオンが開始されたか否かが判断され、その結果、開始されていないと判断された場合には、図３に示すメインフローに即時にリターンされる。他方、加熱ヒータ１１のオンが開始されたと判断された場合には、続いて、駆動制御区間の時間及びデューティ比が決定された上で（＃５２）、ステップ＃５２で決定された時間及びデューティ比に基づき、加圧ヒータ１２がオンされる（＃５３）。更に、その後、加圧ヒータが駆動制御区間中であるか否かが判断され（＃５４）、その結果、駆動制御区間中であると判断された場合には、図３に示すメインフローに即時にリターンされ、他方、駆動制御区間中でない（駆動制御区間の終了）と判断された場合には、駆動制御が終了され、駆動制御開始前の状態に戻された上で（＃５５）、図３に示すメインフローにリターンされる。 In step # 51, it is determined whether or not the heater 11 is turned on. If it is determined that the heater 11 is not started, the process immediately returns to the main flow shown in FIG. On the other hand, if it is determined that the heater 11 is turned on, the time and duty ratio of the drive control section are determined (# 52), and then the time and duty determined in step # 52 are determined. Based on the ratio, the pressure heater 12 is turned on (# 53). Further, after that, it is determined whether or not the pressure heater is in the drive control section (# 54). As a result, if it is determined that it is in the drive control section, the main flow shown in FIG. On the other hand, if it is determined that it is not in the drive control section (end of the drive control section), the drive control is ended and returned to the state before the start of the drive control (# 55). 3 is returned to the main flow shown in FIG.

以上の説明から明らかなように、本実施形態に係る定着装置１によれば、加熱ヒータ１１及び加圧ヒータ１２のオンオフ切替えに際して、加熱ローラ温度及び加圧ローラ温度が各下限温度を下回ることを防止することができ、また、加熱ローラ温度及び加圧ローラ温度が目標温度に達するまでの時間を短縮することができ、その結果、定着不良の発生を回避することができる。 As is apparent from the above description, according to the fixing device 1 according to the present embodiment, when the heater 11 and the pressure heater 12 are switched on and off, the heating roller temperature and the pressure roller temperature are less than the lower limit temperatures. In addition, the time until the heating roller temperature and the pressure roller temperature reach the target temperature can be shortened, and as a result, the occurrence of fixing failure can be avoided.

なお、本発明は、例示された実施形態に限定されるものでなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において、種々の改良及び設計上の変更が可能であることは言うまでもない。 It should be noted that the present invention is not limited to the illustrated embodiments, and it goes without saying that various improvements and design changes can be made without departing from the scope of the present invention.

本発明の実施形態に係る定着装置の基本構成を示す図である。1 is a diagram illustrating a basic configuration of a fixing device according to an embodiment of the present invention. 上記定着装置における加熱ヒータ及び加圧ヒータに対する通電のオンオフ制御、及び、加熱ローラ及び加圧ローラの温度変化をあらわすタイミングチャートである。3 is a timing chart showing on / off control of energization to the heater and pressure heater in the fixing device, and temperature changes of the heating roller and pressure roller. プリント指示に応じて実行される上記定着装置の制御処理についてのフローチャートである。4 is a flowchart of control processing of the fixing device that is executed in response to a print instruction. 加熱ローラ温度調整制御ステップ（図３中のステップ＃１２）についてのサブフローチャートである。It is a sub-flowchart about a heating roller temperature adjustment control step (step # 12 in FIG. 3). 加圧ローラ温度調整制御ステップ（図３中のステップ＃１３）についてのサブフローチャートである。It is a sub-flowchart about a pressure roller temperature adjustment control step (step # 13 in FIG. 3). 従来の定着装置における加熱ヒータ及び加圧ヒータに対する通電のオンオフ制御、及び、加熱ローラ及び加圧ローラの温度変化をあらわすタイミングチャートである。6 is a timing chart showing ON / OFF control of energization to a heater and a pressure heater in a conventional fixing device, and temperature changes of the heating roller and the pressure roller.

Explanation of symbols

１…定着装置，１０…定着ヒータ部，１１…加熱ヒータ，１２…加圧ヒータ，１３…加熱ローラ用サーミスタ，１４…加圧ローラ用サーミスタ，２０…電源部，２２…加熱ヒータオンオフ回路部，２３…加圧ヒータオンオフ回路部，３０…制御部，３１…ＣＰＵ。 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Fixing device, 10 ... Fixing heater part, 11 ... Heating heater, 12 ... Pressure heater, 13 ... Heating roller thermistor, 14 ... Pressure roller thermistor, 20 ... Power supply part, 22 ... Heating heater on / off circuit part, 23 ... Pressurized heater on / off circuit unit, 30 ... Control unit, 31 ... CPU.

Claims

In the fixing device for fixing the toner image to the paper by pressurizing the paper on which the toner image has been transferred by the pressure roller and heating by the heating roller,
First and second heat source members for heating the pressure roller and the heating roller, respectively;
Energizing means for energizing each of the heat source members;
Temperature detecting means for detecting the temperature of the pressure roller and the heating roller;
The energization is performed in any one of the first mode in which the energization to each heat source member is turned off, the second mode in which the energization to each heat source member is turned on, and the third mode in which the energization to each heat source member is duty controlled. Control means for controlling the means, and
The control means switches the first, second, and third modes so that the temperature of the pressure roller and the heating roller detected by the temperature detection means is within a predetermined range, and controls one heat source member. It said first mode when switched to the third mode, at the same time, to apply the third mode to the other heat source member, and controls the energization means Te,
In the case where the first heat mode member is set to the third mode when the first heat source member is switched to the third mode, the control means is configured for the other heat source member. The fixing device , wherein the energization unit is controlled to set the first mode after applying the third mode for a predetermined time .

In the fixing device for fixing the toner image to the paper by pressurizing the paper on which the toner image has been transferred by the pressure roller and heating by the heating roller,
First and second heat source members for heating the pressure roller and the heating roller, respectively;
Energizing means for energizing each of the heat source members;
Temperature detecting means for detecting the temperature of the pressure roller and the heating roller;
The energization is performed in any one of the first mode in which the energization to each heat source member is turned off, the second mode in which the energization to each heat source member is turned on, and the third mode in which the energization to each heat source member is duty controlled. Control means for controlling the means, and
The control means switches the first, second, and third modes so that the temperature of the pressure roller and the heating roller detected by the temperature detection means is within a predetermined range, and controls one heat source member. It said first mode when switched to the third mode, at the same time, to apply the third mode to the other heat source member, and controls the energization means Te,
The fixing device , wherein the control means determines a duty control time set when the third mode is applied, based on the temperatures of the pressure roller and the heating roller detected by the temperature detection means .

Further, the control means determines a duty ratio set when the third mode is applied based on the temperatures of the pressure roller and the heating roller detected by the temperature detection means. The fixing device according to 1 or 2.