JP2001236126A - Warm-up time predicting method of heating body of heating device and image forming device - Google Patents

Warm-up time predicting method of heating body of heating device and image forming device

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JP2001236126A
JP2001236126A JP2000048588A JP2000048588A JP2001236126A JP 2001236126 A JP2001236126 A JP 2001236126A JP 2000048588 A JP2000048588 A JP 2000048588A JP 2000048588 A JP2000048588 A JP 2000048588A JP 2001236126 A JP2001236126 A JP 2001236126A
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JP
Japan
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heating
time
heating element
temperature
target temperature
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JP2000048588A
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Japanese (ja)
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Hikari Osada
光 長田
Hironori Kato
裕紀 加藤
Takeshi Nakagawa
健 中川
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Original Assignee
Canon Inc
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Publication date
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a warm-up time predicting method of a heating body of a heating device capable of predicting time length from start of heating to reach to target temperature of the heating body with high accuracy and contriving shortening of first print time and energy saving while securing fixability and an image forming device. SOLUTION: Length of heating time from the start of heating to the reach to the target temperature of the heating body 21 is predicted based on a linear function to use an inverse number of a detected voltage value of a thermistor 22 and detected time of the thermistor 22 as variables, transportation start time of a recording material P is decided so as to satisfy t3-5<t4<t3 when the predicted length of heating time from the start of heating to the reach to the target temperature of the heating body 21 is defined as t3, length of transportation time from the start of heating to irruption of the tip in the transporting direction of the recording material P in a nip is defined as t4 and time length to be required for one rotation of a pressurization roller 25 is defined as t5.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、画像を担持する記
録媒体を該ニップにてフィルム及び加圧体によって挟持
搬送して加熱及び加圧する定着装置の加熱体昇温時間予
測方法及び画像形成装置に関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method for estimating a heating element heating time of a fixing device in which a recording medium carrying an image is held and conveyed by a film and a pressure member at the nip and heated and pressed, and an image forming apparatus. It is about.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来、電子写真方式、静電記録方式等を
採用する画像形成装置にあっては、適宜の作像プロセス
手段により記録媒体たる記録材の表面に形成担持させた
顕画像を加熱して定着や表面性の改質を行なう加熱装置
を備える画像形成装置が知られており、実用に供されて
いる。
2. Description of the Related Art Conventionally, in an image forming apparatus employing an electrophotographic system, an electrostatic recording system or the like, a visible image formed and carried on a surface of a recording material as a recording medium by an appropriate image forming process means is heated. 2. Description of the Related Art An image forming apparatus provided with a heating device for fixing and improving surface properties by heating is known and is in practical use.

【0003】かかる画像形成装置に備えられる加熱装置
としては、熱ローラ方式が多用されており、又、近時に
おいてはフィルム加熱方式の加熱装置が実用に供されて
いる。
As a heating device provided in such an image forming apparatus, a heat roller system is frequently used, and recently, a film heating system heating device has been put to practical use.

【0004】熱ローラ方式の加熱装置は、ハロゲンヒー
タ等の熱源を内蔵する回転熱ローラ(定着ローラ、ヒー
トローラ)と、これに圧接させた回転加圧ローラとを備
え、この一対の回転ローラの圧接ニップ部に被加熱材と
しての記録媒体たる記録材を導入して挟持搬送させるこ
とにより熱ローラの熱とローラ対の圧接力により記録材
面の顕画像を加熱及び加圧して記録材に定着(若しくは
熱処理)させるものである。この熱ローラは内蔵ヒータ
により加熱され、該ローラの表面温度が所定温度に維持
されるように温度検知部材を含む温調系によりヒータに
対する通電が制御される。
The heating device of the heating roller type includes a rotating heating roller (fixing roller, heat roller) having a built-in heat source such as a halogen heater and a rotating pressure roller pressed against the heating roller. A recording material as a recording medium to be heated is introduced into the press-contact nip portion, and the recording material is nipped and conveyed. (Or heat treatment). The heat roller is heated by a built-in heater, and power supply to the heater is controlled by a temperature control system including a temperature detecting member so that the surface temperature of the roller is maintained at a predetermined temperature.

【0005】しかし、この熱ローラ方式の加熱装置は、
ローラの熱容量が大きいため、ローラが所定の温度に達
するのに時間(立上がり時間、ウオームアップ時間、ウ
ェイトタイム)がかかり、素早く使用するためには装置
を使用していないときも熱ローラをある程度の温度に温
調していなければならない。
However, this heating device of the heat roller type is
Since the heat capacity of the roller is large, it takes time for the roller to reach a predetermined temperature (rise time, warm-up time, wait time). The temperature must be controlled.

【0006】一方、フィルム加熱方式の加熱装置は、特
開昭63−313182号公報、特開平2−15787
8号公報、特開平4−44075号公報、特開平4−2
04980号公報等に提案されており、加熱体(一般に
セラミックヒータ)と、該加熱体に接触摺動する耐熱性
のフィルムと、該フィルムを介して上記加熱体に圧接す
る加圧体とを有し、加熱体及び加圧体により形成される
ニップ部で記録媒体たる記録材をフィルム及び加圧体に
よって挟持搬送させて該加熱体からの熱を該フィルムを
介して該記録材に付与するよう構成される加熱装置であ
る。
On the other hand, a heating apparatus of a film heating system is disclosed in JP-A-63-313182 and JP-A-2-15787.
8, JP-A-4-44075, JP-A-4-4-2
No. 04980, which has a heating element (generally a ceramic heater), a heat-resistant film that slides in contact with the heating element, and a pressure element that presses against the heating element via the film. Then, a recording material as a recording medium is sandwiched and conveyed by the film and the pressure body in a nip formed by the heating body and the pressure body, and heat from the heating body is applied to the recording material via the film. It is a heating device configured.

【0007】図8は、このようなフィルム加熱方式の加
熱装置の一例としての定着装置の断面図である。
FIG. 8 is a sectional view of a fixing device as an example of such a film heating type heating device.

【0008】かかる定着装置は、図8に示すように、加
熱体102と、筒状の3層構造の耐熱性のフィルムたる
定着フィルム103と、加圧体たる加圧ローラ104
と、温度検知手段たるサーミスタ107とを備えてい
る。
As shown in FIG. 8, the fixing device includes a heating element 102, a fixing film 103 as a heat-resistant film having a cylindrical three-layer structure, and a pressure roller 104 as a pressure element.
And a thermistor 107 as a temperature detecting means.

【0009】加熱体102は、電源(図示せず)により
給電され発熱する発熱体108がセラミック基板の一方
の面に形成され、その上に保護層としてのガラス層10
9がコートされている。
The heating element 102 has a heating element 108, which is supplied with power from a power source (not shown) and generates heat, is formed on one surface of a ceramic substrate, and the glass layer 10 serving as a protective layer is formed thereon.
9 are coated.

【0010】サーミスタ107は、加熱体102のセラ
ミック基板の他方の面に実装されており、加熱体102
の温度を検知するようになっている。サーミスタ107
の検知温度が目標温度になるように制御手段たるCPU
によってトライアックが駆動され加熱体102の発熱体
108への給電電力量が制御されている。
[0010] The thermistor 107 is mounted on the other surface of the ceramic substrate of the heating element 102.
Temperature is detected. Thermistor 107
CPU as control means so that the detected temperature of the target becomes the target temperature
Thus, the triac is driven, and the amount of power supplied to the heating element 108 of the heating element 102 is controlled.

【0011】定着フィルム103にあっては、最も内側
の層であるべース層と、中間層である導電プライマ層
と、最も外側の層であるトップ層との三層構造を採用し
ている。上記ベース層にあっては、定着フィルム103
のねじれ強度、平滑性等の機械的特性を担う層であり、
ポリイミド、ポリアミドイミド、PEEK、PES、P
PS等の樹脂でできている。上記導電プライマ層にあっ
ては、カーボンプラック等の導電性粒子が分散された導
電層であり、第三層目とべース層の接合を行う接着剤の
役目も担っている。上記トップ層にあっては、様々な画
像不良を引き起こさないよう最適な抵抗値と膜厚になる
ように設計される。
The fixing film 103 adopts a three-layer structure of a base layer as an innermost layer, a conductive primer layer as an intermediate layer, and a top layer as an outermost layer. . In the base layer, the fixing film 103
Layer that is responsible for mechanical properties such as torsional strength and smoothness of
Polyimide, polyamide imide, PEEK, PES, P
It is made of resin such as PS. The conductive primer layer is a conductive layer in which conductive particles such as carbon plaque are dispersed, and also serves as an adhesive for bonding the third layer and the base layer. The above-mentioned top layer is designed to have an optimum resistance value and film thickness so as not to cause various image defects.

【0012】又、定着フィルム103は、PPS,液晶
ポリマー等の耐熱性をもつ樹脂で成形され加熱体102
の支持部材である加熱体支持部材101によって、円滑
な回転を促すよう案内されている。
The fixing film 103 is formed of a heat-resistant resin such as PPS, liquid crystal polymer, etc.
Are guided by a heater supporting member 101 as a supporting member to promote smooth rotation.

【0013】加熱体支持部材101は、鉄、アルミ等の
金属からなる定着ステー106によって、クリープによ
る変形が押さえられ、剛性が高められている。
The heating member supporting member 101 has a rigid stay which is suppressed from being deformed by creep by a fixing stay 106 made of a metal such as iron or aluminum.

【0014】加圧ローラ104は、アルミ、鋳鉄等で形
成される芯金104aと、芯金104aを覆うシリコン
ゴム等の耐熱性を有する弾性体104bと、加圧ローラ
104の表層に形成されトナーとの離型性を高めるため
のPFA,PTFE,FEP等のフッ素樹脂の被膜とを
有している。
The pressure roller 104 includes a metal core 104 a made of aluminum, cast iron, or the like, a heat-resistant elastic body 104 b such as silicon rubber covering the metal core 104 a, and a toner formed on the surface of the pressure roller 104. And a coating of a fluororesin such as PFA, PTFE, FEP or the like for improving the releasability of the resin.

【0015】又、加圧ローラ104は、定着フィルム1
03を介して加熱体102に圧接され、その圧接部によ
り定着ニップNを形成し、加圧ローラ104の芯金10
4aが回転駆動を受け、定着ニップ部で定着フィルム1
03に回転駆動力を伝達し定着フィルム103を従動回
転させるようになっている。
Further, the pressure roller 104 is used for the fixing film 1.
03 is pressed against the heating element 102 through the pressurizing member N, and a fixing nip N is formed by the pressed part.
4a is driven to rotate and the fixing film 1 is fixed at the fixing nip.
The rotation driving force is transmitted to the fixing film 103 and the fixing film 103 is driven to rotate.

【0016】トナーTを担持する記録媒体たる記録材P
は、転写ローラ(図示せず)と感光ドラム(図示せず)
により搬送され、定着入り口ガイド105によって定着
ニップ部に案内され、トナーTが定着ニップ部で記録材
上に加圧されるとともに加熱され軟化し記録材に密着し
永久定着されることとなる。
Recording material P as recording medium carrying toner T
Denotes a transfer roller (not shown) and a photosensitive drum (not shown)
The toner T is guided to the fixing nip by the fixing entrance guide 105, and is pressed and heated on the recording material at the fixing nip, and is softened and adhered to the recording material to be permanently fixed.

【0017】[0017]

【発明が解決しようとする課題】近年、上述の電子写真
方式等を採用する画像形成装置では、他の情報機器の高
速化に伴い、プリント信号を受けてから最初の一枚が排
紙されるまでに要する時間長さであるファーストプリン
トタイム(以下、FPTと記す)を短くすることが要求
されている。
In recent years, in an image forming apparatus adopting the above-described electrophotographic system or the like, the first sheet is discharged after receiving a print signal with the speeding up of other information devices. It is required to shorten a first print time (hereinafter, referred to as FPT), which is a time length required until the first print time.

【0018】通常、熱ローラ方式等の定着装置では、待
機時にある一定温度、例えば150℃に定着器(熱ロー
ラ等)を温調しておき、印刷時の定着温度180℃との
温度差を少なくし、プリント信号が入力されてから定着
器が所定温度に達するまでの時間を短くしているが、待
機時電力が大きいため好ましくない。
Normally, in a fixing device of a heat roller type or the like, the temperature of a fixing device (heat roller or the like) is controlled at a certain temperature during standby, for example, 150 ° C., and the temperature difference from the fixing temperature of 180 ° C. during printing is determined. Although the time from when a print signal is input to when the fixing device reaches a predetermined temperature is shortened, it is not preferable because standby power is large.

【0019】一方、フィルム加熱方式では、定着装置の
熱容量が小さく昇温が速いため、待機時電力を極力抑え
つつFPTを早くすることが可能となっているが、定着
器(加熱体等)への入力電圧の変動、定着器の抵抗発熱
体層の抵抗値にばらつきがあると、定着器の電力の変動
が発生したり、雰囲気の温度によって定着器が所定の温
度に達するまでの時間が大きく変化する。例えば低温環
境や低電圧入力時には記録材が定着器に達した時に定着
器が未だ定着温度に達しておらず、定着不良を起こし、
出力された画像上の未定着トナーがユーザーの手を汚し
たり、他のプリントにトナー像が移転する等の問題を発
生させる虞があった。
On the other hand, in the film heating method, since the heat capacity of the fixing device is small and the temperature rises quickly, it is possible to make the FPT fast while minimizing standby power. If the input voltage fluctuates or the resistance value of the resistance heating element layer of the fixing device fluctuates, the fusing device power fluctuates or the time required for the fusing device to reach a predetermined temperature depending on the temperature of the atmosphere increases. Change. For example, when the recording material reaches the fixing device in a low-temperature environment or a low-voltage input, the fixing device has not yet reached the fixing temperature, causing a fixing defect,
There is a possibility that unfixed toner on the output image may stain the user's hand, or cause problems such as transfer of the toner image to another print.

【0020】この問題に対処するため特開平08−76
636等では、定着装置の加熱体の昇温時間を予測し、
低温環境や低電圧入力時には記録材の搬送タイミングを
変化させる構成が提案されている。しかし上記公報には
具体的に加熱体の昇温時間を予測する方法として加熱体
への一定時間通電後の温度により予測する方法のみが記
載されており、加熱体の温度上昇率で予測する具体的な
方法の提案はなされていない。このため、加熱体への一
定時間通電後の温度により昇温時間を予測する方法では
ホットスタート時等の場合、ヒータが冷えていても加圧
ローラの中が暖かい時にまで必要以上にFPTが長くな
っていた。
To cope with this problem, Japanese Patent Application Laid-Open No. 08-76
636 etc., the heating time of the heating element of the fixing device is predicted,
A configuration has been proposed in which the conveyance timing of the recording material is changed in a low-temperature environment or a low-voltage input. However, the above publication specifically describes only a method of estimating the temperature rise time of the heating element by estimating the temperature after energizing the heating element for a certain period of time. There is no proposal for a practical method. For this reason, in the method of estimating the temperature rise time based on the temperature after energizing the heating element for a certain period of time, in the case of a hot start or the like, the FPT becomes longer than necessary until the inside of the pressure roller is warm even if the heater is cold. Had become.

【0021】そこで、本発明は、加熱体の加熱開始から
目標温度到達までの時間長さを高い精度で予測でき、定
着性を確保しつつ、ファーストプリントタイム短縮化及
び省エネルギー化を図ることができる加熱装置の加熱体
昇温時間予測方法及び画像形成装置の提供を目的とす
る。
Therefore, according to the present invention, the length of time from the start of heating of the heating element to the arrival of the target temperature can be predicted with high accuracy, and the first print time can be shortened and energy can be saved while securing the fixing property. It is an object of the present invention to provide a method for estimating a heating element heating time of a heating device and an image forming apparatus.

【0022】[0022]

【課題を解決するための手段】本出願によれば、上記目
的は、電源からの電力を受けて発熱する加熱体と、該加
熱体に接触摺動する無端帯状の回転自在なフィルムと、
該フィルムを介して上記加熱体と圧接してニップを形成
し回転する加圧体とを備え、画像を担持する記録媒体を
該ニップにてフィルム及び加圧体によって挟持搬送して
加熱及び加圧する加熱装置の加熱体昇温時間予測方法で
あって、加熱装置は、加熱体の温度を検知する温度検知
手段と、該温度検知手段の検知温度が目標温度となるよ
う電源から加熱体への電力を制御する制御手段とを備
え、温度検知手段が、加熱体の温度に応じて抵抗値が変
化するサーミスタであることとする加熱体昇温時間予測
方法において、加熱体の加熱開始から目標温度到達まで
の間の任意の二つの検出時刻で、該サーミスタの温度を
電圧値として検出し、サーミスタの検出電圧値の逆数と
サーミスタの検出時刻とを変数とし上記二つの検出時刻
におけるサーミスタの検出電圧値の逆数を結んで一次式
関数の関係を求め、該一次式関数に加熱体の目標温度時
に対応するサーミスタの電圧値を代入して、加熱体の加
熱開始から目標温度到達までの加熱時間長さを算出して
予測するという第一の発明によって達成される。
According to the present application, the object is to provide a heating element that generates heat by receiving electric power from a power supply, an endless belt-shaped rotatable film that slides in contact with the heating element,
A pressurizing body that forms a nip and rotates by being in pressure contact with the heating body through the film, and heats and presses the recording medium carrying the image by nipping and transporting the recording medium between the nip and the film and the pressurizing body. What is claimed is: 1. A heating element heating time estimating method for a heating device, comprising: a heating device configured to detect a temperature of a heating member; and a power supply from a power supply to the heating member such that a temperature detected by the temperature detecting device reaches a target temperature. Control means for controlling the temperature of the heating element, wherein the temperature detecting means is a thermistor whose resistance value changes according to the temperature of the heating element. The temperature of the thermistor is detected as a voltage value at any two detection times up to and the reciprocal of the detection voltage value of the thermistor and the detection time of the thermistor are used as variables to determine the thermistor at the two detection times. The relationship of the linear function is obtained by connecting the reciprocal of the detected voltage value, and the voltage value of the thermistor corresponding to the target temperature of the heating element is substituted into the linear function, and the heating from the start of heating the heating element to the target temperature is reached This is achieved by the first invention in which the time length is calculated and predicted.

【0023】又、本出願によれば、上記目的は、第一の
発明において、加熱体の加熱時間長さは、加熱体の加熱
開始からサーミスタの検出時刻までの時間長さをt1,
t2、加熱体の加熱開始から目標温度到達までの加熱時
間長さをt3、加熱体の加熱開始から時間長さt1,t
2経過時のサーミスタの検出電圧をそれぞれV1,V
2、加熱体の目標温度時におけるサーミスタの検出電圧
をV3としたときに、t3=((1/V3−1/V1)
×t2−(1/V3−1/V2)×t1)/(1/V2
−1/V1)によって算出されるという第二の発明によ
っても達成される。
According to the present application, the above object is achieved according to the first aspect, wherein the heating time length of the heating element is a time length from the start of heating of the heating element to the detection time of the thermistor, t1,
t2, the heating time length from the start of heating of the heating body to the arrival of the target temperature is t3, and the time length from the start of heating of the heating body to t1, t
The detected voltage of the thermistor after 2 passes is V1, V
2. When the detected voltage of the thermistor at the target temperature of the heating element is V3, t3 = ((1 / V3-1 / V1)
× t2- (1 / V3-1 / V2) × t1) / (1 / V2
(1/1 / V1).

【0024】更に、本出願によれば、上記目的は、第一
の発明又は第二の発明において、加圧体は、弾性層を有
し、該弾性層の熱伝導率が4.1868×10-2W/
(m・K)以上12.5604×10-2W/(m・K)
以下であるという第三の発明によっても達成される。
Further, according to the present application, the above object is achieved in the first invention or the second invention, wherein the pressing body has an elastic layer, and the thermal conductivity of the elastic layer is 4.1868 × 10 -2 W /
(MK) or more 12.5604 × 10 -2 W / (mK)
The invention is also achieved by a third invention which is as follows.

【0025】又、本出願によれば、上記目的は、電源か
らの電力を受けて発熱する加熱体と、該加熱体に接触摺
動する無端帯状の回転自在なフィルムと、該フィルムを
介して上記加熱体と圧接してニップを形成し回転する加
圧体とを備え、画像形成装置内の所定位置から搬送され
画像を担持する記録媒体を該ニップにてフィルム及び加
圧体によって挟持搬送して加熱及び加圧する加熱装置を
備える画像形成装置であって、加熱装置が、加熱体の温
度を検知する温度検知手段と、該温度検知手段の検知温
度が目標温度となるよう電源から加熱体への電力を制御
する制御手段とを備える画像形成装置において、加熱体
の加熱開始から目標温度到達までの加熱時間長さを予測
する予測手段を備え、予測手段による該加熱時間長さを
t3、上記加熱開始から記録媒体の搬送方向先端がニッ
プに突入するまでの搬送時間をt4、加圧体が一回転す
るのに要する時間長さをt5としたときに、t3−t5
<t4<t3を満たすよう記録媒体の上記所定位置から
の搬送開始時刻を決定可能であるという第四の発明によ
っても達成される。
According to the present application, the object is to provide a heating element that generates heat by receiving power from a power supply, an endless belt-shaped rotatable film that slides in contact with the heating element, A pressurizing body that rotates by forming a nip by pressing against the heating body, and conveys the recording medium carrying an image conveyed from a predetermined position in the image forming apparatus by the nip by a film and a pressurizing body. An image forming apparatus comprising a heating device for heating and pressurizing, wherein the heating device is configured to detect a temperature of a heating body, and a power supply to the heating body such that the temperature detected by the temperature detection means becomes a target temperature. And an estimating means for estimating a heating time length from the start of heating of the heating element to the arrival of the target temperature, and the estimating means sets the heating time length to t3. Heating open When conveying direction leading end of the recording medium was conveyed time t4, the time required length of the pressing body rotates once t5 until enters the nip from, t3-t5
The present invention is also achieved by the fourth invention in which the conveyance start time from the predetermined position of the recording medium can be determined so as to satisfy <t4 <t3.

【0026】更に、本出願によれば、上記目的は、電源
からの電力を受けて発熱する加熱体と、該加熱体に接触
摺動する耐熱性で無端帯状の回転自在なフィルムと、該
フィルムを介して上記加熱体と圧接してニップを形成し
所定速度で回転する加圧体とを備え、画像形成装置内の
所定位置から搬送され画像を担持する記録媒体を該ニッ
プにてフィルム及び加圧体によって挟持搬送して加熱及
び加圧する加熱装置を備える画像形成装置であって、加
熱装置が、加熱体の温度を検知する温度検知手段と、該
温度検知手段の検知温度が目標温度となるよう電源から
加熱体への電力を制御する制御手段とを備える画像形成
装置において、加熱装置は、第一の発明乃至第三の発明
のいずれかの加熱体昇温時間予測方法によって、加熱体
の加熱開始から目標温度到達までの加熱時間長さを予測
し、予測された加熱時間長さに基づく目標温度到達時に
同期して記録媒体の搬送方向先端がニップに突入するよ
う記録媒体の搬送開始時刻を決定可能であるという第五
の発明によっても達成される。
Further, according to the present application, the object is to provide a heating element that generates heat by receiving electric power from a power source, a heat-resistant endless belt-shaped rotatable film that slides in contact with the heating element, A pressurizing body that forms a nip by being pressed against the above-mentioned heating body through the nip and rotates at a predetermined speed, and a recording medium that is conveyed from a predetermined position in the image forming apparatus and carries an image is processed by the nip into a film and a pressurized medium. What is claimed is: 1. An image forming apparatus, comprising: a heating device for heating and pressurizing by sandwiching and conveying by a pressure body, wherein the heating device detects a temperature of the heating body, and a temperature detected by the temperature detection device is a target temperature. And a control unit for controlling the power from the power source to the heating element, wherein the heating apparatus is configured to perform the heating element heating time prediction method according to any one of the first to third inventions. Eyes from the start of heating The heating time until the temperature is reached is predicted, and the start time of the recording medium can be determined so that the leading end of the recording medium in the conveying direction enters the nip in synchronization with the arrival of the target temperature based on the predicted heating time. This is also achieved by the fifth invention.

【0027】又、本出願によれば、上記目的は、第五の
発明において、記録媒体の搬送開始時刻は、予測された
加熱体の加熱開始から目標温度到達までの加熱時間長さ
をt3、上記加熱開始から記録媒体の搬送方向先端がニ
ップに突入するまでの搬送時間をt4、加圧体が一回転
するのに要する時間長さをt5としたときに、t3−t
5<t4<t3を満たすよう決定可能であるという第六
の発明によっても達成される。
Further, according to the present application, the above object is achieved in the fifth aspect, in which the conveyance start time of the recording medium is a predicted heating time from the start of heating of the heating element to a target temperature reaching t3, Assuming that the transport time from the start of heating to the time when the leading end of the recording medium in the transport direction enters the nip is t4, and the length of time required for the pressurizing member to make one rotation is t5, t3-t
This is also achieved by the sixth invention in which determination can be made to satisfy 5 <t4 <t3.

【0028】更に、本出願によれば、上記目的は、第四
の発明又は第六の発明において、目標温度は、予測され
た加熱体の加熱開始から目標温度到達までの加熱時間長
さが所定の加熱時間長さ以上である場合に、上記目標温
度より高く再設定され、記録媒体の搬送開始時刻は、再
設定された目標温度にて加熱時間t3を再予測して決定
可能であるという第七の発明によっても達成される。
Further, according to the present application, the above object is achieved in the fourth invention or the sixth invention, wherein the target temperature is a predetermined heating time length from the start of heating of the heating element to the arrival of the target temperature. If the heating time length is equal to or longer than the target temperature, the recording medium is reset to be higher than the target temperature, and the recording medium conveyance start time can be determined by re-estimating the heating time t3 at the reset target temperature. This is also achieved by the seventh invention.

【0029】又、本出願によれば、上記目的は、第四の
発明乃至第七の発明のいずれかにおいて、加圧体は、弾
性層を有し、該弾性層の熱伝導率が4.1868×10
-2W/(m・K)以下であるという第八の発明によって
も達成される。
According to the present application, the above object is achieved according to any one of the fourth to seventh inventions, wherein the pressure body has an elastic layer, and the heat conductivity of the elastic layer is 4. 1868 × 10
-8 W / (m · K) or less.

【0030】即ち、本出願にかかる第一の発明にあって
は、サーミスタの検出電圧値の逆数とサーミスタの検出
時刻とを変数とする一次式関数に基づき、加熱体の加熱
開始から目標温度到達までの加熱時間長さが算出され
る。
That is, according to the first aspect of the present invention, the target temperature is reached from the start of heating of the heating element based on a linear function having the inverse of the voltage detected by the thermistor and the detection time of the thermistor as variables. The heating time length up to is calculated.

【0031】又、本出願にかかる第二の発明にあって
は、サーミスタの検出電圧値の逆数とサーミスタの検出
時刻とを変数とする一次式関数に基づき、加熱体の加熱
開始から目標温度到達までの加熱時間長さが算出され
る。
Further, in the second invention according to the present application, the target temperature is reached from the start of heating of the heating element based on a linear function having the reciprocal of the voltage detected by the thermistor and the detection time of the thermistor as variables. The heating time length up to is calculated.

【0032】更に、本出願にかかる第三の発明にあって
は、加圧体の弾性層の熱伝導率適正化により、サーミス
タの検出電圧値の逆数とサーミスタの検出時刻とを変数
とする一次式関数の線形性が保たれると共に、該一次式
関数に基づき、加熱体の加熱開始から目標温度到達まで
の加熱時間長さが算出される。
Further, in the third invention according to the present application, by adjusting the thermal conductivity of the elastic layer of the pressurizing member, the primary of which the reciprocal of the voltage detected by the thermistor and the detection time of the thermistor are variables. The linearity of the equation function is maintained, and the heating time length from the start of heating of the heating element to the arrival at the target temperature is calculated based on the linear equation function.

【0033】又、本出願にかかる第四の発明にあって
は、加熱体の目標温度到達の時間長さt5前から該目標
温度到達時までの間に記録媒体の搬送方向先端がニップ
に突入し加圧体の予熱と加熱体からの熱とが上記記録媒
体に付与される。
In the fourth invention according to the present application, the leading end of the recording medium in the transport direction enters the nip during a period from a time t5 before the heating element reaches the target temperature to the time when the target temperature is reached. The preheating of the pressurizing body and the heat from the heating body are applied to the recording medium.

【0034】更に、本出願にかかる第五の発明にあって
は、サーミスタの検出電圧値の逆数とサーミスタの検出
時刻とを変数とする一次式関数に基づき、加熱体の加熱
開始から目標温度到達までの加熱時間長さが算出され、
画像を担持する記録媒体が該加熱時間に同期してニップ
に突入する。
Further, in the fifth invention according to the present application, the target temperature is reached from the start of heating of the heating element on the basis of a linear function using the reciprocal of the voltage detected by the thermistor and the detection time of the thermistor as variables. The heating time length up to is calculated,
The recording medium carrying the image enters the nip in synchronization with the heating time.

【0035】又、本出願にかかる第六の発明にあって
は、サーミスタの検出電圧値の逆数とサーミスタの検出
時刻とを変数とする一次式関数に基づき、加熱体の加熱
開始から目標温度到達までの加熱時間長さが算出される
と共に、加熱体の目標温度到達の時間長さt5前から該
目標温度到達時までの間に記録媒体の搬送方向先端がニ
ップに突入し、加圧体の予熱と加熱体からの熱とが上記
記録媒体に付与される。
In the sixth invention according to the present application, the target temperature is reached from the start of heating of the heating element based on a linear function using the reciprocal of the voltage detected by the thermistor and the detection time of the thermistor as variables. The heating time length up to the target temperature of the heating element is calculated, and the leading end in the conveyance direction of the recording medium enters the nip during a period from a time length t5 before the target temperature reaches the target temperature to a time point when the target temperature is reached. Preheating and heat from the heating element are applied to the recording medium.

【0036】更に、本出願にかかる第七の発明にあって
は、目標温度が、予測された加熱時間長さt3が所定の
加熱時間長さ以上である場合に、上記目標温度より高く
再設定されると共に、加熱体の目標温度到達の時間長さ
t5前から該目標温度到達時までの間に記録媒体の搬送
方向先端がニップに突入し、加圧体の予熱と加熱体から
の熱とが上記記録媒体に付与される。
Further, in the seventh invention according to the present application, when the predicted heating time length t3 is equal to or longer than the predetermined heating time length, the target temperature is reset to be higher than the target temperature. At the same time, the leading end in the conveyance direction of the recording medium enters the nip during a period from the time t5 before the target temperature of the heating body reaches the target temperature to the time when the target temperature is reached, and the preheating of the pressurizing body and the heat from the heating body are reduced. Is given to the recording medium.

【0037】又、本出願にかかる第八の発明にあって
は、加熱体の目標温度到達の時間長さt5前から該目標
温度到達時までの間に記録媒体の搬送方向先端がニップ
に突入し、弾性層の熱伝導率適正化が図られた加圧体の
予熱と加熱体からの熱とが上記記録媒体に付与される。
According to the eighth aspect of the present invention, the leading end of the recording medium in the transport direction enters the nip during a period from a time t5 before the heating element reaches the target temperature to the time when the target temperature is reached. Then, the preheating of the pressurizing body and the heat from the heating body, in which the thermal conductivity of the elastic layer is optimized, are applied to the recording medium.

【0038】[0038]

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態に関し
て、添付図面に基づき説明する。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the accompanying drawings.

【0039】(第一の実施形態)先ず、本発明の第一の
実施形態について図1乃至図7に基づき説明する。
(First Embodiment) First, a first embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.

【0040】図1は、本実施形態にかかる画像形成装置
の一例を示す模式的断面図である。
FIG. 1 is a schematic sectional view showing an example of the image forming apparatus according to the present embodiment.

【0041】本実施形態にかかる画像形成装置は、図1
に示すように、感光ドラム1、帯電ローラ2、レーザ露
光装置3、反射ミラー4、現像スリーブ5、トナー6を
収容するトナー容器7、転写ローラ8、クリーニングブ
レード10、廃トナー容器11、加熱装置たる定着器1
2、紙等の記録媒体たる記録材Pを収容するペーパーカ
セット13、給紙ローラ14、分離パッド15、高圧電
源16等を備えている。
The image forming apparatus according to the present embodiment has the configuration shown in FIG.
1, a photosensitive drum 1, a charging roller 2, a laser exposure device 3, a reflection mirror 4, a developing sleeve 5, a toner container 7 containing a toner 6, a transfer roller 8, a cleaning blade 10, a waste toner container 11, a heating device Barrel fixing device 1
2, a paper cassette 13 containing a recording material P as a recording medium such as paper, a paper feed roller 14, a separation pad 15, a high-voltage power supply 16, and the like.

【0042】かかる画像形成装置にあっては、先ず、感
光ドラム1が矢印の方向に回転し、高圧電源16から給
電される帯電ローラ2によって感光ドラム1表面が一様
に帯電される。レーザ露光装置3から発せられたレーザ
光は、反射ミラー4で反射され感光ドラム1ヘ照射さ
れ、感光ドラム1上に静電潜像を形成する。
In this image forming apparatus, first, the photosensitive drum 1 rotates in the direction of the arrow, and the surface of the photosensitive drum 1 is uniformly charged by the charging roller 2 supplied with power from the high voltage power supply 16. The laser light emitted from the laser exposure device 3 is reflected by the reflection mirror 4 and irradiates the photosensitive drum 1 to form an electrostatic latent image on the photosensitive drum 1.

【0043】トナー容器7の中のトナー6は、現像スリ
ーブ5の回転に伴い、適量のトナーが適度の帯電を受け
ると共に現像スリーブ5上に担持され、その後、感光ド
ラム1上に供給され、感光ドラム1上の静電潜像に付着
し、該静電潜像を現像してトナー像として可視化する。
The toner 6 in the toner container 7 receives an appropriate amount of toner and is carried on the developing sleeve 5 with the rotation of the developing sleeve 5, and then is supplied onto the photosensitive drum 1, and is supplied to the photosensitive drum 1. The electrostatic latent image adheres to the electrostatic latent image on the drum 1 and is developed to be visualized as a toner image.

【0044】一方、給紙ローラ14がタイミングをとっ
て、ペーパーカセット13から記録材Pを1枚ずつ給紙
する。分離パッド15は給紙ローラ14と当接して配置
され、その表面の摩擦係数、接地角度、形状は被記録媒
体を1度の給紙毎に1枚のみ送るように調整されてい
る。
On the other hand, the paper feed roller 14 feeds the recording materials P one by one from the paper cassette 13 at appropriate timing. The separation pad 15 is disposed in contact with the paper feed roller 14, and its surface friction coefficient, contact angle, and shape are adjusted so that only one recording medium is fed per paper feed.

【0045】可視化された感光ドラム1上のトナー像
は、転写ローラ8により記録材P上に転写される。
The visualized toner image on the photosensitive drum 1 is transferred onto the recording material P by the transfer roller 8.

【0046】トナー像の転写を受けた記録材Pは定着器
12によって加熱、加圧を受けトナー像が紙上に永久定
着される。
The recording material P to which the toner image has been transferred is heated and pressed by the fixing device 12, and the toner image is permanently fixed on the paper.

【0047】一方、転写されずに感光ドラム1上に残っ
た転写残トナーはクリーニングブレード10により廃ト
ナー容器11に収納され、表面をクリーニングされた感
光ドラム1は繰り返し次の画像形成プロセスに供され
る。
On the other hand, untransferred toner remaining on the photosensitive drum 1 without being transferred is stored in a waste toner container 11 by a cleaning blade 10, and the photosensitive drum 1 whose surface has been cleaned is repeatedly subjected to the next image forming process. You.

【0048】次に、本発明を適用する加熱定着装置であ
る定着器12について説明する。
Next, a description will be given of the fixing device 12 which is a heat fixing device to which the present invention is applied.

【0049】定着器112は、加熱体支持体24に支持
される加熱体21と、加熱体21及び加熱体支持体24
に外嵌されるエンドレスで耐熱性のフィルム23と、フ
ィルム23を介して加熱体21に圧接しニップを形成す
る加圧体たる加圧ローラ25とを有している。
The fixing device 112 includes a heating element 21 supported by the heating element support 24, the heating element 21 and the heating element support 24.
An endless heat-resistant film 23 externally fitted on the heating member 21 and a pressure roller 25 serving as a pressure member that presses the heating member 21 through the film 23 to form a nip.

【0050】ここで、フィルム23は、内周長が加熱体
21及び加熱体支持体24の外周長に対して余裕をもっ
て加熱体21及び加熱体支持体24に外嵌されており、
加熱体21及び加熱体支持体24にガイドされて回転可
能となっている。
Here, the film 23 has its inner peripheral length fitted to the heater 21 and the heater support 24 with a margin to the outer peripheral length of the heater 21 and the heater support 24.
It is rotatable by being guided by the heating element 21 and the heating element support 24.

【0051】又、フィルム23は、厚さ20〜100μ
mのポリイミド樹脂からなる基体と、該基体の上に設け
られPTFE、PFA等のフッ素樹脂からなる離型層と
からなる。
The film 23 has a thickness of 20 to 100 μm.
m, a base made of a polyimide resin, and a release layer provided on the base and made of a fluororesin such as PTFE or PFA.

【0052】加熱体21は、アルミナ等の良熱伝導性の
耐熱絶縁基板と、該基板の表面にスクリーン印刷等によ
り塗工された例えばAg/Pd(銀パラジウム)等の電
気抵抗材料からなる厚さ約10μm、幅1〜3mmの電
気抵抗層と、該電気抵抗層の上にコートされたガラスや
フッ素樹脂等からなる保護層とを有している。
The heating element 21 is made of a heat-resistant insulating substrate having good thermal conductivity such as alumina and a thickness made of an electric resistance material such as Ag / Pd (silver-palladium) coated on the surface of the substrate by screen printing or the like. It has an electric resistance layer having a thickness of about 10 μm and a width of 1 to 3 mm, and a protective layer made of glass, fluororesin or the like coated on the electric resistance layer.

【0053】加圧ローラ25は、芯金25aと、この芯
金25aの周囲に設けられた耐熱性の弾性層25bとに
より構成されている。
The pressure roller 25 includes a core 25a and a heat-resistant elastic layer 25b provided around the core 25a.

【0054】定着器12にあっては、断熱性が高く、熱
容量の小さい材料を弾性層25bに用いることにより、
定着器12が冷えた状態からも速やかに定着動作に入る
ことが可能となっている。
In the fixing device 12, by using a material having high heat insulation and a small heat capacity for the elastic layer 25b,
It is possible to immediately start the fixing operation even when the fixing device 12 is cold.

【0055】この加圧ローラ25は、フィルム23を介
して加熱体21に圧接回転してフィルム23を従動回転
させるようになっている。これにより、ニップで加圧ロ
ーラ25とフィルム23との間に導入された記録材Pが
加圧ローラ25及びフィルム23によって挟持搬送され
ることとなる。
The pressure roller 25 rotates by pressing against the heating body 21 via the film 23 to rotate the film 23 by rotation. Thus, the recording material P introduced between the pressure roller 25 and the film 23 at the nip is nipped and conveyed by the pressure roller 25 and the film 23.

【0056】温度検知手段としてのサーミスタ22は、
加熱体21の表面に配設され、図3に示すように、抵抗
Rlと直流電源が直列に接続されており、この時のサー
ミスタの分圧Vthが温度情報信号として図4に示すA
/D変換器27を介して制御手段たるCPU26に送ら
れるようになっている。
The thermistor 22 as a temperature detecting means
The resistor Rl and the DC power supply are connected in series, as shown in FIG. 3, and the partial voltage Vth of the thermistor at this time is used as a temperature information signal as shown in FIG.
The data is sent to the CPU 26 as control means via the / D converter 27.

【0057】更に、CPU26は、トライアック28を
介して加熱体21への通電を制御するようになってお
り、本実施形態では、この通電制御がAC電圧を波数制
御することにより行われる。即ち、CPU26は、サー
ミスタ22から出力されA/D変換器27でA/D変換
されたサーミスタ22からの温度情報信号をもとにトラ
イアック28を駆動し加熱体21への通電を制御するよ
うに設定されている。
Further, the CPU 26 controls the power supply to the heating element 21 via the triac 28. In the present embodiment, the power supply control is performed by controlling the wave number of the AC voltage. That is, the CPU 26 drives the triac 28 based on the temperature information signal from the thermistor 22 output from the thermistor 22 and A / D converted by the A / D converter 27 to control the energization of the heating element 21. Is set.

【0058】次に、本実施形態にかかる定着器12の加
熱体21が充分に暖まり定着動作を行うことが可能とな
るのに要する時間長さ(以下、立上げ時間という)の予
測方法について説明する。
Next, a method of estimating the length of time (hereinafter referred to as a start-up time) required for the heating element 21 of the fixing device 12 to sufficiently warm up to perform the fixing operation according to the present embodiment will be described. I do.

【0059】一般的に、定着器の加熱体の温度の立上げ
時間は、電源電圧、定着器の温度、雰囲気の温度、加熱
体の抵抗値等によって変化する。
Generally, the rise time of the temperature of the heating element of the fixing device changes depending on the power supply voltage, the temperature of the fixing device, the temperature of the atmosphere, the resistance value of the heating element, and the like.

【0060】従来の画像形成装置においては、プリント
信号受信後、定着器のニップに紙を通紙する前に0.5
秒間ヒータに通電し、その時検知した温度上昇ΔTがあ
る閾値以上か否かによって、通常のタイミングで給紙を
行うか否かを決定していた。
In a conventional image forming apparatus, after a print signal is received, 0.5 seconds before a sheet is passed through a nip of a fixing device.
The heater is energized for a second and the temperature rise ΔT detected at that time is equal to or greater than a certain threshold value.

【0061】具体的には、ΔTが70[deg.]以上
の場合にはプリント信号受信から5秒後に給紙を開始す
るノーマルモードで給紙を行い、70[deg.]の場
合には目標温度到達後に給紙を行うウェイトモードに移
行して給紙を行なうことにより、給紙のタイミングが切
り換えが切り換えられていた。
Specifically, ΔT is 70 [deg. In the above case, paper feeding is performed in the normal mode in which paper feeding is started 5 seconds after receiving the print signal, and 70 [deg. In the case of], the paper feed timing is shifted to the wait mode in which the paper feed is performed after the target temperature is reached, thereby switching the paper feed timing.

【0062】又、従来の画像形成装置では、給紙開始か
ら紙の搬送方向先端が定着器のニップ部に到達するまで
に3秒を要するため、わずかに上記の閾値70[de
g.]に達しなかった場合でも、FPTは3秒以上長く
なってしまうのが現状である。
In the conventional image forming apparatus, it takes three seconds from the start of paper feeding until the leading end of the paper in the conveying direction reaches the nip portion of the fixing device.
g. The current situation is that the FPT will be longer than 3 seconds even if it does not reach the above.

【0063】更に、従来の画像形成装置では、例えば雰
囲気温度が30[℃]で入力電圧が110[V]等の定
着器の立上げに有利な条件下においては、通常のタイミ
ングである5秒よりも更に早く4秒で定着動作を行うこ
とが可能であった。それにもかかわらず、従来の画像形
成装置においては5秒以前で給紙するシーケンスはもっ
ていないため、必要以上にユーザーを待たせたり、無駄
な電力を消費することになる。
Furthermore, in the conventional image forming apparatus, for example, when the ambient temperature is 30 [° C.] and the input voltage is 110 [V], which is advantageous for starting the fixing device, the normal timing of 5 seconds is used. It was possible to perform the fixing operation even earlier in 4 seconds. Nevertheless, the conventional image forming apparatus does not have a sequence for feeding the paper before 5 seconds, so that the user waits more than necessary or wastes power.

【0064】このような問題を解決し、与えられた装置
構成内で可能な最短のFPTを達成するために、本実施
形態では次のようにして定着器が立上がるのに要する時
間長さを予測を行い、紙搬送開始時刻の決定が可能とな
っている。
In order to solve such a problem and achieve the shortest possible FPT within a given apparatus configuration, the present embodiment reduces the time required for the fixing unit to start up as follows. The prediction is performed, and the paper transport start time can be determined.

【0065】図5(a)は、加熱体21に通電開始して
からの時間に対するサーミスタ22の電圧値のVthの
変化の様子を示す図である。
FIG. 5A is a diagram showing how the voltage value Vth of the thermistor 22 changes with respect to the time from the start of energization of the heating element 21.

【0066】図5(a)において、立上げ時は加熱体2
1に全波で電力が供給されており、V3は立上げ目標温
度を示し、t3は立上げに要する時間長さを示してい
る。
In FIG. 5A, when starting up, the heating element 2
1 is supplied with full-wave power, V3 indicates a start-up target temperature, and t3 indicates the length of time required for start-up.

【0067】サーミスタ22の検出電圧値の時間変化
は、図5(a)に示すような非線型曲線を描いて目標温
度に相当するサーミスタ電圧であるV3に達するため、
t3の時刻を予測することは容易ではない。
The time variation of the detected voltage value of the thermistor 22 reaches V3 which is the thermistor voltage corresponding to the target temperature by drawing a non-linear curve as shown in FIG.
It is not easy to predict the time of t3.

【0068】一方、図5(b)は、加熱体21に通電開
始してからの時間に対するサーミスタ22の電圧値の逆
数1/Vthの変化の様子を示す図である。
FIG. 5B shows how the reciprocal 1 / Vth of the voltage value of the thermistor 22 changes with respect to the time from the start of energization to the heating element 21.

【0069】図5(b)に示すように、1/Vthの値
は加熱体21が立上がるまでの間ほぼ線形に増加してい
ることから、加熱体21通電中の時刻tlにおけるサー
ミスタ22の電圧Vlと時刻t2におけるサーミスタの
電圧V2をもとに定着器12が目標温度に到達する時刻
を予測することができる。
As shown in FIG. 5B, since the value of 1 / Vth increases almost linearly until the heating element 21 rises, the value of the thermistor 22 at time tl while the heating element 21 is energized is changed. The time when the fixing device 12 reaches the target temperature can be predicted based on the voltage Vl and the voltage V2 of the thermistor at the time t2.

【0070】即ち、図5(b)において、その傾きは、 (1/V2−1/Vl)/(t2−tl) として表すことができる。That is, in FIG. 5B, the slope can be expressed as (1 / V2-1 / Vl) / (t2-tl).

【0071】これより、定着器12の加熱体21の立ち
上げ目標温度に相当するサーミスタ22の出力であるV
3に到達する時刻は、 t3=((1/V3−1/Vl)×t2−(1/V3−
1/V2)×tl)/(1/V2−1/Vl) として四則演算のみを用いて表される。
Thus, the output V of the thermistor 22 corresponding to the target temperature for starting the heating element 21 of the fixing unit 12 is obtained.
The time to reach 3 is: t3 = ((1 / V3-1 / Vl) × t2- (1 / V3-
1 / V2) × tl) / (1 / V2-1 / Vl) using only four arithmetic operations.

【0072】この比例関係は環境の温度、電源電圧、加
熱体の抵抗値が変わっても維持されているが、加圧ロー
ラの熱伝導率Kにより、若干影響を受ける。
This proportional relationship is maintained even when the temperature of the environment, the power supply voltage, and the resistance value of the heating element are changed, but is slightly affected by the thermal conductivity K of the pressure roller.

【0073】図6は、加圧ローラの種々の熱伝導率Kに
おける1/Vthの変化を示した図である。
FIG. 6 is a diagram showing a change in 1 / Vth at various thermal conductivities K of the pressure roller.

【0074】これらの特性を検討した結果、加圧ローラ
25の熱伝導率が2.51208×10-2[W/(m・
K)](0.6×10-3[cal/(cm・s・
℃)])と3.34944×10-3[W/(m・K)]
(0.08×10-3[cal/(cm・s・℃)]の場
合には線形性が不十分であるため、近似式を用いて予測
を行おうとした場合、複雑な関数を用いなければ近似を
することができなかった。これでは、定着器の立上げ目
標温度到達時刻を予測しようとした場合、CPUに重い
負荷がかかる上、計算を行うために広いRAM領域を必
要としてしまう。
As a result of examining these characteristics, the thermal conductivity of the pressure roller 25 was found to be 2.51208 × 10 -2 [W / (m ·
K)] (0.6 × 10 −3 [cal / (cm · s ·
° C)]) and 3.39444 × 10 -3 [W / (m · K)]
In the case of (0.08 × 10 −3 [cal / (cm · s · ° C.)], the linearity is insufficient. Therefore, when making a prediction using an approximate expression, a complicated function must be used. In this case, when trying to predict the time at which the fixing device starts to reach the target temperature, a heavy load is imposed on the CPU and a large RAM area is required for performing the calculation.

【0075】更に、立上げ目標温度到達時刻の予測手段
としては、様々な環境温度、電源電圧、加熱体の抵抗値
の組み合わせ条件毎にシーケンスマップを準備しておく
ことも考えられるが、この場合組み合わせ量も膨大にな
る上、記憶させるためのROMの領域を広く確保してお
かなければならない。
Further, as a means for predicting the arrival time of the target startup temperature, a sequence map may be prepared for each combination of various environmental temperatures, power supply voltages, and resistance values of the heating element. The amount of combinations is enormous, and a large area of the ROM for storage must be ensured.

【0076】そこで、本実施形態にかかる加圧ローラと
しては、上記の1/Vthの比例性を用いた目標温度到
達時刻の簡便な予測式を適用するためには、熱伝導率K
が4.1868×10-2W/(m・K)以上12.56
04×10-2W/(m・K)以下(0.1〜0.3[×
10-3cal/(cm・s・℃)])の加圧ローラを用
いることが望ましい。
Therefore, in order to apply the above-mentioned simple prediction formula of the target temperature arrival time using the proportionality of 1 / Vth as the pressure roller according to this embodiment, the thermal conductivity K
Is 4.1868 × 10 -2 W / (m · K) or more and 12.56
04 × 10 −2 W / (m · K) or less (0.1 to 0.3 [×
It is preferable to use a pressure roller of 10 −3 cal / (cm · s · ° C.)]).

【0077】ここで、実際に上記の予測方法を用いた本
実施形態と従来のシーケンスを用いた場合の入力電圧と
FPTとの関係を図7に示す。
FIG. 7 shows the relationship between the input voltage and the FPT when the present embodiment using the above-described prediction method and the conventional sequence are actually used.

【0078】本実施形態では、目標温度到達時刻を予測
し、その目標温度到達時刻に同期して紙が定着器12に
突入するように給紙開始時刻が制御されている。
In the present embodiment, the target temperature arrival time is predicted, and the paper feed start time is controlled so that the paper enters the fixing device 12 in synchronization with the target temperature arrival time.

【0079】図7に示すように、従来の加熱定着装置の
場合、入力電圧が95[V]を超えている場合にはノー
マルモードでプリントが行われるため、例えば、100
[V]入力時にはFPTは10秒である。
As shown in FIG. 7, in the case of the conventional heat fixing device, when the input voltage exceeds 95 [V], printing is performed in the normal mode.
When [V] is input, the FPT is 10 seconds.

【0080】一方、本実施形態の目標温度到達時刻の予
測に基づいてプリントを行うと、9秒にてプリントを完
了することができ、従来に比べてFPTを1秒短縮する
ことが可能である。この時には、すでに定着器12が立
上っているため、定着性には何ら問題はなかった。
On the other hand, when printing is performed based on the prediction of the target temperature arrival time in the present embodiment, printing can be completed in 9 seconds, and the FPT can be shortened by 1 second as compared with the related art. . At this time, since the fixing device 12 had already risen, there was no problem in the fixing property.

【0081】更に、例えば入力電圧が95[V]の場
合、従来の加熱定着装置においては電力がわずかに不足
しているためウェイトモードに移行する。給紙開始から
定着器に紙が到達するまでは3秒を要するため、ウェイ
トモードに移行後は最短で給紙をおこなってもFPTは
3秒以上延長されることになり、FPTは13秒であっ
た。
Further, for example, when the input voltage is 95 [V], since the power is slightly insufficient in the conventional heat fixing device, the mode shifts to the wait mode. Since it takes 3 seconds from the start of paper feeding until the paper reaches the fixing device, even if paper feeding is performed in the shortest time after shifting to the wait mode, the FPT is extended by 3 seconds or more, and the FPT is 13 seconds. there were.

【0082】これに対して、本実施形態の場合には、目
標温度に到達する時刻を予測し、その時刻に同期して定
着ニップ部に記録材Pが突入するように無段階で給紙タ
イミングの変更をおこなうため、最短の10秒でプリン
トを完了することができる。
On the other hand, in the case of the present embodiment, the time when the temperature reaches the target temperature is predicted, and the sheet feeding timing is steplessly adjusted so that the recording material P enters the fixing nip portion in synchronization with the time. , The printing can be completed in the shortest 10 seconds.

【0083】上記のように本実施形態の定着器を用いた
場合、従来のものと比較してFPTを短縮することが可
能である。更に、FPTの短縮は無駄な立上げ時間を廃
することにもつながり、近年重要視されているさらなる
省エネ化の要求にも応えるものである。
As described above, when the fixing device of the present embodiment is used, it is possible to shorten the FPT as compared with the conventional device. Furthermore, shortening of the FPT also leads to elimination of useless start-up time, and responds to the demand for further energy saving, which has recently been regarded as important.

【0084】即ち、通電後1/Vthの値が線形に変化
することを利用して定着器の目標温度到達時刻の予測を
行う本実施形態における方法では、複雑な演算を行う必
要がないためCPUに大きな負荷を与えることなく簡単
にその予測を行うことが可能であり、更に定着可能な最
短の時間で確実に定着を行うことができる。
That is, in the method of the present embodiment for predicting the target temperature arrival time of the fixing device utilizing the fact that the value of 1 / Vth changes linearly after energization, there is no need to perform a complicated operation, so that the CPU Can be easily predicted without imposing a large load on the printer, and furthermore, the fixing can be surely performed in the shortest possible time for fixing.

【0085】(第二の実施形態)次に、本発明の第二の
実施形態について説明する。尚、第一の実施形態と同様
の構成に関しては、同一符号を付し、その説明を省略す
る。
(Second Embodiment) Next, a second embodiment of the present invention will be described. Note that the same components as those of the first embodiment are denoted by the same reference numerals, and description thereof is omitted.

【0086】本実施形態では、定着器が目標温度に到達
する時刻t3を第一の実施形態と同様の加熱体目標温度
予測方法によって予測し、この時刻t3を基に、印刷開
始命令が入力(加熱体21が加熱開始)されてから記録
材Pが定着器12のニップに突入するまでの時間長さt
4、加圧ローラ25が一回転するのに要する時間長さを
t5としたときに、t3−t5<t4(<t3)なる関
係を満たすように記録材搬送開始時刻を決定することを
特徴とする。
In the present embodiment, the time t3 at which the fixing device reaches the target temperature is predicted by the same heating element target temperature prediction method as in the first embodiment, and based on this time t3, a print start command is input ( The time length t from when the heating member 21 starts heating) to when the recording material P enters the nip of the fixing device 12
4. When the length of time required for the pressure roller 25 to make one rotation is t5, the recording material conveyance start time is determined so as to satisfy a relationship of t3−t5 <t4 (<t3). I do.

【0087】従来は、定着器の立ち上げ時刻を予測する
と、その立ち上げ時刻以降に紙が定着ニップ部に突入す
るよう紙搬送開始時刻を決定し、給紙を行っていた。
Conventionally, when the start-up time of the fixing unit is predicted, the paper conveyance start time is determined so that the paper enters the fixing nip after the start-up time, and the paper is fed.

【0088】本実施形態では、従来に比べて熱伝導率の
低い加圧ローラを用いることで、同時に従来よりも早く
給紙を行うことが可能となっている。
In the present embodiment, by using a pressure roller having a lower thermal conductivity than in the related art, it is possible to simultaneously perform sheet feeding earlier than in the related art.

【0089】ここで、本実施形態の詳細について説明す
る。
Here, the details of the present embodiment will be described.

【0090】例えば、加熱体21への入力電圧が90
[V]である低電圧環境の場合、本実施形態の定着器1
2が目標温度に達するまでに必要な加熱時間長さt3は
8秒である。この時、印刷開始命令が入力されてから記
録材Pが定着器12のニップに突入するまでの時間長さ
t4を8秒となるように給紙すれば、定着器12が立上
ったと同時に記録材Pが定着ニップ部に突入することに
なる。
For example, if the input voltage to the heating element 21 is 90
In the case of a low voltage environment of [V], the fixing device 1 of the present embodiment
The heating time length t3 required for 2 to reach the target temperature is 8 seconds. At this time, if the time t4 from when the print start command is input to when the recording material P enters the nip of the fixing device 12 is fed so as to be 8 seconds, the fixing device 12 starts up at the same time. The recording material P enters the fixing nip.

【0091】この時間長さt4を様々に変化させて定着
動作を行ったところ、t4は7秒以上あれば定着性は確
保できることが分かった。検討を重ねた結果、加圧ロー
ラ25が1周するのに要する時間長さt5は1秒であ
り、記録材Pが定着器12のニップに突入してから加圧
ローラ25が1周回転する間は加圧ローラ25の余熱に
より、加熱体21の温度が若干低くても、定着性が確保
できることが分かった。
When the fixing operation was performed by changing the time length t4 variously, it was found that the fixing property could be secured if t4 was 7 seconds or more. As a result of repeated studies, the time length t5 required for the pressure roller 25 to make one rotation is 1 second, and the pressure roller 25 makes one rotation after the recording material P enters the nip of the fixing device 12. During this period, it was found that the fixing property can be secured even when the temperature of the heating body 21 is slightly lower due to the residual heat of the pressure roller 25.

【0092】つまり、加圧ローラ25が1周回転するの
に要する時間長さ以内に定着器12の加熱体21が目標
温度に到達していれば、定着性を確保でき、無駄な待機
時間を短縮することができる。
That is, if the heating element 21 of the fixing device 12 has reached the target temperature within the time required for the pressure roller 25 to make one rotation, the fixing property can be ensured, and wasteful standby time can be reduced. Can be shortened.

【0093】検討した結果このような余熱効果が生まれ
るのは加圧ローラの弾性体の熱伝導率が12.5604
×10-2W/(m・K)以下(0.3[×10-3cal
/(cm・s・℃)])の場合であった。即ち、上記弾
性体の熱伝導率が12.5604×10-2W/(m・
K)以下の場合は同じ熱量を供給した場合、従来の加圧
ローラと比較して内部まで熱が伝わりにくいため表面の
温度が著しく上昇し余熱効果を生むものである。
As a result of the examination, such a residual heat effect is generated because the thermal conductivity of the elastic body of the pressure roller is 12.5604.
× 10 −2 W / (m · K) or less (0.3 [× 10 −3 cal]
/ (Cm · s · ° C.)]). That is, the thermal conductivity of the elastic body is 12.5604 × 10 -2 W / (m ·
K) In the following cases, when the same amount of heat is supplied, heat is hardly transmitted to the inside as compared with the conventional pressure roller, so that the temperature of the surface is significantly increased and a residual heat effect is produced.

【0094】本実施形態で用いた熱伝導率12.560
4×10-2W/(m・K)の加圧ローラ25と従来の加
圧ローラとで加熱体に通電してから5秒後のローラ表面
温度を調べた結果、本実施形態で用いた加圧ローラ25
表層の温度は従来の加圧ローラに比べて20[de
g.]高い105[℃]に達していた。
The thermal conductivity used in the present embodiment is 12.560.
As a result of examining the roller surface temperature 5 seconds after energizing the heating element between the pressure roller 25 of 4 × 10 −2 W / (m · K) and the conventional pressure roller, the roller was used in the present embodiment. Pressure roller 25
The surface temperature is 20 [de] compared to the conventional pressure roller.
g. ] High 105 [° C].

【0095】つまり、上記の熱伝導率の範囲以下の加圧
ローラを用いた場合、従来の加圧ローラに比べて加圧ロ
ーラ表面の昇温が早いので、従来よりも加圧ローラが一
回転する時間長さt5だけ早く給紙を行っても定着性を
確保することができる。その反面、熱伝導率が低くなっ
たことで熱容量も減少していることから、加圧ローラか
ら紙に充分熱を供給できるのはt5の時間長さだけであ
り、t4+t5の時間長さ以内には加熱定着器は目標温
度に到達していなければならない。
That is, when a pressure roller having a heat conductivity lower than the above range is used, the temperature of the surface of the pressure roller is raised faster than that of the conventional pressure roller. Even if the paper is fed earlier by the time length t5, the fixing property can be secured. On the other hand, since the heat capacity is reduced due to the lower thermal conductivity, the heat can be sufficiently supplied from the pressure roller to the paper only for the time length of t5, and within the time length of t4 + t5. Means that the heat fixing unit must reach the target temperature.

【0096】即ち、t3<t4+t5となる関係を満た
すように紙の搬送開始時刻を決定すれば、充分な定着性
を確保した上で、無駄な待機時間をなくすことができ
る。
That is, if the paper transport start time is determined so as to satisfy the relationship of t3 <t4 + t5, it is possible to secure a sufficient fixing property and eliminate a useless waiting time.

【0097】これにより、定着性の確保と待機時間の短
縮を両立することが可能であるが、極端に定着を行う条
件が厳しい場合(例えば、入力電圧が低くかつ環境温度
も低い場合)には、加熱定着装置の目標温調温度を上昇
させて再設定し、再設定された目標温度に対しての目標
温度到達時刻(加熱体21の加熱開始から再設定目標温
度到達までの時間長さ)t6を計算し、t6<t4+t
5となるように紙の搬送開始時刻を変更することが有効
である。
Thus, it is possible to ensure both the fixing performance and the shortening of the standby time. However, when the conditions for performing the fixing are extremely severe (for example, when the input voltage is low and the environmental temperature is low). Then, the target temperature of the heat fixing device is raised and reset, and the target temperature arrival time with respect to the reset target temperature (the length of time from the start of heating of the heating element 21 to the arrival of the reset target temperature) Calculate t6, t6 <t4 + t
It is effective to change the paper transport start time so as to be 5.

【0098】例えば、入力電圧80[V]、環境温度が
0[℃]の場合には、本実施形態の定着器が目標温度に
達するまでに必要な加熱時間長さt3は20秒である。
ここで、定着器が目標温度に到達したと同時に紙を定着
ニップ部に突入させた場合、入力電圧が極端に低いた
め、通紙中の加熱定着装置を一定温度に保持することが
できなかった。これを避けるためには、定着に必要な熱
量が不足しないよう定着器全体を十分に加熱しておくこ
とが必要である。
For example, when the input voltage is 80 [V] and the ambient temperature is 0 [° C.], the heating time length t3 required for the fixing device of this embodiment to reach the target temperature is 20 seconds.
Here, when the fixing device reached the target temperature and caused the paper to enter the fixing nip at the same time, the input voltage was extremely low, so that the heating and fixing device during the paper feeding could not be maintained at a constant temperature. . In order to avoid this, it is necessary to sufficiently heat the entire fixing device so that the amount of heat required for fixing is not insufficient.

【0099】そこで、本実施形態では、予測された加熱
体21の加熱開始から目標温度到達までの時間長さが所
定時間長さ以上である場合に、定着器の目標温度を18
0℃から10℃上昇させて190℃に設定し、加熱体2
1が190℃に到達する時刻t6に記録材Pを定着ニッ
プ部に突入するようにして、定着動作を行ったところ、
十分な定着性が得られた。
Therefore, in the present embodiment, when the predicted time length from the start of heating of the heating element 21 to the arrival of the target temperature is equal to or longer than the predetermined time length, the target temperature of the fixing device is set to 18
The temperature is increased by 10 ° C. from 0 ° C. to 190 ° C.
At time t6 when 1 reaches 190 ° C., the recording material P is caused to enter the fixing nip portion and the fixing operation is performed.
Sufficient fixability was obtained.

【0100】又、定着器の立上げ目標温度を上昇させた
際にも、上述したように加圧ローラ25表面の余熱を利
用し、t6<t4+t5となる関係を満たすように紙の
搬送開始時刻を決定することにより、充分な定着性を確
保することができた。
Further, even when the target temperature for starting the fixing device is increased, the residual heat of the surface of the pressure roller 25 is used as described above, and the paper transport start time is set so as to satisfy the relationship of t6 <t4 + t5. Was determined, sufficient fixing property could be secured.

【0101】[0101]

【発明の効果】以上説明したように、本出願にかかる第
一の発明によれば、サーミスタの検出電圧値の逆数とサ
ーミスタの検出時刻とを変数とする一次式関数に基づ
き、加熱体の加熱開始から目標温度到達までの加熱時間
長さが算出されるようになっているので、加熱体の加熱
開始から目標温度到達までの時間長さを高い精度で予測
できる。
As described above, according to the first aspect of the present invention, the heating of the heating element is performed based on the linear function having the reciprocal of the voltage value detected by the thermistor and the detection time of the thermistor as variables. Since the heating time length from the start to the arrival at the target temperature is calculated, the time length from the start of heating the heating element to the arrival at the target temperature can be predicted with high accuracy.

【0102】又、本出願にかかる第二の発明によれば、
サーミスタの検出電圧値の逆数とサーミスタの検出時刻
とを変数とする一次式関数に基づき、加熱体の加熱開始
から目標温度到達までの加熱時間長さが算出されるよう
になっているので、加熱体の加熱開始から目標温度到達
までの時間長さを高い精度で予測できる。
According to the second invention of the present application,
Since the heating time length from the start of heating the heating element to the target temperature is calculated based on a linear function using the reciprocal of the detection voltage value of the thermistor and the detection time of the thermistor as variables. The length of time from the start of body heating to the target temperature can be predicted with high accuracy.

【0103】更に、本出願にかかる第三の発明によれ
ば、加圧体の弾性層の熱伝導率適正化により、サーミス
タの検出電圧値の逆数とサーミスタの検出時刻とを変数
とする一次式関数の線形性が保たれると共に、該一次式
関数に基づき、加熱体の加熱開始から目標温度到達まで
の加熱時間長さが算出されるようになっているので、加
熱体の加熱開始から目標温度到達までの時間長さをより
高い精度で予測できる。
Further, according to the third aspect of the present invention, by optimizing the thermal conductivity of the elastic layer of the pressurizing member, the linear expression using the reciprocal of the voltage detected by the thermistor and the detection time of the thermistor as variables. The linearity of the function is maintained, and the heating time length from the start of heating of the heating element to the arrival of the target temperature is calculated based on the linear function. The length of time to reach the temperature can be predicted with higher accuracy.

【0104】又、本出願にかかる第四の発明によれば、
加熱体の目標温度到達の時間長さt5前から該目標温度
到達時までの間に記録媒体の搬送方向先端がニップに突
入し加圧体の予熱と加熱体からの熱とが上記記録媒体に
付与されるようになっているので、定着性を確保しつ
つ、ファーストプリントタイム短縮化及び省エネルギー
化を図ることができる。
According to the fourth invention of the present application,
During the time period t5 before the target temperature of the heating element reaches the target temperature and before the target temperature is reached, the leading end of the recording medium in the transport direction enters the nip, and the preheating of the pressurizing element and the heat from the heating element are transferred to the recording medium. Since it is provided, it is possible to shorten the first print time and save energy while securing the fixing property.

【0105】更に、本出願にかかる第五の発明によれ
ば、サーミスタの検出電圧値の逆数とサーミスタの検出
時刻とを変数とする一次式関数に基づき、加熱体の加熱
開始から目標温度到達までの加熱時間長さが算出され、
画像を担持する記録媒体が該加熱時間に同期してニップ
に突入するようになっているので、加熱体の加熱開始か
ら目標温度到達までの時間長さを高い精度で予測でき、
定着性を確保しつつ、ファーストプリントタイム短縮化
及び省エネルギー化を図ることができる。
Further, according to the fifth aspect of the present invention, from the start of heating of the heating element to the reaching of the target temperature, the reciprocal of the voltage detected by the thermistor and the detection time of the thermistor are used as variables. The heating time length of is calculated,
Since the recording medium carrying the image enters the nip in synchronization with the heating time, the time length from the start of heating the heating body to the target temperature can be predicted with high accuracy,
It is possible to shorten the first print time and save energy while securing the fixing property.

【0106】又、本出願にかかる第六の発明によれば、
サーミスタの検出電圧値の逆数とサーミスタの検出時刻
とを変数とする一次式関数に基づき、加熱体の加熱開始
から目標温度到達までの加熱時間長さが算出されると共
に、加熱体の目標温度到達の時間長さt5前から該目標
温度到達時までの間に記録媒体の搬送方向先端がニップ
に突入し、加圧体の予熱と加熱体からの熱とが上記記録
媒体に付与されるようになっているので、加熱体の加熱
開始から目標温度到達までの時間長さを高い精度で予測
でき、定着性を確保しつつ、ファーストプリントタイム
短縮化及び省エネルギー化を図ることができる。
According to the sixth aspect of the present invention,
The heating time length from the start of heating the heating element to the target temperature is calculated based on a linear function using the reciprocal of the voltage detected by the thermistor and the detection time of the thermistor as variables. Between the time length t5 and the time when the target temperature is reached, the leading end in the transport direction of the recording medium enters the nip, and the preheating of the pressurizing body and the heat from the heating body are applied to the recording medium. Therefore, the length of time from the start of heating of the heating element to the arrival of the target temperature can be predicted with high accuracy, and the first print time can be shortened and energy can be saved while securing the fixing property.

【0107】更に、本出願にかかる第七の発明によれ
ば、目標温度が、予測された加熱時間長さt3が所定の
加熱時間長さ以上である場合に、上記目標温度より高く
再設定されると共に、加熱体の目標温度到達の時間長さ
t5前から該目標温度到達時までの間に記録媒体の搬送
方向先端がニップに突入し、加圧体の予熱と加熱体から
の熱とが上記記録媒体に付与されるようになっているの
で、加熱体の加熱開始から目標温度到達までの時間長さ
を高い精度で予測でき、定着性を確保しつつ、ファース
トプリントタイム短縮化及び省エネルギー化を図ること
ができる。
Further, according to the seventh aspect of the present invention, the target temperature is reset to be higher than the target temperature when the predicted heating time length t3 is equal to or longer than the predetermined heating time length. At the same time, the leading end of the recording medium in the conveying direction rushes into the nip during a period from the time t5 before the heating element reaches the target temperature to the time when the target temperature is reached, and the preheating of the pressurizing element and heat from the heating element are reduced. Since it is applied to the recording medium, the time length from the start of heating of the heating element to the arrival of the target temperature can be predicted with high accuracy, and the first print time can be shortened and the energy saving can be achieved while securing the fixing property. Can be achieved.

【0108】又、本出願にかかる第八の発明によれば、
加熱体の目標温度到達の時間長さt5前から該目標温度
到達時までの間に記録媒体の搬送方向先端がニップに突
入し、弾性層の熱伝導率適正化が図られた加圧体の予熱
と加熱体からの熱とが上記記録媒体に付与されるように
なっているので、加熱体の加熱開始から目標温度到達ま
での時間長さを高い精度で予測でき、定着性を確保しつ
つ、ファーストプリントタイム短縮化及び省エネルギー
化を図ることができる。
According to the eighth invention of the present application,
During the time period t5 before the target temperature of the heating element reaches the target temperature and before the target temperature is reached, the leading end of the recording medium in the conveyance direction enters the nip, and the thermal conductivity of the elastic layer is optimized. Since the preheating and the heat from the heating body are applied to the recording medium, the time length from the start of heating of the heating body to reaching the target temperature can be predicted with high accuracy, and the fixing property can be secured. In addition, it is possible to shorten the first print time and save energy.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明の第一の実施形態にかかる画像形成装置
の概略構成を示す模式的断面図である。
FIG. 1 is a schematic sectional view illustrating a schematic configuration of an image forming apparatus according to a first embodiment of the present invention.

【図2】図1の画像形成装置に備えられた加熱装置の概
略構成を示す模式的断面図である。
FIG. 2 is a schematic sectional view illustrating a schematic configuration of a heating device provided in the image forming apparatus of FIG.

【図3】図2の加熱装置に備えられたサーミスタの検出
電圧値を説明するための図である。
FIG. 3 is a diagram for explaining a detection voltage value of a thermistor provided in the heating device of FIG. 2;

【図4】図2の加熱装置の温度制御系を示すブロック図
である。
FIG. 4 is a block diagram illustrating a temperature control system of the heating device of FIG. 2;

【図5】(a)は、本発明の第一の実施形態にかかる加
熱装置における加熱体の加熱開始から目標温度到達まで
の時間長さとサーミスタの電圧値との関係を示す図であ
り、(b)は、上記時間長さとサーミスタの電圧値の逆
数との関係を示す図である。
FIG. 5A is a diagram illustrating a relationship between a time length from the start of heating of a heating element to a target temperature and a voltage value of a thermistor in the heating device according to the first embodiment of the present invention; (b) is a diagram showing the relationship between the time length and the reciprocal of the voltage value of the thermistor.

【図6】加圧体の断熱層の種々の熱伝導率における加熱
体の加熱開始から目標温度到達までの時間長さとサーミ
スタの電圧値の逆数との関係を示す図である。
FIG. 6 is a diagram showing the relationship between the time length from the start of heating of the heating body to the arrival of the target temperature and the reciprocal of the voltage value of the thermistor at various thermal conductivity of the heat insulating layer of the pressure body.

【図7】本発明の第一の実施形態にかかる画像形成装置
と従来の画像形成装置とにおける加熱体への入力電力と
ファーストプリントタイムとの関係を示す図である。
FIG. 7 is a diagram illustrating a relationship between input power to a heating body and first print time in the image forming apparatus according to the first embodiment of the present invention and a conventional image forming apparatus.

【図8】従来の画像形成装置に備えられた加熱装置の概
略構成を示す模式的断面図である。
FIG. 8 is a schematic cross-sectional view illustrating a schematic configuration of a heating device provided in a conventional image forming apparatus.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

12 定着器(加熱装置) 21 加熱体 22 サーミスタ(温度検知手段) 23 フィルム 24 加熱体支持体 25 加圧ローラ(加圧体) 25b 弾性層 25a 芯金 27 A/D変換器 28 トライアック N 定着ニップ P 記録材(記録媒体) T トナー(画像) Reference Signs List 12 fixing device (heating device) 21 heating element 22 thermistor (temperature detecting means) 23 film 24 heating element support 25 pressure roller (pressing element) 25b elastic layer 25a core metal 27 A / D converter 28 triac N fixing nip P Recording material (recording medium) T Toner (image)

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 中川 健 東京都大田区下丸子三丁目30番2号キヤノ ン株式会社内 Fターム(参考) 2H033 AA30 AA32 BA30 BB29 BE03 CA03 CA07 CA28 CA44 3K058 AA02 AA81 BA18 CA23 CA61 DA04 GA06 5H323 BB02 CA09 CB02 DB04 FF03 GG04 NN03  ────────────────────────────────────────────────── ─── Continued on the front page (72) Inventor Ken Nakagawa 3-30-2 Shimomaruko, Ota-ku, Tokyo F-term in Canon Inc. (reference) 2H033 AA30 AA32 BA30 BB29 BE03 CA03 CA07 CA28 CA44 3K058 AA02 AA81 BA18 CA23 CA61 DA04 GA06 5H323 BB02 CA09 CB02 DB04 FF03 GG04 NN03

Claims (8)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 電源からの電力を受けて発熱する加熱体
と、該加熱体に接触摺動する無端帯状の回転自在なフィ
ルムと、該フィルムを介して上記加熱体と圧接してニッ
プを形成し回転する加圧体とを備え、画像を担持する記
録媒体を該ニップにてフィルム及び加圧体によって挟持
搬送して加熱及び加圧する加熱装置の加熱体昇温時間予
測方法であって、加熱装置は、加熱体の温度を検知する
温度検知手段と、該温度検知手段の検知温度が目標温度
となるよう電源から加熱体への電力を制御する制御手段
とを備え、温度検知手段が、加熱体の温度に応じて抵抗
値が変化するサーミスタであることとする加熱体昇温時
間予測方法において、加熱体の加熱開始から目標温度到
達までの間の任意の二つの検出時刻で、該サーミスタの
温度を電圧値として検出し、サーミスタの検出電圧値の
逆数とサーミスタの検出時刻とを変数とし上記二つの検
出時刻におけるサーミスタの検出電圧値の逆数を結んで
一次式関数の関係を求め、該一次式関数に加熱体の目標
温度時に対応するサーミスタの電圧値を代入して、加熱
体の加熱開始から目標温度到達までの加熱時間長さを算
出して予測することを特徴とする加熱体昇温時間予測方
法。
1. A heating element that generates heat by receiving power from a power supply, an endless belt-shaped rotatable film that slides in contact with the heating element, and forms a nip by pressing the heating element through the film. And a rotating pressurizing body, wherein a heating medium heating time estimating method for a heating device for heating and pressurizing the recording medium carrying an image by nipping and transporting the recording medium between the film and the pressurizing body at the nip, comprising: The apparatus includes temperature detecting means for detecting the temperature of the heating element, and control means for controlling electric power from a power supply to the heating element so that the temperature detected by the temperature detecting means becomes a target temperature. In the heating element heating time estimating method, which is a thermistor having a resistance value that changes according to the temperature of the body, at any two detection times between the start of heating of the heating element and the arrival at the target temperature, Temperature as voltage value Using the reciprocal of the thermistor's detection voltage value and the thermistor's detection time as variables, the reciprocal of the thermistor's detection voltage value at the above two detection times is used to determine the relationship of a linear function, and the heating element A heating element heating time period from the start of heating of the heating element to the arrival of the target temperature by substituting the voltage value of the thermistor corresponding to the target temperature.
【請求項2】 加熱体の加熱時間長さは、加熱体の加熱
開始からサーミスタの検出時刻までの時間長さをt1,
t2、加熱体の加熱開始から目標温度到達までの加熱時
間長さをt3、加熱体の加熱開始から時間長さt1,t
2経過時のサーミスタの検出電圧をそれぞれV1,V
2、加熱体の目標温度時におけるサーミスタの検出電圧
をV3としたときに、t3=((1/V3−1/V1)
×t2−(1/V3−1/V2)×t1)/(1/V2
−1/V1)によって算出されることとする請求項1に
記載の加熱体昇温時間予測方法。
2. The heating time length of the heating element is represented by t1, t1 from the start of heating of the heating element to the detection time of the thermistor.
t2, the heating time length from the start of heating of the heating body to the arrival of the target temperature is t3, and the time length from the start of heating of the heating body to t1, t
The detected voltage of the thermistor after 2 passes is V1, V
2. When the detected voltage of the thermistor at the target temperature of the heating element is V3, t3 = ((1 / V3-1 / V1)
× t2- (1 / V3-1 / V2) × t1) / (1 / V2
The heating body heating time estimating method according to claim 1, wherein the heating body heating time estimating method is calculated by (-1 / V1).
【請求項3】 加圧体は、弾性層を有し、該弾性層の熱
伝導率が4.1868×10-2W/(m・K)以上1
2.5604×10-2W/(m・K)以下であることと
する請求項1又は請求項2に記載の加熱体昇温時間予測
方法。
3. The pressing body has an elastic layer, and the thermal conductivity of the elastic layer is 4.1868 × 10 −2 W / (m · K) or more.
The heating element temperature rise time prediction method according to claim 1 or 2, wherein the temperature is 2.5604 × 10 -2 W / (m · K) or less.
【請求項4】 電源からの電力を受けて発熱する加熱体
と、該加熱体に接触摺動する無端帯状の回転自在なフィ
ルムと、該フィルムを介して上記加熱体と圧接してニッ
プを形成し回転する加圧体とを備え、画像形成装置内の
所定位置から搬送され画像を担持する記録媒体を該ニッ
プにてフィルム及び加圧体によって挟持搬送して加熱及
び加圧する加熱装置を備える画像形成装置であって、加
熱装置が、加熱体の温度を検知する温度検知手段と、該
温度検知手段の検知温度が目標温度となるよう電源から
加熱体への電力を制御する制御手段とを備える画像形成
装置において、加熱体の加熱開始から目標温度到達まで
の加熱時間長さを予測する予測手段を備え、予測手段に
よる該加熱時間長さをt3、上記加熱開始から記録媒体
の搬送方向先端がニップに突入するまでの搬送時間長さ
をt4、加圧体が一回転するのに要する時間長さをt5
としたときに、t3−t5<t4<t3を満たすよう記
録媒体の上記所定位置からの搬送開始時刻を決定可能で
あることを特徴とする画像形成装置。
4. A heating element that generates heat by receiving power from a power supply, an endless belt-shaped rotatable film that slides in contact with the heating element, and forms a nip by pressing the heating element through the film. And a heating device for heating and pressurizing the recording medium conveyed from a predetermined position in the image forming apparatus and carrying the image, by nipping and conveying the recording medium between the film and the pressing body at the nip. A forming device, wherein the heating device includes a temperature detecting unit for detecting a temperature of the heating body, and a control unit for controlling electric power from a power supply to the heating body so that the temperature detected by the temperature detecting unit becomes a target temperature. The image forming apparatus further includes a predicting unit that predicts a heating time period from the start of heating of the heating body to the arrival of the target temperature. The predicting unit sets the heating time length to t3. D T4 is the length of time required for the pressurizing element to make one rotation, and t5 is the length of time required for the pressure body to make one revolution.
An image forming apparatus capable of determining a transport start time of the recording medium from the predetermined position so as to satisfy t3−t5 <t4 <t3.
【請求項5】 電源からの電力を受けて発熱する加熱体
と、該加熱体に接触摺動する耐熱性で無端帯状の回転自
在なフィルムと、該フィルムを介して上記加熱体と圧接
してニップを形成し所定速度で回転する加圧体とを備
え、画像形成装置内の所定位置から搬送され画像を担持
する記録媒体を該ニップにてフィルム及び加圧体によっ
て挟持搬送して加熱及び加圧する加熱装置を備える画像
形成装置であって、加熱装置が、加熱体の温度を検知す
る温度検知手段と、該温度検知手段の検知温度が目標温
度となるよう電源から加熱体への電力を制御する制御手
段とを備える画像形成装置において、加熱装置は、請求
項1乃至請求項3のいずれか一項に記載の加熱体昇温時
間予測方法によって、加熱体の加熱開始から目標温度到
達までの加熱時間長さを予測し、予測された加熱時間長
さに基づく目標温度到達時に同期して記録媒体の搬送方
向先端がニップに突入するよう記録媒体の搬送開始時刻
を決定可能であることを特徴とする画像形成装置。
5. A heating element that generates heat by receiving electric power from a power source, a heat-resistant endless belt-shaped rotatable film that slides in contact with the heating element, and is pressed against the heating element via the film. A pressurizing member that forms a nip and rotates at a predetermined speed, and heats and heats the recording medium that is conveyed from a predetermined position in the image forming apparatus and carries an image by being nipped and conveyed by the film and the pressurizing member at the nip. An image forming apparatus including a heating device for pressing, wherein the heating device controls temperature from a power supply to the heating member so that the temperature detected by the temperature detection device reaches a target temperature. And a controller configured to perform a heating element temperature rising time prediction method according to any one of claims 1 to 3, wherein the heating apparatus controls the heating element from the start of heating to the target temperature. Heating time length Image forming, wherein the conveyance start time of the recording medium can be determined so that the leading end in the conveyance direction of the recording medium enters the nip in synchronization with the arrival of the target temperature based on the predicted heating time length. apparatus.
【請求項6】 記録媒体の搬送開始時刻は、予測された
加熱体の加熱開始から目標温度到達までの加熱時間長さ
をt3、上記加熱開始から記録媒体の搬送方向先端がニ
ップに突入するまでの搬送時間長さをt4、加圧体が一
回転するのに要する時間長さをt5としたときに、t3
−t5<t4<t3を満たすよう決定可能であることと
する請求項5に記載の画像形成装置。
6. The recording medium conveyance start time is a predicted heating time length from the start of heating of the heating element to the arrival of the target temperature at t3, and the time from the start of the heating until the leading end of the recording medium in the conveyance direction enters the nip. When the length of time required for the pressurizing body to make one rotation is t4, the length of the transport time of
The image forming apparatus according to claim 5, wherein the image forming apparatus can be determined to satisfy −t5 <t4 <t3.
【請求項7】 目標温度は、予測された加熱体の加熱開
始から目標温度到達までの加熱時間長さが所定の加熱時
間長さ以上である場合に、上記目標温度より高く再設定
され、記録媒体の搬送開始時刻は、再設定された目標温
度にて加熱時間長さt3を再予測して決定可能であるこ
ととすることとする請求項4又は請求項6に記載の画像
形成装置。
7. The target temperature is reset to be higher than the target temperature when the predicted heating time from the start of heating of the heating element to the arrival of the target temperature is equal to or longer than a predetermined heating time. 7. The image forming apparatus according to claim 4, wherein the transport start time of the medium can be determined by re-estimating the heating time length t3 at the reset target temperature.
【請求項8】 加圧体は、弾性層を有し、該弾性層の熱
伝導率が4.1868×10-2W/(m・K)以下であ
ることとする請求項4乃至請求項7のいずれか一項に記
載の画像形成装置。
8. The pressure body has an elastic layer, and the thermal conductivity of the elastic layer is 4.1868 × 10 −2 W / (m · K) or less. 8. The image forming apparatus according to claim 7.
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