JP3102136B2

JP3102136B2 - 加熱装置

Info

Publication number: JP3102136B2
Application number: JP04118393A
Authority: JP
Inventors: 洋二友行; 康正大塚; 幸一奥田; 敏生善本; 英信鈴木; 朋子南部; 大三福沢
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1992-04-10
Filing date: 1992-04-10
Publication date: 2000-10-23
Anticipated expiration: 2015-10-23
Also published as: JPH05289562A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、加熱体に耐熱性フィル
ムを接触摺動させ、該フィルムの加熱体とは反対側の面
に被加熱材を密着させて該フィルムと共に加熱体位置を
通過させて加熱体から該フィルムを介して被加熱材に熱
エネルギーを付与する、フィルム加熱方式の加熱装置に
関する。

【０００２】また、加熱体と、該加熱体の温度を検知す
る温度検知部材を有し、温度検知部材の検知温度が所定
温度に一定に維持されるように加熱体へ通電する加熱装
置に関する。

【０００３】

【従来の技術】上記のようなフィルム加熱方式の加熱装
置は本出願人の先の提案に係る特開昭63-313182号公報
・特開平2-157878号公報等で知られており、電子写真複
写機・プリンタ・ファックス等の画像形成装置における
画像加熱定着装置、すなわち電子写真・静電記録・磁気
記録等の画像形成プロセス手段により加熱溶融性の樹脂
等より成る顕画剤（トナー）を用いて記録材（エレクト
ロファックスシート・静電記録シート・転写材シート・
印刷紙など）の面に直接方式もしくは間接（転写）方式
で形成した、目的の画像情報に対応した未定着顕画剤像
を該画像を担持している記録材に固着画像として加熱定
着処理する画像加熱定着装置として活用できる。

【０００４】また、例えば、画像を担持した記録材を加
熱してつや等の表面性を改質する装置や仮定着処理する
装置等として使用できる。

【０００５】より具体的には、薄肉の耐熱性フィルム
（シート）と、該フィルムの移動駆動手段と、該フィル
ムを中にしてその一方面側に固定支持して配置された加
熱体（ヒータ）と、他方面側に該加熱体に対向して配置
され該加熱体に対して該フィルムを介して画像定着する
べき記録材の顕画剤像担持面を密着させる加圧部材を有
し、該フィルムは少なくとも画像定着実行時は該フィル
ムと加圧部材との間に搬送導入される画像定着すべき記
録材と順方向に同一速度で走行移動させて該走行移動フ
ィルムを挟んで加熱体と加圧部材との圧接で形成される
定着部としての定着ニップ部を通過させることにより該
記録材の顕画剤像担持面を該フィルムを介して該加熱体
で加熱して未定着顕画剤像（未定着トナー像）に熱エネ
ルギーを付与して軟化・溶融せしめ、次いで定着部通過
後のフィルムと記録材を分離点で離間させることを基本
とするフィルム加熱方式の画像加熱定着装置である。

【０００６】図３１にその具体的一例の概略構成を示し
た。図３２は加熱体の途中省略・一部切り欠き平面模型
図と通電制御系のブロック図である。

【０００７】１はエンドレスベルト状の耐熱性フィルム
（定着フィルム）であり、互いに略並行に配設した駆動
ローラ１１と、テンションローラを兼ねる従動ローラ１
２と、加熱体（ヒータ）２の３部材間に懸回張設させて
ある。

【０００８】フィルム１は、熱容量を小さくしてクイッ
クスタート性を向上させるために、フィルムの膜厚は総
厚１００μｍ以下、好ましくは４０μｍ以下２０μｍ以
上の耐熱性・離型性・強度・耐久性等のあるＰＴＦＥ，
ＰＦＡ，ＰＰＳ等の単層フィルム、あるいはポリイミ
ド，ポリアミドイミド，ＰＥＥＫ，ＰＥＳ等のフィルム
の表面にＰＴＦＥ，ＰＦＡ，ＦＥＰ等を離型層としてコ
ーティングした複合層フィルム等である。

【０００９】１３は加熱体２を断熱支持させたヒータホ
ルダ、１０は加熱体２との間にフィルム１を挟んでフィ
ルムを加熱体２の面に総圧４〜１５ｋｇで圧接するシリ
コンゴム等の離型性のよいゴム弾性層を有する加圧ロー
ラである。

【００１０】フィルム１は駆動ローラ１１の回転によ
り、少なくとも画像定着実行時は矢示の時計方向に加熱
体２面に密着して該加熱体面を摺動しながら所定の周速
度、即ち不図示の画像形成部（Ａ）側から搬送されてく
る未定着トナー画像Ｔを担持した記録材Ｐの搬送速度と
略同じ周速度でシワなく回転駆動される。

【００１１】加熱体２は後述するように電力供給により
発熱する発熱源としての通電発熱体（抵抗発熱体）４を
含み、該通電発熱体４の発熱により昇温する。

【００１２】通電発熱体４に対する電力供給により加熱
体２が加熱され、またフィルム１が回転駆動されている
状態において、加熱体２と加圧ローラ１０との圧接部Ｎ
（定着ニップ部）の、フィルム１と加圧ローラ１０との
間に記録材Ｐが導入されることで、該記録材Ｐがフィル
ム１に密着してフィルムと一緒の重なり状態で定着ニッ
プ部Ｎを通過していく。

【００１３】この記録材Ｐの定着ニップ部通過過程で加
熱体２からフィルム１を介して記録材Ｐに熱エネルギー
が付与されて記録材Ｐ上の未定着トナー画像Ｔが加熱溶
融定着される。記録材Ｐは定着ニップ部通過後フィルム
１から分離して排出されていく。

【００１４】本例の加熱体２は、ａ．フィルム１の移動方向に略直交する方向を長手とす
る、Ａｌ₂ Ｏ₃ （アルミナ），ＡｌＮ，ＳｉＣ等の電気
絶縁性・耐熱性・低熱容量の細長のセラミック基板３
と、ｂ．この基板３の一方面側（表面側）の基板幅方向中央
部に基板長手に沿って、線状あるいは帯状に形成した、
発熱源としての銀パラジウム（Ａｇ／Ｐｄ），ＲｕＯ
₂ ，Ｔａ₂ Ｎ等の通電発熱体４と、ｃ．この通電発熱体４の両端部にそれぞれ導通させて基
板面に形成した給電電極５・６と、ｄ．基板３の通電発熱体形成面を被覆させた表面保護層
としてのガラス等の電気絶縁性オーバーコート層７と、ｅ．基板３の他方面側（背面側）にそれぞれ接触させて
設けたサーミスタ等の温度検知部材８、及び安全対策用
温度検知素子（サーマルプロテクタ）としての温度ヒュ
ーズ９等よりなる。

【００１５】加熱体２のオーバーコート層７側がフィル
ム接触摺動面側であり、この面側を外部露呈させて加熱
体２を断熱性のヒーターホルダ１３を介して不図示の支
持部に固定支持させてある。

【００１６】加熱体２は通電発熱体４の両端給電電極５
・６間に交流電源２０より電圧が印加され、該通電発熱
体４が発熱することで昇温する。

【００１７】加熱体２の温度は基板背面の温度検知部材
８で検出されてその検出情報が通電制御回路１５へフィ
ードバックされて交流電源２０から通電発熱体４への通
電が制御されることで定着実行時に温度検知部材８で検
出される加熱体２の温度が所定の温度（定着温度）にな
るように温調制御される。

【００１８】加熱体２の温調制御は通電発熱体４に対す
る印加電圧または電流をコントロールするか、通電時間
をコントロールする方法が採られている。通電時間をコ
ントロールする方法には、電源波形の半波ごとに、通電
する、通電しない、を制御するゼロクロス波数制御、電
源波形の半波ごとに通電する位相角を制御する位相制御
がある。

【００１９】即ち、温度検知部材８の出力をＡ／Ｄ交換
しＣＰＵに取り込み、その情報をもとにトライアックに
より通電発熱体４に通電するＡＣ電圧を位相制御あるい
は波数制御等のパルス幅変調をかけ温度検知部材８によ
る加熱体の検知温度が一定となるように通電発熱体４へ
の通電を制御している。

【００２０】温度検知部材は被加熱材としての記録材に
ついて大小どのようなサイズの記録材が通紙されても、
加熱体の通紙部は一定温度となるように、常に通紙領域
にあたる位置に配置されている。

【００２１】温度ヒューズ９は通電発熱体４に対する通
電路に直列に接続して加熱体２の基板３の背面に接触さ
せて配設してあり、通電発熱体４の通電制御が不能の事
態を生じて加熱体２が異常昇温（加熱体の暴走）する
と、該温度ヒューズ９が作動して通電発熱体４への通電
回路が解放され通電発熱体に対する通電がオフされる。

【００２２】上記のようなフィルム加熱方式の装置は、
加熱体２として体熱容量のものを用いることができるた
め、従来の熱ローラ方式等の加熱装置に比べウエイトタ
イム短縮化（クイックスタート性）が可能となり、また
クイックスタートが可能となるため、使用していない時
の予熱が必要なくなり、総合的な意味での省電力化もは
かれる。その他、他の加熱方式の装置の種々の欠点を解
決できる等の利点を有し、効果的なものである。

【００２３】図３３は他のフィルム加熱方式の画像加熱
定着装置である。この装置は半円弧状のフィルムガイド
部材（スティ）１４の外面中央部に形成した加熱体収容
凹部に加熱体２を嵌め入れて取付け、このフィルムガイ
ド部材１４に円筒状の耐熱性フィルム１を外嵌し、加熱
体２との間にフィルム１を挟ませて加圧ローラ１０を加
熱体２に圧接させてある。

【００２４】エンドレスのフィルム１の内周長と加熱体
２を含むフィルムガイド部材１４の外周長はフィルム１
の方を例えば３ｍｍ程大きくしてあり、従ってフィルム
１は加熱体２を含むフィルムガイド部材１４に対して周
長が余裕をもってルーズに外嵌している。

【００２５】加圧ローラ１０を駆動ローラとして矢示の
反時計方向に回転駆動することで該ローラとの摩擦力で
円筒状フイルム１が加熱体２面に密着して摺動しながら
回転駆動される。

【００２６】この装置の場合も加熱体２と加圧ローラ１
０との定着ニップ部Ｎのフィルム１と加圧ローラ１０と
の間に記録材Ｐを導入し通過させることにより加熱体２
からフィルム１を介して記録材Ｐに熱エネルギーが付与
されて記録材Ｐ上の未定着トナー画像Ｔが加熱溶融定着
される。加熱体２の構成、通電制御は図３１・図３２の
ものと同様である。

【００２７】フィルム１はロール巻の長尺フィルムに
し、これを繰り出させて加熱体２面に密着走行させる構
成することもできる。

【００２８】

【発明が解決しようとする課題】上記例のような加熱装
置においては下記のような問題点がある。

【００２９】（Ａ）前記したように加熱体２の温度検知
部材８は被加熱材としての記録材（紙）について大小ど
のようなサイズの記録材が通紙されても、常に通紙領域
にあたる位置に配設して常に加熱体の検知温度を一定に
制御するように加熱体２の通電発熱体４に通電している
ため、Ｂ５紙・封筒・ハガキのような小サイズの紙を連
続通紙すると通紙領域と非通紙領域において温度差が８
０ｄｅｇ以上になる（加熱体の非通紙領域過昇温現
象）。

【００３０】このため加圧部材としての加圧ローラ１０
の通紙領域部と非通紙領域部とでの熱膨張による外径差
は数百μｍにもなり、続いてそれ等小サイズ紙より大サ
イズである例えばＡ４サイズ紙を通紙すると紙シワが発
生するという問題があった。

【００３１】また、このような状態を長時間続けると、
加圧ローラ１０やフィルム１が熱劣化を起こし、部品の
寿命を短くしたり、最悪のケースでは装置が破損すると
いう問題があった。

【００３２】この問題の解決方法として加熱体の発熱パ
ターン（通電発熱体パターン）を複数個設け、通紙され
る記録材サイズに合わせてその領域だけ通電する方法等
が考えられるが、装置や制御方法が複雑になり、コスト
アップにつながるという欠点がある。

【００３３】また、連続的に通紙される記録材と記録材
との間（紙間）に一定時間（一般的には２〜３ｓｅｃ）
の加熱体非通電状態をつくることで加熱体の非通紙領域
の温度を下げ、上記問題を解決する方法も考えられる。

【００３４】しかし、この種の加熱装置の加熱体２は非
常に熱容量が小さいため、加圧ローラ１０等の接触部品
が冷えていると加熱体２からすぐ熱が逃げてゆく。逆に
あたたまっていると加熱体２からの熱の逃げは少なくな
るため、これら２者では加熱体２の表面温度の下降スピ
ードが極端に違い、一定時間非通電にする方式では例え
ば装置が冷えているときに合わせて０．５ｓｅｃぐらい
の紙間（紙間３ｓｅｃ）の非通電時間を決定すると、加
熱体の非通紙領域の温度を下げる効果が少なくなるとい
う欠点がある。逆に装置があたたまっているときに合わ
せて２．５ｓｅｃの紙間の非通電時間を決定すると、連
続通紙時の２枚目、３枚目では定着に必要な温度まで上
昇してこないため、定着不良画像になるという欠点があ
る。

【００３５】本発明は上述の問題、即ち小サイズの被加
熱材の連続通紙時における加熱体の非通紙領域の過昇温
現象を抑えると共に、加熱装置としての画像加熱定着装
置が冷えている状態でも良好な画像定着性を確保するこ
とを目的とする。

【００３６】（Ｂ）図３４はプリント時の加熱体温度、
フィルム温度、加圧ローラ表面温度の時間変化を示す模
式図である。

【００３７】加熱体２１はプリント開始と共に２００℃
に一定温調される。一方、加圧ローラ１０は熱容量が大
きいため、徐々に表面温度が上昇してゆく。このときフ
ィルム温度も加熱体温度と加圧ローラ表面温度の中間値
をとりながら徐々に上昇しその変化量は、加圧ローラそ
の他の部品に熱をうばわれる通紙１枚目と、これらがあ
たたまってきた通紙８枚目付近とでは５０〜６０ｄｅｇ
もの差になる。

【００３８】このフィルム温度がβ℃以下になると定着
不良となり、α℃以上になると高温オフセットを発生す
る。

【００３９】このようなフィルムの温度差があるとフィ
ルム温度で定着不良と高温オフセット（現像剤のフィル
ムへの転移）を両立できるαとβ（一般的には、約３０
ｄｅｇ）の間に全ての通紙モード（例えば低温環境下で
の通紙１枚目と、連続で通紙したときの５０枚目）で入
れることはむずかしい。そこで紙間等で加熱体に強制的
に非通電によるタイミングあるいは一定電力を供給する
タイミングを設け、この温度変化に基づき加熱体表面の
温調温度を変更し、どのようなモードでもフィルム温度
を一定に制御する方法を用いて定着不良と高温オフセッ
トを両立している。

【００４０】しかしながら加熱体の非通電時間と、次の
加熱体温調温度を決定するための加熱体温度下降時間を
同一にしているため、何らかの都合で加熱体の非通電時
間の方が短くなってしまった場合、例えば０．５ｓｅｃ
後の下降速度を見る場合、加熱体表面上の温度は熱容量
が小さいため短い時間でも温度上昇は大きく図３５のよ
うな動きを示し、加熱体下降速度はおそいと判断して加
熱体表面の温調温度を下げてしまい、定着不良画像が発
生するおそれがある。

【００４１】また紙間において温調モード（紙間低温温
調）を設け、その温度に決められた時間（０．５ｓｅ
ｃ）に下降するかどうかで次の温度を決定するような場
合でも図３６のように０．５ｓｅｃまでにこの紙間低温
温調に入っているにもかかわらず加熱体上に温度リップ
ルが生じるため０．５ｓｅｃ後のとき温調温度よりも高
い温度にあり装置全体があたたまっていると判断し加熱
体温調温度を下げてしまい、前記と同様定着不良画像を
出す可能性がある。

【００４２】また加圧ローラ１０が冷えていると図３７
のように加熱体の温度が下がりすぎて次の紙に対して充
分上昇できないことがある。

【００４３】定着不良を防止するためにフィルム温度を
通紙１枚目でβ℃（図３４）以上となる様に加熱体温度
を設定すると、装置が暖まってきて通紙７枚目以降で高
温オフセットを発生し、逆に通紙７枚目以降の高温オフ
セットを防止するために加熱体温度を下げると装置の冷
えている通紙１枚目で定着不良を起こしてしまう。

【００４４】この問題に対して従来より、連続プリント
時にプリント枚数に応じて、加熱体温度を下げるなどの
考案がなされているが、この場合でも、装置がどの程度
暖まっているかによってフィルム温度を一定とするため
の通紙１枚目の加熱体温度や加熱体温度を下げる枚数の
適正値が異なるため各場合に応じて操作を変更する必要
があり、制御が複雑になっている。

【００４５】例えば２分間隔で連続１０枚通紙した場
合、あるいは３分間隔、１０分間隔で通紙された時、さ
らには連続５枚、５０枚とその場合の組み合わせは無限
にあり、すべての場合を考えて加熱体温度の操作を行う
事は不可能に近い。

【００４６】本発明は上述の問題、即ち加熱体の温度変
更に対しての制御の誤検知をなくして、どのようなモー
ドで装置を使用してもフィルムの温度を一定にでき、加
熱装置としての画像加熱定着装置の定着不良や高温オフ
セットを防止することを目的とする。

【００４７】

【００４８】

【００４９】

【００５０】

【００５１】

【００５２】

【００５３】

【００５４】

【００５５】

【００５６】

【００５７】

【００５８】

【００５９】

【００６０】

【００６１】

【課題を解決するための手段】本発明は下記の構成を特
徴とする加熱装置である。

【００６２】（１）加熱体と、加熱体と摺動する耐熱性
フィルムと、加熱体への通電を制御する通電制御手段
と、を有し、該フィルムの加熱体とは反対側の面に被加
熱材を密着させて該フィルムと共に加熱体位置を通過さ
せて加熱体から該フィルムを介して被加熱材に熱エネル
ギーを付与し、複数枚の被加熱材を連続して加熱する際
は被加熱材間で加熱体の発熱を停止あるいは減少させる
時間を設ける加熱装置において、搬送される被加熱材の
枚数をカウントするカウンタを有し、被加熱材を連続し
て搬送する際、上記通電制御手段は、カウンタのカウン
ト値に応じて被加熱材間での加熱体の発熱を停止あるい
は減少させる時間を設定することを特徴とする加熱装
置。

【００６３】

【００６４】

【００６５】（２）加熱体と、加熱体と摺動する耐熱
性フィルムと、加熱体への通電を制御する通電制御手段
と、を有し、該フィルムの加熱体とは反対側の面に被加
熱材を密着させて該フィルムと共に加熱体位置を通過さ
せて加熱体から該フィルムを介して被加熱材に熱エネル
ギーを付与し、複数枚の被加熱材を連続して加熱する際
は被加熱材間で加熱体の発熱を停止あるいは減少させる
時間を設ける加熱装置において、被加熱材を連続して搬
送する際、上記通電制御手段は、被加熱材間での加熱体
の温度降下速度に応じて次の被加熱材間での加熱体の発
熱を停止あるいは減少させる時間を設定することを特徴
とする加熱装置。

【００６６】（３）加熱体と、加熱体と摺動する耐熱性
フィルムと、加熱体への通電を制御する通電制御手段
と、を有し、該フィルムの加熱体とは反対側の面に被加
熱材を密着させて該フィルムと共に加熱体位置を通過さ
せて加熱体から該フィルムを介して被加熱材に熱エネル
ギーを付与し、複数枚の被加熱材を連続して加熱する際
は被加熱材間で加熱体の発熱を停止あるいは減少させる
時間を設ける加熱装置において、加熱体を所定の温度に
維持するための電力を検知する手段を有し、上記通電制
御手段は、少なくとも１つの基準電力よりも検知電力が
高い場合と低い場合で加熱体の発熱を停止あるいは減少
させる時間を設定することを特徴とする加熱装置。

【００６７】（４）加熱体と、加熱体と摺動する耐熱性
フィルムと、加熱体への通電を制御する通電制御手段
と、を有し、該フィルムの加熱体とは反対側の面に被加
熱材を密着させて該フィルムと共に加熱体位置を通過さ
せて加熱体から該フィルムを介して被加熱材に熱エネル
ギーを付与し、複数枚の被加熱材を連続して加熱する際
は被加熱材間で加熱体の発熱を停止あるいは減少させる
時間を設ける加熱装置において、上記通電制御手段は、
加熱体位置に被加熱体が存在しない場合に加熱体の発熱
量を一時的に増加させ、その間の加熱体の温度上昇量に
基づいてその後の発熱停止あるいは減少させる時間を設
定することを特徴とする加熱装置。

【００６８】（５）加熱体と、加熱体と摺動する耐熱性
フィルムと、加熱体への通電を制御する通電制御手段
と、を有し、該フィルムの加熱体とは反対側の面に被加
熱材を密着させて該フィルムと共に加熱体位置を通過さ
せて加熱体から該フィルムを介して被加熱材に熱エネル
ギーを付与し、複数枚の被加熱材を連続して加熱する際
は被加熱材間で加熱体の発熱を停止あるいは減少させる
時間を設ける加熱装置において、上記通電制御手段は、
加熱体の発熱を停止あるいは減少させた後に再度加熱す
る際の温度上昇速度に応じてその次の被加熱体間の加熱
体の発熱停止あるいは減少させる時間を設定することを
特徴とする加熱装置。

【００６９】（６）加熱体の発熱を停止あるいは減少さ
せる時間を設ける制御は、被加熱材のサイズが所定サイ
ズより小さいときに行われることを特徴とする（１）乃
至（5）の何れかに記載の加熱装置。

【００７０】（７）加熱装置が、未定着画像を担持させ
た記録材を加熱して像定着する画像加熱定着装置である
ことを特徴とする（１）乃至（５）の何れかに記載の加
熱装置。

【００７１】

【００７２】

【００７３】

【００７４】（８）加熱体に耐熱性フィルムを接触摺動
させ、該フィルムの加熱体とは反対側の面に被加熱材を
密着させて該フィルムと共に加熱体位置を通過させて加
熱体から該フィルムを介して被加熱材に熱エネルギーを
付与する加熱装置において、加熱体の温度検知手段と、
該温度検知手段の検知温度が一定の温度Ｔ₁に維持され
るよう加熱体へ通電する手段を持ち、上記被加熱材が加
熱体位置に存在しないときに前記温度Ｔ₁より低い温度
Ｔ´に加熱体を制御すると共に、温度Ｔ₁から温度Ｔ´
へ制御を切り換えたときから所定の時間内に温度Ｔ´に
達した場合に次の被加熱体に対する加熱体の制御温度は
Ｔ₁とし、所定の時間内に達しない場合には次の被加熱
体に対する加熱体の制御温度を温度Ｔ₁より低い温度Ｔ₂
とすることを特徴とする加熱装置。

【００７５】（９）加熱体に耐熱性フィルムを接触摺動
させ、該フィルムの加熱体とは反対側の面に被加熱材を
密着させて該フィルムと共に加熱体位置を通過させて加
熱体から該フィルムを介して被加熱材に熱エネルギーを
付与する加熱装置において、加熱体の温度検知手段と、
該温度検知手段の検知温度が一定の温度Ｔ₁に維持され
るよう加熱体へ通電する手段を持ち、上記被加熱材が加
熱体位置に存在しないときに前記温度Ｔ₁より低い温度
Ｔ´に加熱体を制御すると共に制御温度Ｔ´に達したと
きから予め定められた必ず制御温度に達しているときま
での時間ｔを計測し、該時間ｔが所定の時間より長い場
合に次の被加熱材に対する加熱体の制御温度を温度Ｔ₁
より低い温度Ｔ₂とし、時間ｔが所定の時間以下の場合
には次の被加熱材に対する加熱体の制御温度をＴ₁に制
御することを特徴とする加熱装置。

【００７６】（１０）加熱装置が、未定着画像を担持さ
せた記録材を加熱して像定着する画像加熱定着装置であ
ることを特徴とする（８）又は（９）に記載の加熱装
置。

【００７７】（１１）加熱体に耐熱性フィルムを接触摺
動させ、該フィルムの加熱体とは反対側の面に被加熱材
を密着させて該フィルムと共に加熱体位置を通過させて
加熱体から該フィルムを介して被加熱材に熱エネルギー
を付与する加熱装置において、被加熱体が加熱装置の加
熱領域を通過していないときに加熱体への電力供給をＨ
ｉｇｈとＬｏｗの２値で制御し、このときの加熱体の温
度リップルを基に次に加熱領域に入る被加熱材に対する
加熱体の制御温度を決定することを特徴とする加熱装
置。

【００７８】（１２）加熱体に耐熱性フィルムを接触摺
動させ、該フィルムの加熱体とは反対側の面に被加熱材
を密着させて該フィルムと共に加熱体位置を通過させて
加熱体から該フィルムを介して被加熱材に熱エネルギー
を付与する加熱装置において、被加熱体が加熱装置の加
熱領域を通過していないときに加熱体への電力供給をＨ
ｉｇｈとＬｏｗの２値で制御し、このＨｉｇｈ時又はＬ
ｏｗ時の温度変化率を基に次に加熱領域に入る被加熱材
に対する加熱体の制御温度を決定することを特徴とする
加熱装置。

【００７９】（１３）加熱体に耐熱性フィルムを接触摺
動させ、該フィルムの加熱体とは反対側の面に被加熱材
を密着させて該フィルムと共に加熱体位置を通過させて
加熱体から該フィルムを介して被加熱材に熱エネルギー
を付与する加熱装置において、被加熱体が加熱装置の加
熱領域を通過していないときに加熱体への電力供給をＨ
ｉｇｈとＬｏｗの２値で制御し、この時の加熱体の温度
リップルのピークまたはボトムを基に次に加熱領域に入
る被加熱材に対する加熱体の制御温度を決定することを
特徴とする加熱装置。

【００８０】（１４）加熱装置が、未定着画像を担持さ
せた記録材を加熱して像定着する画像加熱定着装置であ
ることを特徴とする（１１）又は（１３）に記載の加熱
装置。

【００８１】

【００８２】

【００８３】

【００８４】

【作用】．加熱体への通電状態を制御する手段を有する加熱装
置において、被加熱体の連続通紙の紙間のような非通紙
時に加熱体への通電をストップする非通電状態をつく
り、この非通電時間を連続通紙時間や、温調温度を維持
するために必要な入力電力や、加熱体への通電をストッ
プにした後の加熱体の降温スピードや被加熱体サイズの
信号等の情報に応じて変化させることにより、小サイズ
紙の連続通紙時における加熱体の非通紙領域の温度上昇
をおさえると共に、画像加熱定着装置にあっては装置が
冷えている状態でのトナー像の定着性を確保でき、これ
によって安価で高性能の定着システムを構成できる。

【００８５】．加熱体への通電を強制的にストップし
加熱体表面の下降速度をみて、あるいは一定電力を供給
しその上昇速度をみて、次の被加熱材がくるときの加熱
体表面の温調温度を決定する温度制御方法において、加
熱体の通電をストップするあるいは一定電力を供給する
時間の方が加熱体表面の下降速度あるいは上昇速度を検
知する時間よりも長くすることにより、制御の誤検知を
なくし、どのようなモードで装置を使用してもフィルム
の温度を一定にでき、画像加熱定着装置にあっては定着
不良・高温オフセットを防止することができる。

【００８６】．紙間における加熱体の制御温度を被加
熱材が加熱領域を通過中に制御する温度より低くし、紙
間の制御温度まで所定の時間以内に下った場合には制御
シーケンスにおいてＦｌａｇを立てて、このＦｌａｇが
立っている場合はフィルム等装置全体が冷えているため
次の紙に対する制御温度は前の紙と同じにし、Ｆｌａｇ
が立っていない場合には加熱体の制御温度を下げること
で、画像加熱定着装置にあってはオフセットと定着不良
の発生を防止することができる。

【００８７】．加熱体に通電時に検知された温度変
化、または被通電時に検知された温度変化に基づき、加
熱体の温度を変更する事により、どの様なタイミングで
装置を使用しようともフィルム温度を一定とし、画像加
熱定着装置にあっては定着不良・高温オフセットを防止
することができる。

【００８８】

【００８９】

【実施例】〈実施例１〉（図１〜図４）本実施例は前記特許請求の範囲の請求項１乃至同７に記
載の構成を特徴とする加熱装置についての実施例であ
り、小サイズの被加熱材の連続通紙時における加熱体の
非通紙領域の過昇温を抑えると共に、装置が冷えている
状態でも良好な画像定着性を確保したものである。

【００９０】（１）例１図１は本例の加熱装置の加熱体の途中省略・一部切り欠
き平面図と加熱体表面温度を制御するためのブロック図
である。本加熱装置は前述図３１と同様のフィルム加熱
方式の画像加熱定着装置であり、レーザービームプリン
タの定着装置である。

【００９１】加熱体２の構成も前述図３２と同様であ
り、基板３は厚さ１ｍｍの良熱伝導性のセラミックであ
り、通電発熱体４の抵抗値は３４Ωである。温度検知部
材８はサーミスタであり、常に通紙領域となる位置に設
けてある。

【００９２】サーミスタ８の出力信号はＡ／Ｄコンバー
タ３１を介してＣＰＵ３２に入力される。ＣＰＵ３２は
この入力信号に基づき、ＡＣドライバ３３を介して電源
２０から通電発熱体４への通電電力制御する。通紙中は
加熱体２の表面を１８０℃になるように温調制御してい
る。

【００９３】本例ではＡ４サイズ毎分４枚の出力が可能
なようにプロセススピードを２４ｍｍ／ｓｅｃとし、連
続通紙時の紙間は５７ｍｍ、約２．４ｓｅｃとした。こ
のとき紙間の加熱体２への非通電時間の割合を変化させ
る方法として本例では連続通紙の枚数つまり通紙時間を
ＣＰＵ３２で記憶させることにより行なった。

【００９４】具体的には図２のように最初の通紙５枚目
までは加熱体への通電を、０．５ｓｅｃはオフし、その
後１．９ｓｅｃで１８０℃に立ち上げた。このとき、加
熱体２へ与える電力は通紙１枚前の後端部で１８０℃に
温調するのに必要な電力を計測しておき、その電力を加
えて再度１８０℃になるようにした。

【００９５】これはこの状態の時に１８０℃を維持する
のに最適電力を入力しないと、これ以上の電力ではオー
バーシュートが大きくなり、高温オフセットが生じる。
またこれ以下では１８０℃まで立ち上がらないため定着
不良画像になるためである。次の通紙５〜１０枚は通電
を１．２ｓｅｃはオフし、１．２ｓｅｃで１８０℃にた
ち上げた。このときも加熱体へ与える電力は通紙１枚前
の後端部で１８０℃に温調するのに必要な電力を計測し
ておき、その電力で加熱して１８０℃になるようにし
た。通紙１０枚目以降は通電を２．０ｓｅｃ間オフし、
０．４ｓｅｃで１８０℃に立ち上げた。

【００９６】このような制御方法を用いて従来制御と比
較しながら封筒サイズの紙を連続して通紙してみた。従
来のように紙間も１８０℃に温調しているものでは加熱
体の非通紙領域の表面温度は時間とともに図３の様に変
わってゆき通紙４０枚目には２５０℃にもなり、この状
態でＡ４紙を通紙すると、加熱体の通紙領域と非通紙領
域の境目に対応する加圧ローラ部分に熱膨張差による段
差が生じていることが原因で紙シワが発生した。

【００９７】加圧ローラ１０としては耐熱性にすぐれた
シリコーンゴムローラを使用しているが、連続使用温度
として可能なのは２３０℃以下であり、長時間この状態
をつづけているとシリコーンゴムは熱劣化をおこし破損
した。

【００９８】本例の制御方法では加熱体２の非通紙領域
温度は図４（通紙時の温度をプロット）のようになり、
通紙７枚目でも加熱体表面温度は２１０℃でおさまっ
た。これは先にのべたように非通電状態を設け、加圧ロ
ーラ等の部品があたたまってくると、この非通電時間を
長くしてできるだけ紙間で加熱体を冷やしたためであ
る。

【００９９】つまり本例のように通紙１０枚目以降２ｓ
ｅｃの非通電状態を設けると、加熱体の非通紙領域の温
度はこの間に表面で約２０〜３０ｄｅｇの温度降下があ
り、通紙時と非通紙時で温度上昇と下降を繰り返すこと
になり、結果として加熱体の非通紙領域の温度上昇をお
さえる効果が生じることになる。

【０１００】このようにすることで従来発生していた紙
シワや加圧ローラの熱劣化はなくなり、耐久性にすぐれ
た新しい定着システムを構成することができた。

【０１０１】本例では記録材の間て加熱体への通電をＯ
Ｎ／ＯＦＦしていたが、例えば記録材のトナー画像域の
後端で通電をＯＦＦしても良く、また加熱体の昇温が速
いならば記録材の先端から画像領域迄の間で加熱しても
良いことは言うまでもない。

【０１０２】また加熱体の昇温速度が低く、かつ放熱が
速い場合には加熱体の発熱を止めると温度低下が大きす
ぎて次の記録材が定着ニップ部Ｎに到達するまでの定着
温度まで加熱できない場合が考えられる。そのような場
合には加熱体への通電を完全にＯＦＦするのでなく、通
電電圧を下げるかまたはパルス通電のデューティーを下
げて発熱量を減少させる方法を用いることが可能であ
る。

【０１０３】（２）例２上記（１）の例では紙間の非通電時間を変化させる情報
として通紙枚数をカウントし、その枚数毎に切り換えを
行なったが、本例では記録紙が定着ニップ部Ｎを通過し
た直後に加熱体への通電をストップし、その加熱体表面
の温度の降下速度を検出し、その速度に応じて次に加熱
体へ通電を開始する時間を決定したものである。

【０１０４】つまり、下降速度の速いものは装置、例え
ば加圧ローラ等がまだ冷えており他に熱がうばわれやす
いため、この状態では速めに加熱体への通電を再開す
る。逆に下降速度の遅いものは、熱が他の部材へにげに
くくなっており装置がすでにあたたまっているため、こ
の状態では非通電時間はできるだけ長くし、非通紙領域
の温度上昇を防ぐようにしたものである。

【０１０５】具体的な方法として本例では温調温度が１
８０℃から１７５℃なるまでの下降時間を検出し、この
時間が１００ｍｓｅｃ以下は非通電時間を０．４ｓｅ
ｃ、１００〜３００ｍｓｅｃは非通電時間を１．２ｓｅ
ｃ、３００ｍｓｅｃ以上は非通電時間２ｓｅｃと３つに
分けた。次に１８０℃まて立ち上げる方法は前記（１）
の例と同様である。

【０１０６】このようにすることで前記（１）の例と同
様に加熱体の非通紙領域の温度上昇は図４のように押え
ることができた。また前記（１）の例は、一意的に通紙
枚数で切り換えたが、本例では装置の暖まり具合を反映
して切り換えているため、より環境適応性の高い制御と
なった。

【０１０７】以上では記録材が定着ニップ部Ｎを抜けた
直後に加熱体２への電力供給を減らして装置の暖まり具
合を測定するようにした。しかし逆に一定時間、例えば
０．３ｓｅｃ程度加熱を行なって昇温速度を計測しても
装置の暖まり具合を計測することができる。あるいは前
回の紙間で非通電時間からの昇温速度をもとに装置の暖
まり具合を判断して、紙間での非通電時間を変化させて
も良い。

【０１０８】さらには連続プリントの初期では熱量的に
は不足するので紙間で加熱しながら昇温速度で紙間を決
定し、途中から紙間で非通電ないし低電力状態で冷却し
ながら降温速度で紙間を決めるように組み合わせること
も可能である。

【０１０９】（３）例３本例は非通紙時の非通電時間を変化させていく情報とし
て加熱体を１８０℃に維持するのに必要な電力を検知し
て行なった。

【０１１０】これは前記（１）や（２）の例と同様に加
熱体の温度を１８０℃に維持するのに加圧ローラ材等が
冷えているとこれらに奪われる熱が大きいため約２００
Ｗぐらいの電力が必要となる。しかし連続通紙を行ない
加圧ローラ等があたたまってくると、これらに奪われる
熱量が少なくなり１８０℃に加熱体温度を維持するため
には約１００Ｗぐらいの電力でよくなる。

【０１１１】本例ではこのことに着目し、通紙中に１８
０℃に加熱体温度を維持するのに必要な電力を検知する
手段を設け、通紙時の入力電力に応じて次の非通紙時で
ある紙間の非通電時間を決定した。

【０１１２】具体的には加熱体温度を１８０℃に維持す
るのに、１８０Ｗ以上必要な場合は非通電時間を０．４
ｓｅｃ、１８０〜１３０Ｗのときは非通電時間を１．２
ｓｅｃ、１３０Ｗ以下のときには２ｓｅｃとした。次に
１８０℃まで立ち上げる方法は前記（１）の例と同様で
ある。

【０１１３】このようにすることで、加熱体の温度上昇
は前記（１）や（２）の例と同様に封筒を連続７枚通紙
しても約２１０℃に押えることができた。

【０１１４】（４）例４前記（１）〜（３）の例は紙サイズによらず、非通紙時
の非通電時間を変化させたが、これを小サイズ紙に限っ
て行なってもよい。例えば本実施例の説明に用いたレー
ザービームプリンタでは、最大通紙サイズはＬＴＲサイ
ズであるため、このサイズよりも小さいもの、例えばＢ
５紙や封筒等に限って前記（１）〜（３）の例を適用さ
せる。紙サイズを検知する方法としてはカセット給紙である場合、カセットからの紙サイズ信
号を検知して行なう給紙部分にセンサーを設け、このセンサーにより紙の
長さを検知しこの情報に基づき紙サイズを予測する等が挙げられるが、紙サイズがわかればどのような方法
を用いてもよい。

【０１１５】このように小サイズ紙を連続で通紙すると
判断された場合は例えば紙間をレターサイズより２ｓｅ
ｃ長くし、、レターサイズの紙間２〜４ｓｅｃに対して
小サイズ紙の紙間を４．４ｓｅｃとし、その中で非通電
時間を変化させるということが可能となる。これによっ
て小サイズ紙の紙間での冷却時間を長くとることが可能
となり、さらに非通紙昇温を減らすことができる。

【０１１６】こうすることにより、最大通紙サイズを通
紙する時はスループットを落とさずに小サイズ紙を通紙
するときだけ若干スループットは落ちるが非通紙部分の
温度上昇をより防ぐということができる。

【０１１７】本例では先に述べたように記録材が小サイ
ズであることを給紙のところに設けたセンサーで検知
し、小サイズ紙が通紙されるときは紙間と約１０６ｍ
ｍ、４．４ｓｅｃとして非通電時間の時間を変化させ
た。具体的には通紙１〜５枚までは１．０ｓｅｃ通電を
オフし、残り３．４ｓｅｃで１８０℃に立ち上げた。通
紙５〜１０枚は１．７ｓｅｃオフ、１．７オン、通紙１
０枚以降は３．８ｓｅｃオフ、０．６ｓｅｃオンで通電
制御を行なった。

【０１１８】こうするとさらに非通紙部の温度上昇は押
えられ７０枚通紙後は前記（１）〜（３）の例よりもさ
らに１０ｄｅｇ加熱体表面の温度は下がり、より安定し
た紙搬送が可能となった。

【０１１９】紙間の非通電時間を変化させる情報として
は前記（２）・（３）の例のように通電オフ時の下降速
度や１８０℃を維持するための電力を検知して行なって
も同様の効果が得られる。

【０１２０】以上の（１）〜（４）の例のように、Ｂ５
紙や封筒等の小サイズ紙を連続で通紙する場合、紙間に
おいて加熱体非通電状態をつくり、その非通電時間を装
置の状態により変化させることにより小サイズ紙通紙の
ときの加熱体の非通紙領域についての温度上昇をおさえ
ることができ、加熱体の非通紙領域過昇温による弊害を
除去できる。

【０１２１】〈参考例〉（図５〜図１４）本参考例は前記（Ｂ）の問題点、即ち加熱体の温度変更
に対しての制御の誤検知をなくして、どのようなモード
で装置を使用してもフィルムの温度を一定にでき、加熱
装置としての画像加熱定着装置の定着不良や高温オフセ
ットを防止したものである。

【０１２２】（１）例１加熱装置としての画像加熱定着装置の構成、加熱体の構
成は前述図３１・図１と同様である。

【０１２３】本例装置においては、まず加熱体立ち上げ
時、加熱体は５００Ｗ定電力によって立ち上げられる。
これは不図示のＡＣ電圧検知回路・通電発熱体抵抗検知
手段等の情報をもとに、位相制御、波数制御等のパルス
幅変調による電力制御手段により一定電力となるよう通
電されるためである。

【０１２４】本例ではｆ〜５０Ｈｚ、Ｖ_ac〜１００Ｖで
波数制御の基本波数を２０波とし、１４波−ＯＮ、６波
−ＯＦＦの条件で加熱体を立ち上げた。この時、装置全
体が冷えていれば加熱体２の上昇速度はゆるやかにな
り、逆に加圧ローラ１０やスティ１４等の装置全体が暖
まっていれば上昇速度は速くなる。よってこの速度を検
知することで装置の状態が推定でき、これらに応じて通
紙１枚目の加熱体設定温度を決めることで、通紙１枚目
のフィルムの温度を定着不良と高温オフセットのない領
域に設定できる。

【０１２５】次に、連続で記録紙をおくる場合について
説明する。これは図５に示すようなアルゴリズムにより
加熱体温度を設定する。即ち、．加熱体２は記録材Ｐが定着ニップ部Ｎを出ると同時
に０．６ｓｅｃ間強制的にオフにする．次に加熱体２がオフされている中で０〜０．５ｓｅ
ｃ間でどれだけ加熱体温度が下がるかを計測する．この計測から次の通紙のときの加熱体２の温調温度
を表１に従って決定する．次の記録材Ｐのための加熱体２の温調を開始する。

【０１２６】これは、加熱体オフ時間の中で下降速度を
検知しており従来のように両者を同じにしておくと誤検
知し、図６のようにまだ加熱体温度としては２１０°Ｃ
必要なのが２００°Ｃに切りかわってしまい、定着不良
画像を排出することがあったものが、図７のように誤検
知することなしに確実に表１にならって加熱体表面の温
度を設定するようになる。

【０１２７】こうすることで加熱体の温度下降速度を確
実に検知することができ、これらの情報により加圧ロー
ラ等の装置全体の状態が推定できるため、加熱体設定温
度を変えてゆくことでフィルム温度を図８のように一定
とすることができ、定着不良と高温オフセットを防止す
ことができる。

【０１２８】（２）例２上記（１）の例では加熱体２の下降速度を検出したが、
本例のように一定時間後の加熱体２の到達温度により加
熱体温調温度を変化させても同様の効果が得られる。

【０１２９】具体的には図９に示すアルゴリズムによっ
て加熱体温度を設定する。

【０１３０】．加熱体２は記録材が定着ニップ部Ｎを
出ると同時に１．７ｓｅｃ間オフする．次に１．５ｓｅｃ後に加熱体２が到達した温度を測
定する．この値から次の通紙する時の加熱体温調温度を表２
に従って決定する．次の記録材Ｐに対する加熱体２の温調を開始する。

【０１３１】このようにすることで、前記（１）の例と
同様に誤検知なしに加熱体温度を制御することができ、
結果としてフィルムの温度は一定になり、高温オフセッ
トと定着不良を防止することができる。

【０１３２】（３）例３前記（１）の例では加熱体２への通電をストップすると
同時に下降速度を検知しはじめたが、本例では、この下
降速度検知開始点も確実に加熱体２の通電をストップし
た後に行なうものである。すなわち図１０のようなアル
ゴリズムで次の加熱体の温調温度を決定する。

【０１３３】．加熱体２は記録材Ｐが定着ニップ部Ｎ
をぬけると０．７ｓｅｃ間強制的にオフする．次に加熱体２がオフされている間の０．１〜０．６
ｓｅｃ間でどれだけ加熱体温度が下がるかを計測する．この計測値から次の通紙のときの加熱体表面の温調
温度を表３に従って決定する．加熱体２の温調を開始する。

【０１３４】これは加熱体下降速度を見る上での図１１
のような測定開始時の後検知をなくしたものである。

【０１３５】こうすることで図１２のようにより加熱体
下降速度が記録材Ｐの搬送速度にばらつきが有って後端
が定着ニップ部Ｎをぬけるタイミングがばらついても正
確に測定でき、これらの情報により次の加熱体設定温度
を変えるゆくことで良好な定着画像を得ることができ
る。

【０１３６】（４）例４本例では紙間で温調モードを設け、その温度に決められ
た０．５ｓｅｃ時間に下降する場合についての方法につ
いて述べる。

【０１３７】これは、先にのべたように０．５ｓｅｃま
でに紙間の温調モードに入っているにもかかわらず温度
だけを検知して判断をしているため加熱体上の温度リッ
プルの関係上、０．５ｓｅｃ後に温調温度よりも高い温
度にあると装置があたたまっていると判断し加熱体の温
調温度を下げてしまう。

【０１３８】本例ではこのような誤検知をなくすため
に、図１３のようなアルゴリズムにより加熱体の温調温
度を決定する。．記録材Ｐが定着ニップ部Ｎをぬけると強制的に加熱
体２を１．７ｓｅｃオフする．加熱体オフしてから１．５ｓｅｃ後の到達温度を測
定する．この測定値により次の温調温度を表４に従って決定
する．紙間が長い時はこの温調温度よりも１５ｄｅｇ低い
ところに紙間温調モードを設ける．記録材Ｐが定着ニ
ップ部Ｎのところにくると通紙時の温調モードへ移る。

【０１３９】このようにすることで、加熱体表面の温度
は図１４のようになり、紙間に第２の温調モードを設け
ても、誤検知することなく加熱体の表面温調温度を変え
てゆくことができる。

【０１４０】（５）例５前記（１）〜（４）の例では紙間において加熱体を強制
的にオフしその下降温度変化を見たが、逆に紙間に一定
の電力を強制的にオンし、この中でオンした時間よりも
短い時間で上昇温度変化をみることによっても装置の状
態はわかり確実に加熱体２の次の通紙時における温調温
度が決定できる。

【０１４１】以上の（１）〜（５）の例のように、加熱
体２に一定電力を供給する、あるいは通電を強制的にス
トップする時間の方が加熱体２の温度変化をみる時間よ
りも長くすることにより加熱体２の温度を変更に対して
の誤検知をなくすることができるという効果がある。

【０１４２】〈実施例２〉（図１５〜図１８）本実施例は前記特許請求の範囲の請求項８乃至同１０に
記載の構成を特徴とする加熱装置についての実施例であ
り、前記参考例と同じく前記（Ｂ）の問題点、即ち加熱
体の温度変更に対しての制御の誤検知をなくして、どの
ようなモードで装置を使用してもフィルムの温度を一定
にでき、加熱装置としての画像加熱定着装置の定着不良
や高温オフセットを防止したものである。

【０１４３】（１）例１加熱装置としての画像加熱定着装置の構成、加熱体の構
成は前述図３１・図１と同様である。

【０１４４】前記実施例２の（１）の例と同様に、加熱
体２は５００Ｗ定電力によって立ち上げられる。本例で
はｆ〜５０Ｈｚ、Ｖ_ac〜１００Ｖで波数制御の基本波数
を２０波とし、１４波−ＯＮ、６波−ＯＦＦの条件で加
熱体２を立ち上げた。

【０１４５】この時、装置全体が冷えていれば加熱体の
上昇速度はゆるやかになり、逆に加圧ローラ１０やステ
ィ１４等の装置全体が暖まっていれば、上昇速度は速く
なる。よってこの速度を検知することで装置の状態が推
定でき、これらに応じて通紙１枚目の加熱体設定温度を
決めることで通紙１枚目フィルムの温度を定着不良と高
温オフセットのない領域に設定できることは前記実施例
２と同様である。

【０１４６】次に、連続で記録材Ｐをおくる場合につい
て説明する。これは図１５に示すようなアルゴリズムに
より加熱体温度を設定する。

【０１４７】で加熱体２は記録材Ｐが定着ニップ部Ｎ
を出ると同時に制御温度Ｔ₁ よりＴ′へ切り換える。
でタイマーをスタートさせる。で加熱体２の温度Ｔが
Ｔ′より高い場合はＮＯでへ行く。でタイマーがサ
ンプリング時間に達していなければへもどる。でＹ
ＥＳの場合にはでＦｌａｇを立てる。そしてで紙間
の温調を始めＴ′に制御する。でタイマーがサンプリ
ング時間を超えればＦｌａｇを立てずにに行き加熱体
をＴ′で制御する。そして次の記録材に対してはでＦ
ｌａｇが立っていればへ行き前の記録材と同じ温度Ｔ
₁ で加熱体を制御する。でＦｌａｇが立っていない場
合はで制御温度をＴ₂ に変えて次の記録材の定着を行
なう。このようにして制御した場合の加熱体２の温度変
化を図１６に示す。

【０１４８】このようにＦｌａｇを目安に立っている場
合は装置が冷えていると判断し通紙中の制御温度を変え
ず、Ｆｌａｇがない場合には制御温度を下げることによ
ってフィルムの温度を定着不良も高温オフセットも発生
しない温度域内に制御できる。

【０１４９】（実験例）下記表５のように通紙中の加熱
体２の制御温度を順次に切り換えた。即ち、Ｆｌａｇが
立たない場合に１８０℃→１７０℃、１７０℃→１６３
℃、１６３℃→１５５と通紙中の加熱体の制御温度を変
えた。サンプリングタイムはｔ₀₌０．３ｓｅｃとした。

【０１５０】この結果、図１７の示すようにフィルムの温度を高温オ
フセットと定着不良どちらも発生しない範囲に制御する
ことができた。

【０１５１】（２）例２前記（１）の例はフラッグを目安に次の制御温度を決定
した。本例は紙間温調に入るタイミングが早いか否かを
判断する。すなわち紙間の制御温度に達してから所定の
時間ｔ₀ ′（この時間は紙間の制御をスタートしてから
の一定時間で良い）までの時間ｔを計測する。

【０１５２】この時間ｔはフィルム、加圧ローラ等が暖
まっている場合は短く冷えている場合は長くなる。

【０１５３】従ってこの時間ｔが図１８の（ａ）に示す
ようにｔ₁ のごとく短い場合には次の記録材に対しての
制御温度はＴ₂ に下げる。一方（ｂ）のようにｔがｔ₂
のごとく長い場合には次の記録材の制御温度はＴ₁ を保
つ。

【０１５４】通紙中および紙間の制御温度は実施例と同
じにし、ｔ₀ ′を０．３ｓｅｃとした時にｔ≦０．２ｓ
ｅｃでは次の場合に次の記録材の制御温度は前の記録材
と同じにし、０．３≧ｔ＞０．２ｓｅｃの場合に次の記
録材の制御温度は１段階下げる（すなわち前の記録材に
対して１８０℃で制御した場合に次の記録材には１７０
℃に下げる）ようにすることで前述図１７と同様の結果
が得られた。

【０１５５】以上の（１）や（２）の例のように、高温
オフセットも定着不良も発生しないようなクイックスタ
ートの加熱装置を得ることが可能となった。〈実施例３〉（図１９〜図２２）本実施例は前記特許請求の範囲の請求項１１乃至同１４
に記載の構成を特徴とする加熱装置についての実施例で
あり、前記参考例と同じく前記（Ｂ）の問題点、即ち加
熱体の温度変更に対しての制御の誤検知をなくして、ど
のようなモードで装置を使用してもフィルムの温度を一
定にでき、加熱装置としての画像加熱定着装置の定着不
良や高温オフセットを防止したものである。

【０１５６】（１）例１加熱装置としての画像加熱定着装置の構成、加熱体２の
構成は前述図３３・図１と同様である。

【０１５７】図１９は本例における、連続プリント時の
加熱体温度、フィルム温度、加圧ローラ温度の時間変化
図である。

【０１５８】まず、加熱体立ち上げ時において図２０の
アルゴリズムと表６により加熱体温度を設定する。

【０１５９】加熱体２は７００Ｗ定電力通電により立ち上げられる。
加熱体温度が１６５°Ｃになったら通電電力を５００Ｗ
にかえる。

【０１６０】すなわちＡＣ電源電圧検知・加熱体抵抗検
知手段などの情報をもとに、位相制御・波数制御等のパ
ルス幅変調による電力制御手段により一定電力となるよ
うに通電される。本例ではｆ〜５０Ｈｚ、Ｖ_ac〜１００
ＶのＡＣ電圧１００％通電時７００Ｗの加熱体でＡＣ電
圧を１００ｍｓｅｃ−ＯＮ、４０ｍｓｅｃ−ＯＦＦをく
り返し５００Ｗの定電力通電を行った。

【０１６１】この時、装置全体が冷えていれば加熱体２
の上昇度はゆるやかになり、逆に装置全体が暖まってい
れば上昇速度は速くなる。よって加熱体２の上昇速度を
みれば加圧ローラやステーの温度が推定でき、それらに
応じて通紙１枚目の加熱体設定温度を変えてやる事によ
り装置全体がそれまでどのような使われ方をしていたと
しても簡単な操作でフィルム温度を一定とし、定着不良
も高温オフセットも防止することができる。

【０１６２】そして通紙状態においては例えば２００°
Ｃに制御するのであれば必要とされる電力の少し多目と
少し少な目の電力を交互に切り換えることで温度リップ
ルを少なくするように制御する。

【０１６３】例えば２００°Ｃを保つために必要な電力
が１８０ＷであるならＨｉｇｈ１９０ＷとＬｏｗ１７０
Ｗを適宜切り換える制御を行う。

【０１６４】これは、位相制御・波数制御共に必要電力
に正確に合わせることが困難なことと、装置の熱容量の
バラツキや暖まり方に対してこのようにＨｉｇｈとＬｏ
ｗの２つのレベルで切り換えて制御した方が良いからで
ある。そして紙間においてはＨｉｇｈレベルは１９０Ｗ
とし、Ｌｏｗレベルを大きく減らした値、例えば０Ｗと
する。

【０１６５】すると図２１に示すように大きな温度リッ
プルが発生する。この温度リップルは装置の冷えている
状態では加圧ローラ１０やフィルム１に加熱体２から急
激に熱がうばわれるため（ａ）のように大きなものとな
る。一方で通紙５０枚程度連続してプリントした後のリ
ップルは装置が暖まっているので（ｂ）のように小さく
なる。

【０１６６】従ってこのリップルの大きさＴ_p −Ｔ_b を
測定することで、加圧ローラ１０とフィルム１の暖まり
具合を判断することができるので、このＴ_p −Ｔ_b をも
とに通紙時の制御温度の切り換えを行なえばオフセット
も定着不良もなくプリントを続けることが可能である。

【０１６７】前記図１９は表７に従って、リップルの大
きさに従って制御温度の切り換えを行なったものであ
る。

【０１６８】このように加熱体温度を装置の暖まり具合に基づいて制
御して、連続プリント時に除々に下げることで、定着不
良とオフセットを防止できた。

【０１６９】なおこの紙間でのＨｉｇｈとＬｏｗの制御
は紙間全域でなく一部において行なっても良く、次の記
録材Ｐが定着ニップ部Ｎに入る前に適正な制御温度に到
達可能なタイミングで記録材が有る場合の制御に切り換
われば良い。

【０１７０】（２）例２前記（１）の例ではＴ_p −Ｔ_b を基に制御したが、Ｔ_b
またはＴ_p を基に制御しても良い。

【０１７１】Ｔ_b での制御として表８、Ｔ_p での制御と
して表９を用いたところ、いずれにおいてもオフセット
も定着不良の発生なく連続プリントを続けることが可能
であった。

【０１７２】（３）例３前記（１）や（２）の例では紙間も通紙中と同一温度で
加熱体を制御していたが、本例では紙間の制御温度も通
紙中より１５ｄｅｇ以上下げるものである。

【０１７３】これによって連続プリント中の装置の昇温
を抑制し、小サイズ紙を連続プリントする際の加熱体２
の非通紙領域の昇温を減少させ、さらには不要な電力消
費を防止することができる。

【０１７４】またリップル等を大きくすることが可能で
これによって検知精度を向上させることも可能である。
このリップルの比較を図２２に示す。（ａ）が前記
（２）の例の場合であり、（Ｂ）が本例の場合である。
Ｔは通紙中の制御温度、Ｔ′は紙間の制御温度である。

【０１７５】以上（１）〜（３）の例のように、紙間に
おいて加熱体２の通電電力をＨｉｇｈレベルと大きく減
少させたＬｏｗとで制御することで温度リップルを生じ
させ、このリップルの大きさで次の記録材Ｐに対する制
御温度を切り換えてオフセットと定着不良を発生させる
ことなく連続プリントを行なうことが可能となった。
〈参考例〉（図２３〜図３０）フィルム加熱方式の加熱
装置は加熱体２の熱容量が小さいため、通電発熱体４へ
の通電の単純なＯＮ／ＯＦＦで加熱体の温度制御を行な
うと、加熱体の温度リップルが大きくなり好ましくな
い。そこで従来より、加熱体への通電を位相制御、波数
制御等で細かく行ない、加熱体を所定温度に維持するの
にほぼ最適な電力を常に与え続ける制御が実施されてい
る。ここで波数制御とは、加熱体に印加する交流電圧を
ある特定の波数ごと（以降、基本波数と呼ぶ）でくぎ
り、その内の何波かをＯＮ（通電）し、残りをＯＦＦ
（非通電）することで供給電力量を細かく制御する方法
である。この制御では、基本波数内でＯＮ／ＯＦＦの小
さな温度リップル（波数リップルという）ができる。こ
の波数リップルをより小さくするためＯＮの波を基本波
数中でほぼ均等に分散させる方法もあるが、これを行な
うとＯＮ／ＯＦＦの回数が増えるため、電源側への負荷
変動が頻繁になり、近くで使われているＣＲＴの画像シ
ュリンクや蛍光灯のちらつき等が発生してしまう。この
ため、通常は基本波数内でＯＮの波とＯＦＦの波を各々
まとめる方法が用いられている。また、加熱体を所定温
度に立ち上げる際にその温度上昇速度を検出し、その速
度に応じて立ち上がった後の各種制御値（例えば、温調
温度や供給電力等）を決定する制御方法も考案されてい
る。これらの制御方法を組み合わせて行なうことは、加
熱体の温度をより細かく正確に制御することができるた
め、大変有効なものである。しかしながら、波数制御で
電力量を制御しながら所定温度まで加熱体温度を立ち上
げる系で、その昇温速度を検知した場合、短い時間で速
度の検出を行なうと、加熱体の昇温速度を正確に検出で
きないという問題があった。図３８はそれを示す加熱体
の温度上昇カーブである。これはｆ〜５０Ｈｚ、Ｖ_ac〜
１１５ＶのＡＣ電圧で波数制御の基本波数を２０波とし
た時、１０波−ＯＮ、１０波−ＯＦＦの条件で加熱体の
温度を立ち上げ、加熱体温度が１４０℃に達してから５
０ｍｓｅｃの間でその昇温速度を計測する２通りの場合
について示したものである。波数制御を用いると、加熱
体の温度が立ち上がる際にも図３８に示すような波数リ
ップルができる。このため、同じ条件で速度を計測し、
当然同じ速度が検出されなくてはならない場合でも、検
出したポイントによって速度が著しく違ってきてしま
う。例えば、図３８の（ａ）において、昇温速度の検出
は通電時のみを計測するため、１５０ｄｅｇ／ｓｅｃと
なるのに対し、（ｂ）では計測時間のほとんどが非通電
時であるため、昇温速度は５ｄｅｇ／ｓｅｃとなる。こ
のように、同じタイミング、同じ検出時間で速度を検知
してもその検出値に上記のようなばらつきがあると、そ
の後の制御値の決定も正確に行なえず、加熱体を目的と
する温度にうまく温調できなくなってしまう。本参考例
は、波数制御により制御された電力量で加熱体を所定温
度に立ち上げる際に、その昇温速度を検知し、その速度
に応じてその後の各種制御値を決定する加熱装置におい
て、速度の検出の際の誤差を減らし、立ち上り後の制御
をより正確に行なうことができるようにしたものであ
る。即ち、加熱体と、該加熱体の温度を検知する温度検
知部材を有し、温度検知部材の検知温度が所定温度に一
定に維持されるように加熱体へ通電する加熱装置におい
て、前記加熱体への通電開始から上記所定温度に達する
迄の間に検知された昇温速度に基づきその後の各種制御
値を決定し、前記加熱体に供給される電力量は単位時間
内の加熱体への通電・非通電の比率により制御され、そ
の比率を可変とする手段を有し、前記昇温速度の検出時
間は前記加熱体への電力制御の単位時間以上にしたこと
を特徴とする加熱装置、である。また、上記の加熱装置
において、昇温速度の検出時間が前記加熱体への電力制
御の単位時間の整数倍であることを特徴とする。更に
は、上記の加熱装置において、顕画像を支持した記録材
と共に移動するフィルムを有し、顕画像はフィルムを介
して加熱体からの熱で加熱されることを特徴とする。而
して、波数制御により制御された電力量で加熱体を所定
温度に立ち上げる際に、その昇温速度を検知し、その速
度に応じてその後の各種制御値を決定する加熱装置にお
いて、昇温速度の検出時間を、波数制御の基本波数の一
周期に要する時間と等しくすることで、速度の検出の際
の誤差を減らし、立ち上がり後の制御をより正確に行な
うことができる。

【０１７６】（１）例１本例の加熱装置としての画像加熱定着装置の構成、加熱
体の構成は前述図３１・図１と同様である。

【０１７７】ただし該画像加熱定着装置を装着したレー
ザービームプリンタは記録材送りスピード（プロセスス
ピード）５６ｍｍ／ｓｅｃで、Ａ４サイズ紙を毎分６枚
出力するプリンタである。

【０１７８】加熱体は５００Ｗ定電力によって立ち上げ
られる。この時、何ボルトの入力電圧があっても加熱体
への供給電力が５００Ｗになるように、不図示のＡＣ電
圧検知回路・ヒータ抵抗検知手段等の情報を基に加熱体
への通電に波数制御をかけている。

【０１７９】本例では、ｆ〜５０Ｈｚ、Ｖ_ac〜１１５Ｖ
のＡＣ電圧で波数制御の基本波数を２０波とし、１０波
−ＯＮ、１０波−ＯＦＦの条件で加熱体を立ち上げた。

【０１８０】したがって、基本波数が一周期を繰り返す
のに要する時間ｔ_W はｔ_W ＝１．０（sec ）×［２０（波）÷｛５０（Ｈｚ）×２｝］＝０．２（sec ）＝２００（msec）である。

【０１８１】ここで、５０（Ｈｚ）×２となるのは、本
例の波数制御をではＡＣの半波を一波と数えているため
である。すなわち、１秒間に波は１００個あるのであ
る。

【０１８２】さて波数制御により、微小な温度リップル
を描きながら加熱体温度は上昇を続け、サーミスタ検知
温度が１２０°Ｃに達したら、ＣＰＵ３２（図１）はそ
の時点からある一定時間ｔ_base間の昇温速度を検知す
る。

【０１８３】より具体的には、１２０°Ｃに達した時点
でＣＰＵ３２がタイマをスタートさせ、一定時間ｔ_base
後に温度が何ｄｅｇ上昇しているかを計測することにな
る。

【０１８４】すなわち、ここでいう昇温速度とはｔ_base
間での平均昇温速度であり、ｔ_baseの間に温度がＴｄｅ
ｇ上昇した場合、昇温速度ｖはｖ＝ｄＴ／ｄ（ｔ_base）となる。

【０１８５】この時、装置全体が冷えていれば加熱体２
の昇温速度はゆるやかになり、逆に暖まっていれば速く
なる。よって、昇温速度ｖをみれば加圧ローラ１０やス
ティ１４の温度が推定でき、それらに応じて通紙一枚目
の温調温度、及び供給電力等の制御値を決定する。本例
では表１０に示す制御テーブルにより温調温度を決定す
る。

【０１８６】本例の条件では、加熱体温度１００°Ｃ〜１６０°Ｃの
間で加熱体の昇温速度は基本波数中でＯＮ時、約１５０
deg/sec であることを本発明者等は確認した。なお、こ
れはこの本例装置での加熱体昇温速度の最速値である。

【０１８７】図２３は本例装置の加熱体２の温度上昇時
の波数リップルである。加熱体２の基本波数単位の平均
昇温速度は線Ｑの傾きξで表される。

【０１８８】この速度は、５００Ｗ入力で波数制御を用
いず、フル通電で本例の加熱体２を立ち上げた際に検出
される昇温速度と一致する。

【０１８９】すなわち、波数制御を用い定電力制御を行
なうのには、昇温温度がξとなる条件では、常にξの平
均上昇速度を得ようとする意味もある。

【０１９０】したがって昇温速度検知を行なった時に検
出される出力値は傾きξの線を描くもの、もしくはそれ
に高いものでなくてはならない。

【０１９１】本例においては上記の昇温速度計測時間ｔ
_baseを２００ｎｓｅｃとし基本波数の一周期に要する時
間ｔ_W と等しくする。すなわち、ｔ_base＝ｔ_w とする。

【０１９２】図２４は本参考例を適用し場合の昇温速度
検知のタイミングについて示したものである。基本波数
の一周期ｔ_w で加熱体が上昇する温度は、基本波数中の
どのタイミングから数えても常に一定である。

【０１９３】したがって、昇温速度の計測時間ｔ_baseを
基本波数の一周期ｔ_w と等しくすれば計測開始時（１２
０°Ｃ）から数えて、常に基本波数の一周期が完結した
段階で温度の計測が行なわれるため、ｔ_base中の昇温速
度ｖ＝ｄＴ／ｄ（ｔ_base）は当然前記図２３の傾きξと
同じ値を持つことになる。

【０１９４】すなわち、基本波数中のいかなる位置で計
測が開始されても従来問題となっていたような誤差（計
測値のばらつき）は一切発生しなくなる。

【０１９５】なお、本例では基本波数が２０波の場合を
書いたが、基本波数を変えれば時間ｔ_baseの値が変更さ
れるのはいうまでもなく、例えば１０波−波数制御では
１００ｍｓｅｃ、１５波−波数制御では１５０ｍｓｅｃ
となる。

【０１９６】また、基本波数中で加熱体をＯＮする波数
も１０波にとどまらず、２０波制御なら０波から２０波
まで変えることができる。

【０１９７】もちろん、定電力制御値は装置により可変
であり、本例の５００Ｗに限定されるものではない。

【０１９８】これらは次の（２）乃至（５）の例につい
ても同様である。

【０１９９】以上のように、昇温速度の計測時間を基本
波数の一周期に要する時間と等しくすることで、昇温速
度の計測が基本波数中のいかなる位置で開始されても正
確に昇温速度を検知できる。

【０２００】（２）例２前記（１）の例においては、昇温速度の計測時間ｔ_base
を基本波数の一周期ｔ_w と同じ時間に設定したが、計測
時間ｔ_baseは基本波数周期ｔ_w の整数倍でもよい。すな
わち、ｔ_base＝ｎｔ_w （ｎ＝１，２，３‥‥）でもよい。

【０２０１】基本波数周期での上昇温度はどのタイミン
グからみても変わらないということ前に述べた通りであ
る。これは基本波数が何度繰り返し出力されても同じで
ある。従って、基本波数周期の整数倍単位の時間で上昇
温度を計測しても前記（１）の例と同様に、ばらつきな
く上昇温度を検知できる。すなわち正確な昇温速度を得
ることができる。

【０２０２】例えば２０波制御の場合、等倍は２００ｍ
ｓｅｃ、２倍は４００ｍｓｅｃ、３倍は６００ｍｓｅｃ
‥‥となる。

【０２０３】図２５はそれを示すものであり、整数倍で
あれば昇温直線はみな同じ傾きとなることがわかる。

【０２０４】したがって、前記（１）の例で示したよう
に基本波数周期の等倍で検知速度のばらつきはゼロであ
るから、計測時間が基本波数周期の整数倍であれば同じ
ようにばらつきはゼロである。

【０２０５】このように、２倍、３倍と計測時間を長く
とると、ＣＰＵ３２（図１）が計測する際のごく微小な
タイミングのずれなども計測時間内で吸収できるため、
等倍で計測するものと比べ、更に正確に昇温速度を検出
できる。

【０２０６】また、サーミスタ８の出力をＡ／Ｄ変換す
るＡ／Ｄコンバータ３１にｂｉｔ数の低いものを用いた
場合、ＣＰＵ３２が検出できる温度の分解能は低くな
り、完全に正確な温度を検知することはできなくなる
が、計測時間をより長く取ることでＡ／Ｄコンバータ３
１の分解能の低さを吸収することもできる。

【０２０７】（３）例３前記（２）の例においては、昇温速度の計測時間を基本
波数周期の整数倍のｔ_base＝ｎｔ_w （ｎ＝１，２，３‥‥）と規定したが、ｔ_baseはｔ_w の整数倍の近傍でも良い。

【０２０８】図２６は２種類の計測のタイミングについ
て、２つの温度上昇カーブを一つのグラフ上に示したも
のである。

【０２０９】通常、時間をくぎって昇温速度の計測を行
なった場合、検出値のばらつき（検出可能最大値と検出
可能最小値の差）は計測時間が整数倍の位置Ｋで最小＝
ゼロになり、そこから時間を増すにつれ再び増えはじ
め、上昇カーブａの基本波数中でＯＮ／ＯＦＦが切り替
わる位置Ｊで最大となる。

【０２１０】理想的には、前記（１）や（２）の例のよ
うに位置Ｋで計測を行なうのが最も正確であるが、位置
Ｋの近傍であっても、計測値のばらつきは実用上問題の
ない範囲内に収まる。

【０２１１】より具体的には、前記表１０の制御テーブ
ルの時、計測時間は基本波数周期の整数倍プラス基本波
数周期の１０％、マイナス基本波数周期の１０％の範囲
までとることが可能である。

【０２１２】この場合、計測値のばらつきにより制御値
がテーブル上で一つ上下にシフトしてしまうことがある
が、実際には以前にも触れたＡ／Ｄコンバータ３１の性
能などにより、理想的な位置で計測を行なってもばらつ
きは起こる可能性があり、また、この場合のような一つ
程度のシフトは実用上は問題にはならない。

【０２１３】したがって、制御値がテーブル上で二つ以
上上下にずれないように計測時間、および制御テーブル
を決めてやり、かつその制御テーブルで実用上問題がな
いなら、計測時間は基本波数の整数倍でなくその近傍で
もよい。

【０２１４】（４）例４計測時間は、長ければ長いほど計測値のばらつきを吸収
できるということは以前に述べたが、これは計測時間が
基本波数周期の整数倍の時だけではなく、むしろ非整数
倍の時の方がその効果は大きい。

【０２１５】よって、ある程度計測時間を長くとった時
には前記（３）の例の計測時間設定可能範囲（すなわ
ち、（３）の例と同じく制御値のシフトがテーブル上で
一つだけとなる範囲）はより広くとることができる。

【０２１６】図２７は図２６の２種類の計測のタイミン
グに前記表１０のテーブルを用いたとき許容範囲となる
計測時間の設定可能範囲を示したものである。図２７に
おいて、斜線部は設定不可能領域である。

【０２１７】すなわち、平均昇温速度７０deg/sec の直
線Ｑに対し、図中の直線Ｏは６０deg/sec を示すもので
あり、図中でこの直線Ｏと２種類の加熱体温度上昇カー
ブの交点から時間軸に対して直角に引いた直線と、加熱
体温度上昇カーブに囲まれた部分は検出値のばらつきが
１０deg/sec 以上になる範囲であり、計測時間をこの範
囲に設定することは不適当である。

【０２１８】したがって、この斜線部以外ならば、計測
時間はどのように設定されてもよい。すなわち、この範
囲で計測時間を設定すれば、平均昇温速度がテーブル上
で１レベルずれることが有っても２レベル以上ずれず制
御温度としても４ｄｅｇ以内のずれに制限することがで
きる。

【０２１９】また、図２８は計測時間による検出速度の
ばらつきについて示したものであるが、計測時間が長く
なるほど、ばらつき最大位置Ｊでの検知速度は平均昇温
速度ξに近付いていくことがわかる。計測時間を長くと
るほど設定可能範囲が広がるのはそのためである。

【０２２０】また、以上のことからの当然の帰結である
が、図２７において前記の交点がもうこれ以上存在しな
い計測時間以上ならば、計測時間ｔ_baseは基本波数周期
にこだわらずいかなる値をとってもよい。

【０２２１】前記表１０のテーブルであれば図２７の位
置Ｐから上記の条件を満たすこととなる。上記のことか
らわかるように、本例では計測時間の設定可能範囲はテ
ーブルにより決まる。

【０２２２】すなわち、制御がある程度大雑把で良く、
テーブル切り替えの段階が少ない場合、計測時間は短く
てもよくなる。

【０２２３】さらに具体的には、表１０のテーブルでは
検出値のばらつきを１０deg/sec までしか許さないが、
表１１のごときテーブルにおいては２０deg/sec のずれ
までが許容範囲となり設定可能範囲は広くなる。

【０２２４】また制御値のシフトに対して、温調温度到
達前、もしくは到達後であっても被加熱材の加熱装置導
入前に、制御値の補正機構を設ければ、前記計測時間の
設定可能範囲をより広くとることも可能である。

【０２２５】（５）例５前記（１）乃至（４）の例においては、昇温速度の計測
のタイミングを単純に計測時間によって規定したが、計
測を行なう温度範囲によっても規定できる。この場合、
計測を行なう温度範囲での加熱体昇温時の通過所要短時
間が、計測値のばらつきが許容範囲内に収まる計測時間
以上となるように前記温度範囲を設定すれば良い。

【０２２６】すなわち、最大昇温速度が大きい装置では
温度範囲は広くとり、最大昇温速度が小さい系では計測
温度範囲は狭くてもよい。

【０２２７】この時、この温度範囲をＴ_base、そのＴ
_base間の通過所要時間をｔとすると、昇温速度ｖはｖ＝ｄ（Ｔ_base）／ｄｔで表せる。

【０２２８】本例では前記（１）乃至（４）の例と全く
同様の基本構成を持つ加熱定着装置、および制御テーブ
ルを用い、計測温度範囲を１００°Ｃ〜１６０°Ｃとす
る。図２９は本例の計測のタイミングを示すものであ
る。

【０２２９】加熱体に通電が開始され加熱体温度が上昇
すると、サーミスタ検知温度が１００°Ｃ〜１６０°Ｃ
の間で、その昇温速度が検知される。

【０２３０】より具体的には、サーミスタ検出温度が１
００°Ｃに達した時点から１６０°Ｃを検出するまでの
間の時間が計測される。

【０２３１】なお、ここでの条件は前記（４）の例と同
じであるが計測のタイミングを計測時間で規定する場合
と違い、温度範囲で規定する場合は計測のための必要最
小時間は僅かに長くなる。図３０はそれを示したものあ
る。

【０２３２】図３０に示す通り温度範囲で計測のタイミ
ングを規定した場合、計測時間は、最後に計測開始温度
を検知した時より、最初に計測終了温度を検知するまで
の時間により決まる。この時、基本波数中での加熱体Ｏ
ＦＦ時が計測終了ポイントとなることがないのは明白で
ある。

【０２３３】したがって前記（４）の例では、必要最小
時間は加熱体ＯＦＦ時を認め、７１６ｍｓｅｃであった
が、本例のように温度範囲で計測を行なう場合には、２
０波制御で１０波−ＯＮ、１０波−ＯＦＦにて７１６ｍ
ｓｅｃを超える基本波数周期の整数倍である８００ｍｓ
ｅｃが必要最小時間となる。

【０２３４】本例では、１００°Ｃ〜１６０°Ｃ間での
通過所要時間は８３０ｍｓｅｃとなり、基本波数は４個
入ることになる。すなわち、この通過所要時間は計測時
間の必要最小時間８００ｍｓｅｃを上回り、計測値のば
らつきは許容範囲内に収まることになる。

【０２３５】以上、いかなる時も必要最小限の計測時間
が得られるように計測温度範囲を設定することでも、ば
らつきを許容範囲内に抑えることができた。

【０２３６】以上の（１）乃至（５）の例のように、波
数制御により制御された電力量で加熱体を所定温度に立
ち上げる際に、その昇温速度を検知し、その速度に応じ
てその後の各種制御値を決定する加熱装置において、昇
温速度の検出時間を、少なくとも波数制御をの基本波数
の一周期に要する時間に等しく設定することで、速度の
検出の際の誤差を減らし、立ち上がり後の制御をより正
確に行なうことができるようになった。

【０２３７】

【発明の効果】以上のように本発明によれば、フィルム
加熱方式の加熱装置について、小サイズの被加熱材の連
続通紙時における加熱体の非通紙領域の過昇温現象をお
さえることができ、また加熱体の温度変更に対しての制
御の誤検知をなくしてどのようなモードで装置を使用し
てもフィルムの温度を一定にでき、加熱装置が画像加熱
定着装置であるときの、定着不良や高温オフセットを防
止して良好な画像定着性を確保できる。

【０２３８】

【図面の簡単な説明】

【図１】実施例１の加熱装置（画像加熱定着装置）の
加熱体の途中省略・一部切欠き平面模型図と、通電制御
系のブロック図

【図２】加熱体への通電方式の模式グラフ

【図３】従来制御方式による通紙時の、加熱体の通紙
部と非通紙部の温度変化グラフ

【図４】本発明に従う制御方式による、通紙時の加熱
体の通紙部と非通紙部の温度変化グラフ

【図５】参考例の加熱装置の加熱体制御アルゴリズム

【図６】従来制御方式の誤検知を示した加熱体温度変
化グラフ

【図７】参考例に従う制御方式のときの加熱体温度変
化グラフ

【図８】加熱体とフィルムの温度変化を通紙枚数毎に
示したグラフ

【図９】加熱体制御アルゴリズム

【図１０】加熱体制御アルゴリズム

【図１１】従来制御方式の誤検知を示した加熱体温度
変化グラフ

【図１２】参考例に従う制御方式のときの加熱体温度
変化グラフ

【図１３】加熱体制御アルゴリズム

【図１４】加熱体温度変化グラフ

【図１５】実施例２の加熱装置の加熱体制御フローチ
ャート

【図１６】加熱体温度変化図

【図１７】加熱体とフィルムの温度変化図

【図１８】加熱体温度変化図

【図１９】実施例３の加熱装置の加熱体・フィルム・
加圧ローラの温度変化図

【図２０】加熱体制御アルゴリズム

【図２１】紙間リップルを示す図

【図２２】紙間リップルを示す図

【図２３】参考例の加熱装置の波数制御時の加熱体温
度変化図

【図２４】検知タイミングを説明する図

【図２５】基本波数毎の昇温速度を示す図

【図２６】基本波数内の測定誤差を示す図

【図２７】検知不可能時間を示すグラフ

【図２８】測定誤差が時間と共に減少することを示す
図

【図２９】昇温速度の測定を説明する図

【図３０】昇温速度の測定を説明する図

【図３１】フィルム加熱方式の加熱装置の一例（画像
加熱定着装置）の概略構成図

【図３２】加熱体の途中省略・一部切欠き平面模型図

【図３３】フィルム加熱方式の加熱装置の他の例の概
略構成図

【図３４】プリント時の加熱体温度・フィルム温度・
加圧ローラ表面温度の時間変化（通紙枚数毎）を示す模
式図

【図３５】誤検知した時の温調温度変化グラフ

【図３６】誤検知した時の温調温度変化グラフ

【図３７】加熱体の温度変化図

【図３８】加熱体の温度変化図

【符号の説明】

１耐熱性フィルム２加熱体３ヒータ基板４通電発熱体５・６給電電極７表面保護層８温度検知部材（サーミスタ）９温度ヒューズ１０加圧ローラ１１駆動ローラ１２従動ローラＴトナー画像Ｐ記録材２０・３１〜３３通電制御系

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者善本敏生東京都大田区下丸子３丁目30番２号キヤノン株式会社内 (72)発明者鈴木英信東京都大田区下丸子３丁目30番２号キヤノン株式会社内 (72)発明者南部朋子東京都大田区下丸子３丁目30番２号キヤノン株式会社内 (72)発明者福沢大三東京都大田区下丸子３丁目30番２号キヤノン株式会社内 (56)参考文献特開平２−161484（ＪＰ，Ａ) 特開平３−166578（ＪＰ，Ａ) 特開平３−163464（ＪＰ，Ａ) 特開平３−12685（ＪＰ，Ａ) 特開平２−163787（ＪＰ，Ａ) 特開昭57−70575（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) G03G 13/20 G03G 15/20

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】加熱体と、加熱体と摺動する耐熱性フィ
ルムと、加熱体への通電を制御する通電制御手段と、を
有し、該フィルムの加熱体とは反対側の面に被加熱材を
密着させて該フィルムと共に加熱体位置を通過させて加
熱体から該フィルムを介して被加熱材に熱エネルギーを
付与し、複数枚の被加熱材を連続して加熱する際は被加
熱材間で加熱体の発熱を停止あるいは減少させる時間を
設ける加熱装置において、搬送される被加熱材の枚数をカウントするカウンタを有
し、被加熱材を連続して搬送する際、上記通電制御手段
は、カウンタのカウント値に応じて被加熱材間での加熱
体の発熱を停止あるいは減少させる時間を設定すること
を特徴とする加熱装置。
【請求項２】加熱体と、加熱体と摺動する耐熱性フィ
ルムと、加熱体への通電を制御する通電制御手段と、を
有し、該フィルムの加熱体とは反対側の面に被加熱材を
密着させて該フィルムと共に加熱体位置を通過させて加
熱体から該フィルムを介して被加熱材に熱エネルギーを
付与し、複数枚の被加熱材を連続して加熱する際は被加
熱材間で加熱体の発熱を停止あるいは減少させる時間を
設ける加熱装置において、被加熱材を連続して搬送する際、上記通電制御手段は、
被加熱材間での加熱体の温度降下速度に応じて次の被加
熱材間での加熱体の発熱を停止あるいは減少させる時間
を設定することを特徴とする加熱装置。
【請求項３】加熱体と、加熱体と摺動する耐熱性フィ
ルムと、加熱体への通電を制御する通電制御手段と、を
有し、該フィルムの加熱体とは反対側の面に被加熱材を
密着させて該フィルムと共に加熱体位置を通過させて加
熱体から該フィルムを介して被加熱材に熱エネルギーを
付与し、複数枚の被加熱材を連続して加熱する際は被加
熱材間で加熱体の発熱を停止あるいは減少させる時間を
設ける加熱装置において、加熱体を所定の温度に維持するための電力を検知する手
段を有し、上記通電制御手段は、少なくとも１つの基準
電力よりも検知電力が高い場合と低い場合で加熱体の発
熱を停止あるいは減少させる時間を設定することを特徴
とする加熱装置。
【請求項４】加熱体と、加熱体と摺動する耐熱性フィ
ルムと、加熱体への通電を制御する通電制御手段と、を
有し、該フィルムの加熱体とは反対側の面に被加熱材を
密着させて該フィルムと共に加熱体位置を通過させて加
熱体から該フィルムを介して被加熱材に熱エネルギーを
付与し、複数枚の被加熱材を連続して加熱する際は被加
熱材間で加熱体の発熱を停止あるいは減少させる時間を
設ける加熱装置において、上記通電制御手段は、加熱体位置に被加熱体が存在しな
い場合に加熱体の発熱量を一時的に増加させ、その間の
加熱体の温度上昇量に基づいてその後の発熱停止あるい
は減少させる時間を設定することを特徴とする加熱装
置。
【請求項５】加熱体と、加熱体と摺動する耐熱性フィ
ルムと、加熱体への通電を制御する通電制御手段と、を
有し、該フィルムの加熱体とは反対側の面に被加熱材を
密着させて該フィルムと共に加熱体位置を通過させて加
熱体から該フィルムを介して被加熱材に熱エネルギーを
付与し、複数枚の被加熱材を連続して加熱する際は被加
熱材間で加熱体の発熱を停止あるいは減少させる時間を
設ける加熱装置において、上記通電制御手段は、加熱体の発熱を停止あるいは減少
させた後に再度加熱する際の温度上昇速度に応じてその
次の被加熱体間の加熱体の発熱停止あるいは減少させる
時間を設定することを特徴とする加熱装置。
【請求項６】加熱体の発熱を停止あるいは減少させる
時間を設ける制御は、被加熱材のサイズが所定サイズよ
り小さいときに行われることを特徴とする請求項１乃至
5の何れかに記載の加熱装置。
【請求項７】加熱装置が、未定着画像を担持させた記
録材を加熱して像定着する画像加熱定着装置であること
を特徴とする請求項１乃至同5の何れかに記載の加熱装
置。
【請求項８】加熱体に耐熱性フィルムを接触摺動さ
せ、該フィルムの加熱体とは反対側の面に被加熱材を密
着させて該フィルムと共に加熱体位置を通過させて加熱
体から該フィルムを介して被加熱材に熱エネルギーを付
与する加熱装置において、加熱体の温度検知手段と、該温度検知手段の検知温度が
一定の温度Ｔ₁に維持されるよう加熱体へ通電する手段
を持ち、上記被加熱材が加熱体位置に存在しないときに
前記温度Ｔ₁より低い温度Ｔ´に加熱体を制御すると共
に、温度Ｔ₁から温度Ｔ´へ制御を切り換えたときから
所定の時間内に温度Ｔ´に達した場合に次の被加熱体に
対する加熱体の制御温度はＴ₁とし、所定の時間内に達
しない場合には次の被加熱体に対する加熱体の制御温度
を温度Ｔ₁より低い温度Ｔ₂とすることを特徴とする加熱
装置。
【請求項９】加熱体に耐熱性フィルムを接触摺動さ
せ、該フィルムの加熱体とは反対側の面に被加熱材を密
着させて該フィルムと共に加熱体位置を通過させて加熱
体から該フィルムを介して被加熱材に熱エネルギーを付
与する加熱装置において、加熱体の温度検知手段と、該温度検知手段の検知温度が
一定の温度Ｔ₁に維持されるよう加熱体へ通電する手段
を持ち、上記被加熱材が加熱体位置に存在しないときに
前記温度Ｔ₁より低い温度Ｔ´に加熱体を制御すると共
に制御温度Ｔ´に達したときから予め定められた必ず制
御温度に達しているときまでの時間ｔを計測し、該時間
ｔが所定の時間より長い場合に次の被加熱材に対する加
熱体の制御温度を温度Ｔ₁より低い温度Ｔ₂とし、時間
ｔが所定の時間以下の場合には次の被加熱材に対する加
熱体の制御温度をＴ₁に制御することを特徴とする加熱
装置。
【請求項１０】加熱装置が、未定着画像を担持させた
記録材を加熱して像定着する画像加熱定着装置であるこ
とを特徴とする請求項８又は同９に記載の加熱装置。
【請求項１１】加熱体に耐熱性フィルムを接触摺動さ
せ、該フィルムの加熱体とは反対側の面に被加熱材を密
着させて該フィルムと共に加熱体位置を通過させて加熱
体から該フィルムを介して被加熱材に熱エネルギーを付
与する加熱装置において、被加熱体が加熱装置の加熱領域を通過していないときに
加熱体への電力供給をＨｉｇｈとＬｏｗの２値で制御
し、このときの加熱体の温度リップルを基に次に加熱領
域に入る被加熱材に対する加熱体の制御温度を決定する
ことを特徴とする加熱装置。
【請求項１２】加熱体に耐熱性フィルムを接触摺動さ
せ、該フィルムの加熱体とは反対側の面に被加熱材を密
着させて該フィルムと共に加熱体位置を通過させて加熱
体から該フィルムを介して被加熱材に熱エネルギーを付
与する加熱装置において、被加熱体が加熱装置の加熱領域を通過していないときに
加熱体への電力供給をＨｉｇｈとＬｏｗの２値で制御
し、このＨｉｇｈ時又はＬｏｗ時の温度変化率を基に次
に加熱領域に入る被加熱材に対する加熱体の制御温度を
決定することを特徴とする加熱装置。
【請求項１３】加熱体に耐熱性フィルムを接触摺動さ
せ、該フィルムの加熱体とは反対側の面に被加熱材を密
着させて該フィルムと共に加熱体位置を通過させて加熱
体から該フィルムを介して被加熱材に熱エネルギーを付
与する加熱装置において、被加熱体が加熱装置の加熱領域を通過していないときに
加熱体への電力供給をＨｉｇｈとＬｏｗの２値で制御
し、この時の加熱体の温度リップルのピークまたはボト
ムを基に次に加熱領域に入る被加熱材に対する加熱体の
制御温度を決定することを特徴とする加熱装置。
【請求項１４】加熱装置が、未定着画像を担持させた
記録材を加熱して像定着する画像加熱定着装置であるこ
とを特徴とする請求項１１又は同１３に記載の加熱装
置。