JP3179620B2 - 像加熱装置 - Google Patents

像加熱装置

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JP3179620B2 JP7951193A JP7951193A JP3179620B2 JP 3179620 B2 JP3179620 B2 JP 3179620B2 JP 7951193 A JP7951193 A JP 7951193A JP 7951193 A JP7951193 A JP 7951193A JP 3179620 B2 JP3179620 B2 JP 3179620B2
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は電子写真装置、静電記録
装置等の画像形成装置に用いられ記録材上の画像を加熱
して定着や表面性の改質を行う像加熱装置に関する。
【0002】
【従来の技術】像加熱装置の代表である加熱定着装置と
して特開昭63−313182号公報、特開平2−15
7878号公報等で、昇温の速い加熱体と薄膜のフィル
ムを用いたものが提案されている。
【0003】このようなフィルム加熱装置の一例を図1
0に示す。
【0004】薄肉の耐熱性フィルム1(又はシート)
と、このフィルム1の移動駆動手段11と、このフィル
ム1を中にしてその一方面側に固定支持して配置された
一定温調されるヒータ6と、他方面側にこのヒータ6に
対向して配置され、ヒータ6に対してフィルム1を介し
て画像定着すべき記録材Pの顕画像担持面を密着させる
加圧部材2を有し、フィルム1は少なくとも画像定着実
行時はフィルム1と加圧部材2との間に搬送導入される
画像定着すべき記録材Pと順方向に略同一速度で走行移
動させて、走行移動フィルム1を挟んでヒータ6と加圧
部材2との圧接で形成される定着部としてのニップ部を
通過させることにより、記録材の顕画像担持面をフィル
ム1を介してヒータ6で加熱して顕画像(未定着トナー
画像)に熱エネルギを付与して軟化・溶融せしめ、次い
で定着部通過後のフィルム1と記録材Pを分離点で離間
させることを基本とする加熱装置である。
【0005】尚、12はフィルム1にテンションを加え
るテンションローラである。
【0006】また、ヒータ6の温度制御はサーミスタ4
によるヒータ6の検知温度が一定となるように発熱体5
への通電を制御する。
【0007】このようなフィルム加熱方式は非常に熱容
量が小さく昇温の速い加熱体を用いることができ、ヒー
タが所定の加熱温度に達する迄の時間を大きく短縮でき
る。加えて、常温からでも容易にヒータを高温に立ち上
げることができるため、非プリント時に装置が待機状態
にあるときのスタンバイ温調をする必要がなく省電力化
にも貢献する。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】フィルム加熱方式の加
熱装置は加熱体の熱容量が小さいため、装置が冷えきっ
た状態からプリントが行われる場合(cold sta
rt)、加熱体の温調温度は高めに設定されなければな
らない。しかしながら、ある程度加圧ローラが温まり、
装置のもつ熱量に余裕が出てきた時には、温調温度をc
old startの時よりも低くしてよい。一般に、
加熱体の温調温度は不必要に高くてはならず、必要十分
な定着性を確保でき得る状態で低ければ低いほど良いと
される。それは以下の理由による。
【0009】 定着ニップ内の温度が高いほど記録紙
のカールは大きくなる。
【0010】 温度が高いほど記録紙の抵抗が低くな
るため、転写部において記録紙の背面に付与された電化
が定着部で逃げ、トナーを記録紙上に保持しておく力が
弱まり、オフセット現象を引き起こす。
【0011】以上のことから考えて、装置の状態に応じ
て加熱体の温調温度を切り換えることは必須である。
【0012】このため、従来より用いられている技術と
して、プリント直前の加熱体の温度によりファーストプ
リント時の温調温度の設定を行う方法がある。
【0013】しかし、この方法ではプリントを行うまで
の装置のプリント履歴を知ることができず、例えば、c
old startから1枚プリントしただけの場合
も、連続12枚プリント後の場合でも、プリント直前の
加熱体の温度が同じならば、ファーストプリントは全く
同じ温度で温調してしまうことになり、常に加熱体を適
正な温度に温調しておくのには、不十分であった。
【0014】またこれ以外の方法として、ファーストプ
リント時、加熱体を立ち上げる際の昇温速度に応じて温
調温度を決めるやり方も従来より知られているが、この
方法では、装置への入力電圧により昇温速度が大きくバ
ラつくため、やはり、温調温度を適正な温度に設定する
のには不正確なものであった。
【0015】
【課題を解決するための手段】第1の発明は、加熱体
加熱体の温度を検知する温度検知部材と 温度検知部
材の検知温度が設定温度を維持するように加熱体への通
電を制御する通電制御手段と、を有する像加熱装置にお
いて、プリント動作を終了し上記加熱体への通電をオフ
した際の上記加熱体の温度変化に基づき上記設定温度を
設定する温度設定手段を有することを特徴とする。 第2
の発明は、上記第1の発明で、上記温度設定手段は上記
加熱体の温度変化が大きい程上記設定温度を高く設定す
ることを特徴とする。 第3の発明は、上記第1の発明
で、上記温度設定手段が設定した上記設定温度は所定時
間内にプリント動作が開始されない場合リセットされる
ことを特徴とする第4の発明は、上記第3の発明で、
上記所定時間は設定された上記設定温度に応じて異なる
ことを特徴とする。 第5の発明は、加熱体と、加熱体の
温度を検知する温度検知部材と、温度検知部材の検知温
度が設定温度を維持するように加熱体への通電を制御す
る通電制御手段と、設定温度を設定する温度設定手段
と、を有し、設定温度設定後所定時間内にプリント動作
が開始されない場合、設定された設定温度がリセットさ
れる像加熱装置において、上記所定時間は設定された設
定温度に応じて異なることを特徴とする。 第6の発明
は、加熱体と、加熱体の温度を検知する温度検知部材
と、温度検知部材の検知温度が設定温度を維持するよう
に加熱体への通電を制御する通電制御手段と、設定温度
を設定する温度設定手段と、を有し、設定温度設定後、
加熱体が所定温度まで低下したら設定された設定温度が
リセットされる像加熱装置において、上記所定温度は設
定された設定温度に応じて異なることを特徴とする。
【0016】
【実施例】
<実施例1>図1は本発明を実施するフィルム加熱装置
の略断面図である。
【0017】本実施例では記録材送りスピード(プロセ
ススピード)36mm/secでA4サイズを毎分6枚
出力するレーザービームプリンタ(不図示)の加熱定着
装置に本実施例を適用する。
【0018】この加熱定着装置の基本構成は図10と同
様であり、図10と同一部材には同一符号を付し、その
説明は省略する。
【0019】ヒータ6はフィルムの移動方向と略直交す
る方向にそって設けられ、厚さ1mmの良熱伝導性のセ
ラミックとこのセラミックの下面に設けられた抵抗値3
4Ωの抵抗発熱体5からなる。セラミックの上面には温
度検知素子であるサーミスタ4が設けられている。サー
ミスタ4の出力信号はA/Dコンバータを介してCPU
8に入力される。CPU8はこの入力信号に基づき、A
Cドライバ9を介して発熱体5への通電電力を制御し、
ヒータの表面温度を所定の温度になるよう温調する。
【0020】上記の装置において、プリント動作終了
後、ヒータ6への通電は停止され次のプリント命令を受
けるまで待機することになる(スタンバイ状態)。
【0021】本実施例では、装置がプリント動作を終了
し、ヒータへの通電を停止した直後からt秒間のヒータ
温度の変化量を計測し、その値に応じて次回のプリント
の初期温調温度を決定する。前記t秒間はタイマーで計
測し、ヒータ温度の変化量の計測は、温度検知素子4及
びCPUで行う。
【0022】すなわち、ヒータOFF直後のヒータ温度
をTsとし、そこからt秒後のヒータ温度をTtとする
と、Ts−Ttを計測し、この値に応じ、例えば図2に
示す制御テーブルによって、次回プリント時の温調温度
を設定することになる。該制御テーブルは、予め実験に
基づいて作成され、ROM等のメモリーに記憶される。
CPUにおいて、温度検知素子4により計測されたTs
−Ttと、テーブルのTs−Ttとが照合され、それに
応じた次回温調温度信号がCPUから出力され、該信号
に基づいて、ACドライバ9は、発熱体5への通電電力
を制御し、ヒータの表面温度を所定値にする。この時、
ヒータに通電がされていなければ、装置自体は動いても
よく、したがって、後回転中であってもかまわない。
【0023】一般的にいって、装置がまだ、さほど温ま
っておらずヒータの温度を高めにすべき時Ts−Ttは
大きく、十分温まってヒータを低めの温度で温調したほ
うが良い時Ts−Ttは小さくなる。
【0024】温度変化をモニターする時間tは温度変化
を検出し得るならば何秒であっても構わないが、あまり
短い、或は長いと、装置状態のプリント履歴による違い
が検出値に現われずらくなるため、装置構成などに応じ
て最適な時間にすべきである。
【0025】ここで、検出するデータTs−Ttは温度
変化量であるが、一定時間t内の変化量であるから、概
念的には平均変化速度(Ts−Tt)/tと考えてもよ
く、これは、tをごく微小な値△tにするならば、ヒー
タOFF直後の速度dT/dtと近似的に捉えることも
可能である。そのような思想から、図2の制御テーブル
は図3のように表現してもよい。
【0026】また、モニター時間t以内にプリント信号
の入力があった場合には、前回のプリントの温調温度を
そのまま使う。或は、モニター時間tが経過するまで装
置を動かさなくともよい。
【0027】ところで、本実施例ではヒータOFF直後
の温度変化量をみているため、ここで決めた次回の温調
温度は、次回プリントまでの待機時間がある程度以上の
長さになった場合、その有効性を失うことになる。すな
わち、待機時間が長い場合には、十分温まっていた定着
装置も冷えきってしまい、前に決めた温調温度では熱量
が不足する可能性が大きい。したがって、この方法で決
めた温調温度はヒータOFF後からある一定時間τの間
に次回プリントが行われた場合のみ有効とし、この有効
時間τを過ぎた時にはデータリセットし、あらためて温
度設定を行う。
【0028】この有効時間τは、次回プリントの温調温
度が何℃に設定されたかによって可変にすることもでき
る。例えば次回プリント温度が温調テーブルの内で最高
温度に設定されたならば、次回までの待機時間がいくら
長くなってもこれ以上温調温度を高く設定しなおす必要
も手段もない。一例として有効時間τと次回温調温度に
ついての制御テーブルを図4に示す。
【0029】また或は、ある温度にスライスレベルを設
け、その温度以下にヒータ温度が下がった場合にデータ
リセットを行うようにしても同じ効果が得られる。
【0030】その場合も例えば図5のようなテーブルを
用いて、次回温調温度に応じてスライスレベルを可変に
することができる。
【0031】データリセットを行った際の初期温調温度
設定は、一律にcold startの温度設定と同じ
くしてもよいが、プリント直前のヒータ温度に応じて温
調を決める制御を併用することも考えられる。そのよう
に他の制御を本実施例と組み合せて使えば、より正確に
適正温度で温調ができるようになり、大変有用である。
【0032】なお、本例では制御パラメータとしてヒー
タの温調温度についてしか触れてはいないが、本発明の
適用範囲は温調温度にとどまらず、例えば電力リミッタ
を使用したときのヒータへの入力電力などにも用いるこ
とができ、またこれは実施例2以降についても同じであ
る。
【0033】<実施例2>本実施例では、画像形成装置
がプリント動作を終了し、ヒータへの通電が停止された
後、ヒータ温度が温度Teから温度Tqに下がるまでの
所要時間によって、次回プリント時の初期温調温度を決
定する。
【0034】その制御テーブルを図6に示す。
【0035】ヒータ温度がTq以上でプリント命令があ
った時は、前回プリントの温調温度をそのまま使うか、
もしくはTqに下がるまでプリント命令を受けつけなく
する。
【0036】また、ヒータがOFFされてからある時間
τが経過したらデータリセットを行うのは実施例1と同
様であるが、この時間はヒータ温度がTqに達してから
の経過時間であってもよい。
【0037】<実施例3>本実施例では、装置にプリン
ト信号の入力があった際、プリント動作を開始する直前
のヒータ温度Tcと、その時点から一定時間(tm)前
のヒータ温度Tiを用い、tm間の温度変化量Ti−T
cの値に応じて、このプリントの初期温調温度を決め
る。その制御テーブルは、例えば図7に示したようにな
る。このテーブルでは温度変化量で温調温度の設定を行
うが、勿論、実施例1の様に平均変化速度や速度dT/
dtで記述することもできる。また実施例1と同じく、
ある温度Tαにおいてスライスレベルを設け、ヒータ温
度TcがTα以下になっている場合には、本制御は適用
されないようにしてもよい。或は逆に、ある温度Tβ以
上である場合は、前回の温調温度をそのまま使い、本制
御は行わないものとしてもよい。また或は、スライスレ
ベルを2つ設け、ヒータ温度TcがTα以上Tβ以下の
場合にのみ、すなわち、 Tα≦Tc≦Tβ のと
きにのみ本実施例の温調制御を実行するようにしてもよ
い。
【0038】本実施例のように、プリント直前の温度変
化量でその後の制御を決めるようにすれば、プリント前
の装置の熱的状態をより正確に知ることが出来るため、
制御値の的確性を増すことができる。
【0039】<実施例4>本実施例では、プリント直前
のヒータの温度変化量Ti−Tcと、プリント直前のヒ
ータ温度Tcの2つのパラメーターによって、次回プリ
ントの温調温度を決めている。これは、前述の実施例と
は違い、単に温度にスライスレベルを設けるということ
ではなく、図8に示すようなマトリックスでデータテー
ブルを作成している。
【0040】実施例3のように、いかなるヒータ温度T
cに対しても温度変化量Ti−Tcだけが次回プリント
温度の決定要素である場合、選択される制御値は必ずし
も適正値にはならない可能性がある。
【0041】例えば、温度変化量は同じだがプリント前
ヒータ温度が違う場合、明らかにヒータ温度が低い方が
次回のプリントでより多くの熱量を必要とする。
【0042】これは、一般にヒータ温度が低くなるほど
温度の降下速度は鈍るのにかかわらず、低い温度にある
ヒータは、今比較対象にある高い温度のヒータと比べ
て、その温度により素早く降下しえたという事実から考
えて当然である。
【0043】このように同じ降下量であっても次回プリ
ントで必要とする熱量が違う−設定すべき温調温度が違
う−といった問題は本実施例のように温度と温度降下量
の2つのパラメータを用いマトリックスでテーブルを持
っておけば発生することはない。
【0044】したがって、本実施例のように各温度レベ
ルごとにそのレベルに応じた制御値をもたせることは、
より適切な制御値の選択のために非常に有効な手段であ
る。
【0045】<実施例5>本実施例では実施例3,4と
同様にプリント直前の温度変化量に応じて次回プリント
の温調温度を決定するが、その際のデータテーブルは図
9に示すように、プリント直前温度Tcごとでそれぞれ
異なった温調温度と温度変化量Ti−Tcのテーブルを
もつものである。
【0046】前述実施例ではテーブル中の温度変化量T
i−Tcの区切り位置は、プリント直前温度Tcによら
ず、みな固定されていた。これは一種類の温度変化量の
テーブルで全温度領域をカバーしようとしたためであ
る。しかし、スタンバイ中のある一定時間内にヒータが
温度変化し得る量はTcの値で異なるため、前述実施例
のような方法では、あるTcによっては絶対に有り得な
い、必要の無い温度変化までもテープ内では考慮してお
かなくてはならなかった。これはとりもなおさず、本当
に必要な部分の精度を鈍らせることになる。すなわち、
前述実施例までの方法では、制御の精度は比較的大雑把
なものであったことになる。
【0047】本実施例では、各温度Tcごとに温度変化
量の区切り位置を変え、各Tcでの温度変化量の検出能
力を向上させているため、上記のような問題は全く存在
しなくなる。したがって、制御の精度は前述実施例と比
べ更に向上する。
【0048】
【発明の効果】請求項1に係る発明によれば、装置の温
まり具合を入力電圧の影響を受けずに正確に把握できる
ので、適切な温調温度の設定を行なうことができる。
求項5、6に係る発明によれば、待機時間の長さに拘ら
ず適切な温調温度に設定することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明を実施する加熱装置の断面図
【図2】本発明の実施例を示すヒータ温度制御テーブル
【図3】本発明の実施例を示すヒータ温度制御テーブル
【図4】第一の実施例の有効時間を示すテーブル
【図5】第一の実施例の有効温度を示すテーブル
【図6】本発明の第二の実施例を示すヒータ温度制御テ
ーブル
【図7】本発明の第三の実施例を示すヒータ温度制御テ
ーブル
【図8】本発明の第四の実施例を示すヒータ温度制御テ
ーブル
【図9】本発明の第五の実施例を示すヒータ温度制御テ
ーブル
【図10】従来の加熱装置の断面図
【符号の説明】
1…定着フィルム 2…加圧ローラ 3…ステー 4…サーミスタ 5…発熱体 6…ヒータ 11…駆動ローラ 12…テンションロ
ーラ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 高野 学 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 奥田幸一 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 阿部篤義 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 友行洋二 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 昭59−206915(JP,A) 特開 昭63−178281(JP,A) 特開 平1−263679(JP,A) 特許2925386(JP,B2) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) G03G 13/20 G03G 15/20

Claims (6)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 加熱体と 加熱体の温度を検知する温度
    検知部材と 温度検知部材の検知温度が設定温度を維持
    するように加熱体への通電を制御する通電制御手段と、
    を有する像加熱装置において、 プリント動作を終了し上記加熱体への通電をオフした際
    の上記加熱体の温度変化に基づき上記設定温度を設定す
    る温度設定手段 を有することを特徴とする像加熱装置。
  2. 【請求項2】 上記温度設定手段は上記加熱体の温度変
    化が大きい程上記設定温度を高く設定することを特徴と
    する請求項1の像加熱装置。
  3. 【請求項3】 上記温度設定手段が設定した上記設定温
    度は所定時間内にプリント動作が開始されない場合リセ
    ットされることを特徴とする請求項1の像加熱装置。
  4. 【請求項4】 上記所定時間は設定された上記設定温度
    に応じて異なることを特徴とする請求項3の像加熱装
    置。
  5. 【請求項5】 加熱体と、加熱体の温度を検知する温度
    検知部材と、温度検知部材の検知温度が設定温度を維持
    するように加熱体への通電を制御する通電制御手段と、
    設定温度を設定する温度設定手段と、を有し、設定温度
    設定後所定時間内にプリント動作が開始されない場合、
    設定された設定温度がリセットされる像加熱装置におい
    て、 上記所定時間は設定された設定温度に応じて異なること
    を特徴とする 像加熱装置。
  6. 【請求項6】 加熱体と、加熱体の温度を検知する温度
    検知部材と、温度検知部材の検知温度が設定温度を維持
    するように加熱体への通電を制御する通電制御手段と、
    設定温度を設定する温度設定手段と、を有し、設定温度
    設定後、加熱体が所定温度まで低下したら設定された設
    定温度がリセットされる像加熱装置において、 上記所定温度は設定された設定温度に応じて異なること
    を特徴とする 像加熱装置。
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