JP3211419B2 - 像加熱装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、複写機・プリンタ・フ
ァックスなどの画像形成装置において、顕画材（トナ
ー）像を形成担持させた被加熱材としての記録材の該担
持顕画材像を加熱する像加熱装置に関する。より詳しく
は、通電により発熱する加熱体と、加熱体に接触しつつ
移動する耐熱性フィルムと、加熱体とニップを形成する
加圧部材と、を有し、ニップで記録材を挟持搬送しつつ
フィルムを介した加熱体からの熱により記録材上の画像
を加熱するフィルム加熱方式の像加熱装置に関する。

【０００２】

【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、例えば、特開昭６３−３１３１８２号公報・特開
平２−１５７８７８号公報・特願平２−３３９９００号
公報等に提案されており、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、例えば、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
材を用いて記録材（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・印刷紙等）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材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。

【０００３】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。

【０００４】従来、画像の加熱定着等のための記録材の
加熱装置は、所定の温度に維持された加熱ローラーと、
弾性層を有して前記加熱ローラーに圧接する加圧ローラ
ーとによって記録材を挟持搬送しつつ加熱する熱ローラ
ー定着方式が多用されている。また、フラッシュ加熱方
式、オーブン加熱方式、熱板加熱方式等、種々の方式・
構成のものが知られており、また実用されている。

【０００５】また、米国特許第３，５７８，７９７号明
細書に開示のように、ベルト加熱方式も知られている。
これは、 ．トナー像を加熱体ウェブに接触させてその融点へ加
熱して溶融し、 ．溶融後、そのトナーを冷却して比較的高い粘性と
し、 ．トナーの加熱体ウェブへ付着する傾向を弱めた状態
で加熱体ウェブから剥す、 という過程を経ることで、オフセットを生じさせずに定
着する方法である。

【０００６】最近では、前記のようなフィルム加熱方式
の像加熱装置（定着装置）として、固定支持された加熱
体（サーマルヒーター、以下ヒーターと記す）と、該ヒ
ーターに対向圧接しつつ搬送される耐熱性フィルムを介
して記録材をヒーターに密着させる加圧部材を有し、ヒ
ーターの熱をフィルムを介して記録材へ付与することで
記録材面に形成担持されている未定着画像を記録材面に
加熱定着させる方式・構成の装置が考案されている。

【０００７】例えば、特開昭６３−３１３１８２号公報
に開示の方法・装置等がこれに属し、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
たヒーターと、他方面側に該ヒーターに対向して配置さ
れ該ヒーターに対して該フィルムを介して画像定着する
べき記録材の顕画材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
ィルムを挟んでヒーターと加圧部材との圧接で形成され
る定着点としての定着ニップ部を通過させることにより
該記録材の顕画材像担持面を該フィルムを介して該ヒー
ターで加熱して顕画材像（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、次いで定着点通過後
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
する加熱手段・装置である。

【０００８】このようなフィルム加熱方式においては、
ヒーターとして低熱容量加熱体を用いることができる。
そのため、従来の接触式加熱方式である熱ローラー方
式、ベルト加熱方式に比べ省電力化及びウエイトタイム
の短縮化（クイックスタート）が可能となる。その他、
従来の加熱方式の種々の欠点を解決できる利点を有し、
効果的なものである。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】ところで、上記フィル
ム加熱方式の加熱装置ないしは定着装置では、低熱容量
ヒーターを用いているため、過大な電力が印加されると
過昇温し、ヒーターを破損したり、オーバー・シュート
が大きくなる。又、電力が少なすぎると、所定の加熱
（定着）温度まで上がらなかったり、温度低下が早くて
温度リップルが大きくなったりする。

【００１０】そのため、ヒーターに対して細かな電力制
御をする必要があり、その電力制御方法として、ＡＣ位
相制御方法や、ＤＣ−ＰＷＭ制御方法が提案されてい
る。

【００１１】しかしＡＣ位相制御方法では周期的に大き
なノイズが発生し、又ＤＣ−ＰＷＭ制御方法では制御回
路が複雑となるという問題が有る。

【００１２】そこで、ＡＣ電源の零点から次の零点まで
を基本単位として制御する波数制御方法が提案されてい
る。

【００１３】（ａ）しかし、従来のフィルム加熱方式の
像加熱装置では記録材（紙）は耐熱性フィルムを介して
低熱容量のヒーターにより加熱されるため、ヒーターが
発熱していない時、記録材が通過するとヒーターの温度
は急激に低下し、その結果、ヒーターが発熱していない
時は加熱しない、即ち加熱ムラ（定着ムラ）が起こると
いう問題が有った。

【００１４】画像定着装置についていえば、記録材先端
部は、記録材を通しての熱伝達が望めないため（記録材
は定着装置によって搬送されているため熱伝達の方向は
時間軸の方向が大部分を占める）、記録材の先端部分に
おいて画像定着性が著しく損なわれることとなる。

【００１５】これは記録材先端部の定着性がヒーターへ
の印加電力を設定すれば記録材先端において定着性は問
題ないが、この時他の領域で顕画材が過溶融をおこしオ
フセットなどを起こす。

【００１６】本発明は上述のような加熱ムラ、画像定着
装置にあっては上述のような記録材先端部の定着不良を
防ぐことを第１の目的とする。

【００１７】（ｂ）また、波数制御法では、制御単位内
での半波の組み合わせによって電力を制御しているた
め、加熱体へ印加する電力値によっては通電がなされて
いない区間が大きくなる、例えば、図１５に示すように
制御ブロック数が１０で、交流電源の電源電圧１００
Ｖ、周波数５０Ｈｚ一定、ヒーターの発熱抵抗値が１０
Ωのヒーターを使った場合、通電が完全にＯＦＦとなる
場合を除いて、１０分の１の出力の時、連続して９０ｍ
ｓの間、通電されない区間が発生する。

【００１８】一方、この低熱容量のヒーターを用いた画
像形成装置の記録材搬送速度が１００ｍｍ／秒の時、９
０ｍｓの間に記録材は９ｍｍ搬送される。つまり最大９
ｍｍの間記録材はヒーターからの通電加熱を受けない。

【００１９】また、図１６に示すように記録材先端部
は、記録材を通しての熱伝達が望めないため（記録材は
定着装置によって搬送されているため熱伝達の方向は時
間軸ｔの方向が大部分を占める）、記録材の先端部分に
おいて画像定着性が著しく損なわれることとなる。

【００２０】そこで本発明は、加熱体に通電されない区
間による記録材の加熱ムラの発生を防止し、画像定着装
置にあっては、記録材の先端部においても定着不良が起
こることを無くし、記録材全域にわたって安定した加熱
定着処理が実行されるようにすることを第２の目的とす
る。

【００２１】

【課題を解決するための手段】本発明は下記の構成を特
徴とする像加熱装置を要旨とする。

【００２２】（１）通電により発熱する加熱体と、加熱
体に接触しつつ移動する耐熱性フィルムと、加熱体とニ
ップを形成する加圧部材と、を有し、ニップで記録材を
挟持搬送しつつフィルムを介した加熱体からの熱により
記録材上の画像を加熱する像加熱装置において、記録材
先端がニップに挟持されている時の上記加熱体への印加
電力を記録材先端より後が挟持されている時の印加電力
より大きくすることを特徴とする像加熱装置。

【００２３】（２）交流電源からの通電により発熱する
加熱体と、加熱体に接触しつつ移動する耐熱性フィルム
と、加熱体とニップを形成する加圧部材と、交流波形の
所定波数を制御単位として１制御単位内の通電波数を加
熱体の温度に応じて切換えて加熱体への通電を制御する
通電制御手段と、を有し、フィルムを介した加熱体から
の熱により記録材上の画像を加熱する像加熱装置におい
て、記録材先端がニップに入るタイミングと上記制御単
位中の通電部分が一致するように制御する手段を有する
ことを特徴とする像加熱装置。

【００２４】

【実施例】以下の第１〜第３の実施例は請求項１に記載
した構成を特徴とする像加熱装置の実施例である。

【００２５】〈第１の実施例〉（図１〜図８） （１）画像形成装置例（図１） 図１はフィルム加熱方式の加熱装置を定着装置として備
えた画像形成装置の一例の概略構成図である。本例の画
像形成装置は原稿台往復動型・回転ドラム型・転写式の
電子写真複写装置である。

【００２６】１００は装置機筺、１はその装置機筺の上
面板１００ａ上に配設したガラス板等の透明板部材より
なる往復動型の原稿載置台であり、機筺上面板１００ａ
上を図面上右方ａ、左方ａ´におのおの所定の速度で往
復移動駆動される。

【００２７】Ｇは原稿であり、複写すべき画像面側を下
向きにして原稿載置台１の上面に所定の載置基準に従っ
て載置し、その上に原稿圧着板１ａをかぶせて押え込む
ことによりセットされる。

【００２８】１００ｂは機筺上面板１００ａ面に原稿載
置台１の往復移動方向とは直角の方向（紙面に垂直の方
向）を長手として開口された原稿照明部としてのスリッ
ト開口部である。

【００２９】原稿載置台１上に載置セットした原稿Ｇの
下向き画像面は原稿載置台１の右方ａへの往動移動過程
で右辺側から左辺側にかけて順次にスリット開口部１０
０ｂの位置を通過していき、その通過過程で蛍光灯ラン
プ３の光Ｌをスリット開口部１００ｂ、透明な原稿載置
台１を通して受けて照明走査される。その照明走査光の
原稿面反射光が短焦点小径結像素子アレイ２によって感
光ドラム４面に結像露光される。

【００３０】感光ドラム４は例えば酸化亜鉛感光層・有
機半導体感光層等の感光層が被覆処理され、中心支軸４
ａを中心に所定のプロセススピード（周速度）で矢示ｂ
の時計方向に回転駆動され、その回転過程で帯電器５に
より正極性又は負極性の一様な帯電処理を受け、その一
様帯電面に前記の原稿画像の結像露光（スリット露光）
を受けることにより感光ドラム４面には結像露光した原
稿画像に対応した静電潜像が順次に形成されていく。

【００３１】この静電潜像は現像器６により加熱で軟化
溶融する樹脂等より成るトナーにて順次に顕像化され、
該顕像たるトナー画像が転写部としての転写放電器９の
配設部位へ移行していく。

【００３２】Ｓは記録材としての転写材シートＰを積載
収納したカセットであり、該カセット内のシートが給送
ローラー７の回転により１枚宛繰出し給送され、次いで
レジストローラー８により、ドラム４上のトナー画像形
成部の先端が転写放電器９の部位に到達したとき転写材
シートＰの先端も転写放電器９と感光ドラム４との間位
置に丁度到達して両者一致するようにタイミングどりさ
れて同期給送される。そしてその給送シートの面に対し
て転写放電器９により感光ドラム４側のトナー画像が順
次に転写されていく。

【００３３】転写部でトナー画像転写を受けたシートは
不図示の分離手段で感光ドラム４面から順次に分離され
て搬送装置１０によって後述する定着装置１１に導かれ
て担持している未定着トナー画像の加熱定着処理を受
け、画像形成物としてガイド４３・排出ローラー４４を
通って機外の排紙トレイ１２上に排出される。

【００３４】画像転写後の感光ドラム４の面はクリーニ
ング装置１３により転写残りトナー等の付着汚染物の除
去を受けて繰り返して画像形成に使用される。

【００３５】（２）定着装置１１（図２・図３） 図２は定着装置１１の概略構成図である。図３は加熱体
（ヒーター）の通電発熱体層形成面側をみた途中部省略
平面図である。

【００３６】２５はエンドレスベルト状の耐熱性の定着
フィルムであり、左側の駆動ローラー２６と、右側の従
動ローラー２７と、この両ローラー２６・２７間の下方
に固定支持させて配設した低熱容量線状加熱体としての
ヒーター２１と、駆動ローラー２６の下方に配設したガ
イドローラー２６ａとの、互いに並行な該４部材２６・
２７・２１・２６ａ間に懸回張設してある。

【００３７】従動ローラー２７はエンドレスベルト状の
定着フィルム２５のテンションローラーを兼ねており、
定着フィルム２５は駆動ローラー２６の時計方向回転駆
動に伴ない時計方向に所定の周速度、即ち画像形成部
（９）側から搬送されてくる未定着トナー画像Ｔａを上
面に担持した記録材としての転写材シートＰの搬送速度
と同じ周速度をもってシワや蛇行、速度遅れなく回動駆
動される。

【００３８】２８は加圧部材としての、シリコンゴム等
の離型性の良いゴム弾性層を有する加圧ローラーであ
り、前記のエンドレスベルト状定着フィルム２５の下行
側フィルム部分を挟ませて前記ヒーター２１の下面に対
して付勢手段により例えば総圧４〜７ｋｇの当接圧をも
って対向圧接させてあり、転写材シートＰの搬送方向に
順方向の反時計方向に回転する。

【００３９】回動駆動されるエンドレスベルト状の定着
フィルム２５は繰り返してトナー画像の加熱定着に供さ
れるから、耐熱性・離型性・耐久性に優れ、一般的には
総厚１００μｍ以下、好ましくは４０μｍ未満の薄肉の
単層或は複合層フィルムを使用する。

【００４０】本実施例では、ポリイミド・ポリエーテル
イミド・ＰＥＳ・ＰＦＡ（４フッ化エチレン−パーフル
オロアルキルビニルエーテル共重合体樹脂）などで、厚
み２０μｍ程の耐熱樹脂フィルムの画像当接面側にＰＴ
ＦＥ（４フッ化エチレン樹脂）・ＰＡＦ等の離型性コー
ト層を約１０μｍ厚に施こしたものである。

【００４１】加熱体としてのヒーター２１は、本例のも
のは、転写材シートＰの搬送方向に直交する方向を長手
とする絶縁性・高耐熱性・低熱容量のヒーター基板２２
と、該基板面に長手に沿って印刷して形成された通電発
熱体層２３と、該基板２２の通電発熱体層形成面側とは
反対側の面に接触させて設けたヒーター検温素子として
のサーミスタ２４を基本構成とする全体に低熱容量のも
のであり、該ヒーター２１をヒーターホルダー３０に通
電発熱体層形成面側を露呈させて保持させてある。

【００４２】ヒーターホルダー３０はヒーター２１を断
熱保持するもので、例えばＰＰＳ（ポリフェニレンサル
ファイド）、ＰＡＩ（ポリアミドイミド）、ＰＩ（ポリ
イミド）、ＰＥＥＫ（ポリエーテルエーテルケトン）、
液晶ポリマ等の高耐熱性樹脂や、これらの樹脂とセラミ
ックス金属・ガラス等との複合材料などである。

【００４３】ヒーター基板２２は一例として厚み１．０
ｍｍ・巾１０ｍｍ・長さ２７０ｍｍのアルミナ基板であ
る。またこれを含む複合材基板等である。

【００４４】通電発熱体層２３は図３のようにヒーター
基板２２の下面の略中央部分に長手に沿って例えばＡｇ
／Ｐｄ、ＲｕＯ₂、Ｔａ₂Ｎ等の電気抵抗材料を巾２．０
ｍｍに塗工（スクリーン印刷等）して具備させたもの
で、その両端部に通電させて設けた給電電極２３ａ・２
３ｂ間に電圧が印加されて通電される。

【００４５】通電は検温素子２４によりコントロールさ
れ、所望の温度エネルギー放出量に応じた電力が与えら
れてヒーター２１のエネルギー温度制御がなされる。

【００４６】ヒーター２１の通電発熱体層２３を形成し
た面はフィルム２５の摺動搬送による摩損を防止するた
めに薄い耐熱ガラス等の表面保護層で被覆してもよい。

【００４７】（３）定着実行動作 画像形成スタート信号により画像形成装置が像形成動作
して画像形成部（９）側から定着装置１１へ搬送された
転写材シートＰは入口ガイド２９に案内されて、温度制
御されたヒーター２１と加圧ローラー２８との圧接部Ｎ
（定着ニップ部）の定着フィルム２５と加圧ローラー２
８との間に進入して、未定着トナー画像面がシートＰの
搬送速度と同一速度で同方向に面移動状態のフィルム２
５の下面に密着して面ズレやしわ寄りを生じることなく
フィルム２４と一緒の重なり状態でヒーター２１と加圧
ローラー２８との定着ニップ部Ｎを挟圧力を受けつつ通
過していく。

【００４８】３５は入口ガイド２９に配設したシートセ
ンサーであり、シート先端が定着装置１１に到達したこ
とを検知する。

【００４９】シートＰのトナー画像担持面はフィルム面
に押圧密着状態で定着ニップ部Ｎを通過していく過程で
ヒーター２１の熱をフィルム２５を介して受け、トナー
画像が高温溶融してシートＰ面に軟化接着化Ｔｂする。

【００５０】本例装置の場合は記録材たるシートＰとフ
ィルム２５との分離はシートＰが定着ニップ部Ｎを通過
して出た時点で行なわせている。

【００５１】フィルム２５と分離されたシートＰはガイ
ド４３で案内されて排紙ローラー対（４４）へ至る間に
ガラス転移点より高温のトナーＴｂの温度が自然降温
（自然冷却）してガラス転移点以下の温度になって固化
Ｔｃするに至り、画像定着済みのシートＰがトレイ上へ
出力される。

【００５２】図４の（ａ）は、図２の定着装置において
ガイドローラー２６ａを省略した形態の定着装置例の斜
視図である。フィルム２５はエンドレスベルト状に限ら
ず、図４の（ｂ）ように、送り出し軸４１にロール巻に
巻回した有端の定着フィルム２５をヒーター２１と加圧
ローラー２８との間、ガイドローラー２６ａの下を経由
させて巻取り軸４２に係止させて、送り出し軸４１側か
ら巻取り軸４２側へ転写材シートＰの搬送速度と同一速
度をもって走行させる構成であってもよい。

【００５３】（４）加熱体電力制御回路（図５・図６） 図５に本実施例の加熱体（ヒーター）電力制御回路のブ
ロック図を示す。

【００５４】３４はＡＣ電源手段である。３１は制御手
段であり、本実施例においてはマイクロコンピュータ及
び論理素子等により構成されている。制御手段３１の入
力端子ＩＮ１には、ヒーター２１の検温素子としてのサ
ーミスタ２４の出力値が入力されており、ヒーター２１
の温度を検知している。

【００５５】３２はＡＣ電源３４の零電圧タイミングを
検知するための零点検知手段であり、該零点検知手段３
２の出力が制御手段３１の入力ＩＮ２に入力されてお
り、制御手段３１はＩＮ２の信号に従ってヒーター２１
の通電制御の信号を出力する。

【００５６】制御手段３１の入力端子ＩＮ３には前記シ
ートセンサー３５がつながれており、制御手段３１はこ
のセンサー３５の信号によりシート先端が定着装置１１
に到達したことを検知する。

【００５７】３３は通電制御装置（通電制御手段）であ
り、トライアック等のスイッチ手段等で構成されてい
る。制御手段３１の出力信号に従って、ヒーター２１に
通電する。

【００５８】制御手段３１は画像形成装置の複写シーケ
ンスを制御するためのその他の入力と出力が接続されて
いる。また複写動作シーケンスプログラム等がプログラ
ムされたＲＯＭ及びＲＡＭ等が内蔵されている。

【００５９】Ｖ_CC端子には＋５Ｖの直流電源が接続さ
れ、ＧＮＤ端子はグランドに接続されている。

【００６０】ヒーター２１の通電制御はＡＣ電源３４の
零点から次の零点までの間を最小単位として、その零点
から次の零点までの間の波の所定数のブロックを制御ブ
ロック単位として通電される。

【００６１】制御ブロック単位の間の通電される波の数
を制御してヒーター２１に印加される電力を制御する。
例えば、制御ブロック単位が８波で、ＡＣ１００Ｖ入力
で１０００Ｗのヒーターを使い、５００Ｗの制御する
時、制御ブロック単位のなかで４波だけ通電するように
制御する。制御ブロック単位が１０波の時は５波だけ通
電するように制御する。

【００６２】その例を図６に示す。図６で（ａ）は制御
ブロック単位が８波の場合であり、（ｂ）は制御ブロッ
ク単位が１０波の場合である。斜線を付した波が通電さ
れる波である。制御ブロック単位の波数で制御される最
小電力単位が決定され、前述のヒーター例では制御ブロ
ック単位８波の時１２５Ｗ単位で制御可能であり、制御
ブロック単位１０波の場合は１００Ｗ単位で制御可能で
ある。

【００６３】本実施例では制御ブロック単位を通常は１
０波で制御しているものとする。

【００６４】（５）通電制御フロー（図７・図８） 図７は制御手段３１の通電制御フローの一部である。こ
のサブルーチンではＡＣ電源の零点ごとに呼ばれるルー
チンである。

【００６５】ステップＳ１でコピー中か否かチェックす
る。コピー中でない時、ステップＳ２へ移行して制御カ
ウンタ１及び２をクリアーし、ヒーター（加熱体）２１
への通電をＯＦＦして出口へ抜ける。

【００６６】コピー動作が開始されるとステップＳ３へ
移行する。ステップＳ３で制御カウンタ１が零か否かチ
ェックする。この制御カウンタ１は、制御ブロック単位
のバッファーカウンタである。ステップＳ３で零で無い
とき、ステップＳ８へ移行する。ステップＳ３で零の時
ステップＳ４へ移行する。

【００６７】ステップＳ４では、紙（シート）先端フラ
グが“１”か否かチェックする。この紙先端フラグは別
のルーチンでセットされるフラグであり、紙先端が定着
装置１１に入る所定の時間だけ“１”になる。ステップ
Ｓ４で“１”で無いときステップＳ６へ移行する。この
時制御カウンタ１に通常の制御ブロック単位である１０
をセットしステップＳ７へ移行する。ステップＳ４で
“１”のときはステップＳ５へ移行する。

【００６８】ステップＳ５では、制御カウンタ１に制御
ブロック単位の半分である５をセットし、ステップＳ７
へ移行する。

【００６９】ステップＳ７では、制御カウンタ２にあら
かじめ所定の番地に記憶されている制御ブロック単以内
の通電する波の数をセットしてステップＳ８へ移行す
る。

【００７０】ステップＳ８では、制御カウンタ１を１減
算し、ステップＳ９へ移行する。

【００７１】ステップＳ９では、制御カウンタ２が零か
否かチェックする。零の時出口へと抜ける。ステップＳ
９で零で無いとき、ステップＳ１０へ移行する。

【００７２】ステップＳ１０では、１波だけ通電を行い
ステップＳ１１へ移行し、ステップＳ１１で制御カウン
タ２を１減算して出口へ抜ける。

【００７３】次に、図８に従って紙先端フラグのセッ
ト、リセットを述べる。図８は一定の時間ごとに、また
は必要に応じて呼ばれるサブルーチンである。

【００７４】ステップＳ１２でコピー中か否かチェック
する。コピー中で無いとき、ステップＳ１４へ移行し、
紙先端フラグとエッジフラグをリセットして出口へ抜け
る。

【００７５】ステップＳ１２でコピー中であった時、ス
テップＳ１３へ移行する。

【００７６】ステップＳ１３では、定着装置入口にある
シートセンサー３５がＯＮか否かチェックする。ＯＮで
ないとき、ステップＳ１５へ移行する。

【００７７】ステップＳ１５では、エッジフラグをリセ
ットして出口へ抜ける。

【００７８】ステップＳ１３でセンサー３５がＯＮの
時、ステップＳ１６へ移行する。

【００７９】ステップＳ１６では、エッジフラグが
“１”か否かチェックする。このエッジフラグは紙先端
を判断するために使われるフラグである。ステップＳ１
６で“１”で無いとき、ステップＳ１８へ移行する。

【００８０】ステップＳ１８では、エッジフラグをセッ
トして、タイマーをスタートして出口へ抜ける。

【００８１】ステップＳ１６で“１”の時ステップＳ１
７へ移行する。

【００８２】ステップＳ１７では、紙先端フラグが
“１”か否かチェックする。ステップＳ１７で“１”で
無いときステップＳ２１へ移行する。

【００８３】ステップＳ２１では、タイマーの値がｔ₁
であるか否かチェックする。ｔ₁で無いとき出口へ抜け
る。ｔ₁の場合ステップＳ２２へ移行する。ここでｔ₁は
センサー３５の位置から紙が定着ニップまで移動するの
に必要な時間から制御ブロック単位の時間だけ短い時間
である。

【００８４】ステップＳ２２では、紙先端フラグをセッ
トして、タイマーをクリアーし再スタートし、出口へ抜
ける。

【００８５】ステップＳ１７で紙先端フラグが“１”の
時ステップＳ１９へ移行する。

【００８６】ステップＳ１９では、タイマーの値がｔ₂
であるか否かチェックする。ｔ₂で無いとき出口へ抜け
る。ｔ₂の場合ステップＳ２０へ移行する。ここでｔ₂は
制御ブロック単位の時間である。ステップＳ２０では紙
先端フラグをリセットして、タイマーをクリアーしてス
トップし、出口へ抜ける。

【００８７】このように定着装置入口にあるシートセン
サー３５で紙（シート）が定着装置に入るタイミングを
判断して、紙先端部対応時にヒーターに印加される電力
を他の領域より大きくする事で紙先端の定着不良をなく
せる。なお、シートセンサー３５はレジストローラー８
から定着装置１１の定着ニップまでの間のどこにあって
も同様にできる。

【００８８】＜第２の実施例＞（図９） 本実施例は前記第１の実施例におけるヒーターに対する
通電制御を定着装置入口のシートセンサー３５の信号で
なく、レジストローラー８のＯＮタイミングで行う。そ
の他の構成は第１の実施例と同様である。

【００８９】カセットＳから給送されたシートＰは感光
ドラム４上の画像と同期をとるためレジストローラー８
に突きあてられた状態で１度停止する。その後同期をと
るタイミングでレジストローラー８の回転駆動がスター
トされる。

【００９０】図９は本実施例の紙先端フラグのセット、
リセットのサブルーチンであり、一定の時間ごとに、ま
たは必要に応じて呼ばれるサブルーチンである。

【００９１】ステップＳ３１でコピー中か否かチェック
する。コピー中で無いとき、ステップＳ３３へ移行し、
紙先端フラグとエッジフラグをリセットして出口へ抜け
る。

【００９２】ステップＳ３１でコピー中であった時、ス
テップＳ３２へ移行する。ステップＳ３２ではレジスト
ローラー８の駆動がＯＮか否かチェックする。ＯＮでな
いとき、ステップＳ３４へ移行する。

【００９３】ステップＳ３４では、エッジフラグをリセ
ットして出口へ抜ける。

【００９４】ステップＳ３２でレジストローラー８の駆
動がＯＮの時、ステップＳ３５へ移行する。

【００９５】ステップＳ３５では、エッジフラグが
“１”か否かチェックする。このエッジフラグはレジス
トローラー８のＯＮエッジを判断するために使われるフ
ラグである。ステップＳ３５で“１”で無いとき、ステ
ップＳ３７へ移行する。

【００９６】ステップＳ３７では、エッジフラグをセッ
トして、タイマーをスタートして出口へ抜ける。

【００９７】ステップＳ３５で“１”の時ステップＳ３
６へ移行する。ステップＳ３６では紙先端フラグが
“１”か否かチェックする。ステップＳ３６で“１”で
無いときステップＳ４０へ移行する。

【００９８】ステップＳ４０では、タイマーの値がｔ₃
であるか否かチェックする。ｔ₃で無いとき出口へ抜け
る。ｔ₃の場合ステップＳ４１へ移行する。ここでｔ₃は
レジストローラー８の位置から紙が定着ニップまで移動
するのに必要な時間から制御ブロック単位の時間だけ短
い時間である。

【００９９】ステップＳ４１では、紙先端フラグをセッ
トして、タイマーをクリアーし再スタートし、出口へ抜
ける。

【０１００】ステップＳ３６で紙先端フラグが“１”の
時ステップＳ３８へ移行する。

【０１０１】ステップＳ３８では、タイマーの値がｔ₂
であるか否かチェックする。ｔ₂で無いとき出口へ抜け
る。ｔ₂の場合ステップＳ３９へ移行する。ここでｔ₂は
制御ブロック単位の時間である。

【０１０２】ステップＳ３９では、紙先端フラグをリセ
ットして、タイマーをクリアーしてストップし、出口へ
抜ける。

【０１０３】＜第３の実施例＞（図１０・図１１） 本実施例では、制御ブロック単位の通電波の数を制御す
る。その他の構成は第１の実施例と同様である。

【０１０４】図１０に本実施例の通電制御サブルーチン
を示す。このサブルーチンはＡＣ電源の零点ごとに呼ば
れるルーチンである。

【０１０５】ステップＳ５１でコピー中か否かチェック
する。コピー中でない時、ステップＳ５２へ移行して制
御カウンタ１及び２をクリアーし、ヒーター２１への通
電をＯＦＦして出口へ抜ける。コピー動作が開始される
とステップＳ５３へ移行する。

【０１０６】ステップＳ５３で制御カウンタ１が零か否
かチェックする。この制御カウンタ１は、制御ブロック
単位のバッファーカウンタである。

【０１０７】ステップＳ５３で零で無いとき、ステップ
Ｓ５５へ移行する。ステップＳ５３で零の時ステップＳ
５４へ移行する。

【０１０８】ステップＳ５４では、制御カウンタ１に通
常の制御ブロック単位である１０をセットし、制御カウ
ンタ２にあらかじめ所定の番地に記憶されている制御ブ
ロック単位内の通電する波の数をセットしてステップＳ
５５へ移行する。

【０１０９】ステップＳ５５では制御カウンタ１を１減
算し、ステップＳ５６へ移行する。ステップＳ５６では
制御カウンタ２が零か否かチェックする。零の時出口へ
と抜ける。

【０１１０】ステップＳ５６で零で無いとき、ステップ
Ｓ５７へ移行する。

【０１１１】ステップＳ５７では、１波だけ通電を行い
ステップＳ５８へ移行し、ステップＳ５８で制御カウン
タ２を１減算して出口へ抜ける。

【０１１２】次に、通電波数の決定するサブルーチンを
図１１に示す。このサブルーチンは一定の時間ごとに、
または必要に応じて呼ばれるサブルーチンである。

【０１１３】ステップＳ５９でヒーターの温度をサーミ
スタ２４で読み込む。

【０１１４】ステップＳ６０において、あらかじめ所定
の番地に記憶されているヒーター温度に応じた通電する
波の数を決定する。この値を図１０のフローで用いられ
る前述の所定の番地を記憶する。

【０１１５】そしてプＳ６１で“１”で無いとき出口へ
抜ける。ステップＳ６１で“１”のときステップＳ６２
へ移行する。

【０１１６】ステップＳ６２では前述の所定の番地に記
憶した通電波数を２倍して記憶する。

【０１１７】ここで、紙先端フラグは前述第１の実施例
と同様に図８で示されるサブルーチンでセット、リセッ
トされる。

【０１１８】以上の第１ないし第３の実施例のように、
紙が定着装置に入るタイミングを判断して、紙先端部対
応時にヒーターに印加される電力を他の領域より大きく
する事で紙先端の定着不良をなくせる。

【０１１９】以下の第４及び第５の実施例は請求項２に
記載した構成を特徴とする像加熱装置の実施例である。

【０１２０】なお図１の画像形成装置の構成、図２・図
３の定着装置の構成は、この第４及び第５の実施例にお
いても同じである。

【０１２１】＜第４の実施例＞（図１２〜図１６） 図１２ に本実施例における加熱体通電制御回路のブロッ
ク図を示す。

【０１２２】３７は記録材先端検知部であり、記録材先
端検知信号が制御手段としてのマイクロコンピュータ３
１に入力する。他の回路構成は前述図５の回路と同様で
ある。

【０１２３】本実施例において、加熱体２１の通電制御
は交流電源の零点から次の零点までの間を最小単位とし
て、その零点から次の零点までの間の波の所定数のブロ
ックを制御ブロック単位として通電される。制御ブロッ
ク単位の間の通電される波の数を制御して加熱体２１に
印加される電力を制御する。

【０１２４】例えば、制御ブロック単位が１０波で、交
流電源の電源電圧１００Ｖ・周波数一定・加熱体抵抗値
が１０Ωの入力で１０００Ｗ出力の加熱体を使い、１０
０Ｗの制御する時、制御ブロック単位のなかで１波だけ
通電するように制御する。

【０１２５】その例を図２１に示す。図１５で斜線を付
した波が通電される波である。制御ブロック単位の波数
で制御される最小電力単位が決定され、本実施例の加熱
体の例では制御ブロック単位１０波の時１００Ｗ単位で
制御可能である。

【０１２６】図１３に本実施例の加熱体温度制御プログ
ラムのフローチャートを示す。このプログラムも前述の
マイクロコンピュータ３１内の内蔵ＲＯＭにプログラム
されているものであり、図１３に示すプログラムのフロ
ーは一定時間間隔ごとに、または必要に応じてメインの
シーケンスプログラム等より呼び出されて実行されるよ
うになっている。

【０１２７】ステップ１では、サーミスタ２４よりＩＮ
１に入力される信号により、現時点での加熱体２１の温
度を検知する。

【０１２８】ステップ２において、ステップ１で検知し
た加熱体２１の温度が、装置が正常な動作をしている時
のある定められた範囲から逸脱しているか否かの判定を
おこない、正常であると判断したときにステップ３に移
行し、正常でないと判断したときはステップ７０に移行
する。

【０１２９】ここでステップ７０はエラー処理のための
ルーチンで、全装置（本実施例では複写装置）の全ての
出力をＯＦＦ状態とし、なんらかの表示手段を持ってエ
ラー表示を行う永久ループとなっており、メインのプロ
グラムが実行できないようにしている。

【０１３０】ステップ３では、記録材先端検知部３７よ
りＩＮ３に入力される信号を検知して、先端が検知され
ない時はステップ５へ、検知したときにはステップ４へ
分岐する。

【０１３１】ステップ４では、記録材先端検知部３７か
ら実際に記録材が定着装置に達するまでの所定の時間が
セットされたタイマーの動作を開始させる。

【０１３２】ステップ５では、零点検知部３２よりＩＮ
２に入力される信号により交流電源の零点を検知して、
零点を検知しなかった場合には、ステップ９に移行す
る。

【０１３３】零点を検知したときにはステップ６へ移行
して、ＯＵＴ１端子から通電制御部３３に信号を出力し
て加熱体２１への通電を波数制御にて行う。

【０１３４】ステップ７では、制御単位の最後の制御が
終わったか否かを判定し、制御単位の途中であればステ
ップ７をとばしてステップ９に移行し、制御単位の最後
の制御が終わっていればステップ８に移行する。

【０１３５】ステップ８では、ステップ１で検知した加
熱体２１の温度にもとづいて、制御単位の中で希望の電
力量が得られるように波数の組み合わせ（制御ブロック
の内容）を決定する。この際、希望する印加電力量と、
ある関数による計算で波数を求めても良いし、ＲＯＭ内
にテーブルデータとして格納しておいても良い。

【０１３６】ステップ９において、ステップ４で設定さ
れたタイマーのカウントが終了したか否かを判断し、タ
イマーのカウントが終了もしくはカウンタが動作してい
ないときはステップ１０を飛ばしてこの加熱体制御ルー
プを抜け出し、ステップ４で設定された所定の時間のカ
ウントが終了すればステップ１０を実行する。

【０１３７】ステップ１０においては、ステップ４で動
作開始したタイマーを止め、例えば図１６に示されるよ
うな波数の出力パターンの時には図２０に示されるよう
な出力のパターンになるように変更する。この操作は図
１５に示される例のような波数の出力パターンに対して
行われる。

【０１３８】また、出力パターンの変更は、記録材先端
の時の制御ブロックのみに施しても良いし、図２０のよ
うに後に続く任意の数の制御ブロックに対して行っても
良い。以上の操作を行った後にこの加熱体制御ループを
抜け出す。

【０１３９】＜第５の実施例＞（図１７〜図２０） 図１７ は本実施例における加熱体通電制御回路のブロッ
ク図を示す。３８はレジストローラー８の制御部であ
り、制御手段としてのマイクロコンピュータ３１により
制御される。他の回路構成は前述図５の回路と同様であ
る。

【０１４０】図１８及び図１９に本実施例の加熱体温度
制御プログラムのフローチャートを示す。このプログラ
ムも前述のマイクロコンピュータ３１内の内蔵ＲＯＭに
プログラムされているものであり、図１８及び図１９に
示すプログラムのフローは一定時間間隔ごとに、または
必要に応じてメインのシーケンスプログラム等より呼び
出されて実行されるようになっている。

【０１４１】図１８は加熱体の制御を行うルーチンを示
している。

【０１４２】ステップ１１では、サーミスタ２４よりＩ
Ｎ１に入力される信号により、現時点での加熱体２１の
温度を検知する。

【０１４３】ステップ１２において、ステップ１で検知
した加熱体２１の温度が、装置が正常な動作をしている
時のある定められた範囲から逸脱しているか否かの判定
を行い、正常であると判断した時にステップ１３に移行
し、正常でないと判断した時はステップ７０に移行す
る。

【０１４４】ここでステップ７０はエラー処理のための
ルーチンで、全装置（本実施例では複写装置）の全ての
出力をＯＦＦ状態とし、なんらかの表示手段を持ってエ
ラー表示を行う永久ループとなっており、メインのプロ
グラムが実行できないようにしている。

【０１４５】ステップ１３では、零点検知部１２よりＩ
Ｎ２に入力される信号により交流電源の零点を検知し
て、零点を検知しなかった場合には、この加熱体制御ル
ープを抜け出し、零点を検知した時にはステップ１４へ
移行して、ＯＵＴ１端子から通電制御部１３に信号を出
力して加熱体１への通電を波数制御にて行う。

【０１４６】ステップ１５では、制御単位の最後の制御
が終わったか否かを判定し、制御単位の途中であればス
テップ１６を飛ばしてこの加熱体制御ループを抜け出
し、制御単位の最後の制御が終わっていればステップ１
６に移行する。

【０１４７】ステップ１６では、ステップ１１で検知し
た加熱体２１の温度に基づいて、制御単位の中で希望の
電力量が得られるように波数の組み合わせ（制御ブロッ
クの内容）を決定する。

【０１４８】この際、希望する印加電力量と、ある関数
による計算で波数を求めても良いし、ＲＯＭ内にテーブ
ルデータとして格納しておいても良い。

【０１４９】以上の操作を行った後にこの加熱体制御ル
ープを抜け出す。

【０１５０】図１９はコピーキーが押された時の記録材
の搬送ならびにその他の処理を示すフローである。

【０１５１】ステップ２１で複写に必要な前処理を行っ
た後、ステップ２２に移行し、カセットＳ内に収納され
ている記録材Ｐを、給送ローラー７を制御して記録材の
搬送を開始する。

【０１５２】ステップ２３では、記録材がレジストロー
ラー８に達するタイミングで記録材のレジストをあわせ
る（レジストあわせとは、記録材の斜行を直すこと）。

【０１５３】その後ステップ２４において図２０に示す
ｔａ´はＲＯＭにあらかじめ記憶させておいても良い
し、制御波数ブロックやその他の要因から計算によって
求めてもよい。

【０１５４】ステップ２５において、タイマーのカウン
トを開始し、ステップ２６でタイマーのカウントが終了
するまでレジストローラー８を停止したまま待機する。

【０１５５】カウントが終了すると、ステップ２７に移
行してレジストローラー８の動作を開始して記録材を搬
送する。

【０１５６】この時点で、記録材が定着装置に突入する
突入点Ａが図２０に示すようにＡ´にずらされている。
この操作により記録材先端部と波数の通電電力を位置を
あわせている。

【０１５７】次に、ステップ２８で複写動作をした後、
ステップ２９で複写の後処理を行い、このループを終了
する。

【０１５８】以上説明したように、記録材先端がニップ
に入るタイミングと上記制御単位中の通電部分が一致す
るように制御する手段を有することにより、記録材の先
端部においても定着不良が起こることなく、記録材全域
にわたって安定した画像形成が行える。

【０１５９】

【発明の効果】以上のように本発明に依れば、フィルム
加熱方式の像加熱装置について、 ．記録材先端部の定着不良の発生を防ぐことができ
る、． 加熱体に通電されない区間による記録材の加熱ムラ
の発生が防止され、画像定着装置にあっては記録材の先
端部の定着不良が起こることが防止され、記録材全域に
わたって安定した加熱定着処理が実行される、もので前
述第１と第２の目的がよく達せられる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 画像形成装置の一例の概略構成図

【図２】 定着装置の概略構成図

【図３】 加熱体（ヒーター）を通電発熱体層形成面側
からみた途中部省略の平面図

【図４】 （ａ）・（ｂ）はそれぞれ定着装置の他の例
の概略構成図

【図５】 第１の実施例装置の加熱体電力制御回路のブ
ロック図

【図６】 （ａ）及び（ｂ）はそれぞれ通電制御の説明
図

【図７】 通電制御のフローチャート

【図８】 通電制御のサブフローチャート

【図９】 第２の実施例装置の通電制御のサブフローチ
ャート

【図１０】 第３の実施例装置の通電制御のフローチャ
ート

【図１１】 第３の実施例装置の通電制御のサブフロー
チャート

【図１２】 第４の実施例装置の加熱体電力制御回路の
ブロック図

【図１３】 加熱体制御のフローチャート

【図１４】 記録材先端の加熱説明図

【図１５】 波数制御の通電出力イメージ図

【図１６】 従来の波数制御による記録材先端部の加熱
説明図

【図１７】 第５の実施例装置の加熱体電力制御回路の
ブロック図

【図１８】 加熱体制御のフローチャート

【図１９】 加熱体制御のフローチャート

【図２０】 記録材先端部の加熱説明図

【符号の説明】

１１ 定着装置（加熱装置）の総括符号 ２５ 耐熱性フィルム（定着フィルム） ２１ 加熱体（ヒーター） ２２ ヒーター基板 ２３ 通電発熱体層（発熱部） ２８ 加圧ローラー Ｐ 記録材（転写材シート） ３１ マイクロコンピュータ（制御部） ３２ 零点検知部 ３３ 通電制御装置 ３４ 交流電源 ３５ シートセンサー ３６ 加熱体抵抗値設定部 ３７ 記録材先端検知部 ３８ レジストローラー制御部

フロントページの続き (56)参考文献 特開 平２−161483（ＪＰ，Ａ) 特開 昭53−33156（ＪＰ，Ａ) 特開 昭60−229123（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−212673（ＪＰ，Ａ) 特開 昭62−157080（ＪＰ，Ａ) 特開 昭54−94135（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) G03G 13/20 G03G 15/20

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 通電により発熱する加熱体と、加熱体に
   接触しつつ移動する耐熱性フィルムと、加熱体とニップ
   を形成する加圧部材と、を有し、ニップで記録材を挟持
   搬送しつつフィルムを介した加熱体からの熱により記録
   材上の画像を加熱する像加熱装置において、 記録材先端がニップに挟持されている時の上記加熱体へ
   の印加電力を記録材先端より後が挟持されている時の印
   加電力より大きくすることを特徴とする像加熱装置。
2. 【請求項２】 交流電源からの通電により発熱する加熱
   体と、加熱体に接触しつつ移動する耐熱性フィルムと、
   加熱体とニップを形成する加圧部材と、交流波形の所定
   波数を制御単位として１制御単位内の通電波数を加熱体
   の温度に応じて切換えて加熱体への通電を制御する通電
   制御手段と、を有し、フィルムを介した加熱体からの熱
   により記録材上の画像を加熱する像加熱装置において、 記録材先端がニップに入るタイミングと上記制御単位中
   の通電部分が一致するように制御する手段を有すること
   を特徴とする像加熱装置。