JP3796350B2

JP3796350B2 - Heating device and image forming apparatus provided with the heating device

Info

Publication number: JP3796350B2
Application number: JP09692998A
Authority: JP
Inventors: 賢一小川; 大三福沢; 佳礼藤谷
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1998-03-26
Filing date: 1998-03-26
Publication date: 2006-07-12
Anticipated expiration: 2018-03-26
Also published as: JPH11282308A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、未定着画像又は定着画像を担持した記録媒体に加熱処理を施す加熱装置を備える画像形成装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
加熱装置は、一般的に、記録媒体に担持の未定着画像を前記記録媒体に定着せしめる定着装置、前記未定着画像を前記記録媒体に仮に定着せしめる仮定着装置及び定着画像を担持した記録媒体の表面性を改質する表面改質装置として実用に供されている。
【０００３】
定着装置としては、未定着画像を担持したシート状の記録媒体を互いに圧接された定着体たる無端帯状のフィルム及び加圧体たる円柱状の加圧ローラの間に形成されたニップ部に通紙しながら、加熱手段の加熱により前記記録媒体に定着処理を施す形態の装置が知られており、実用に供されている。
【０００４】
加熱手段の温調方法として、従来にあっては、特開昭６３−３１３１８２号及び特開平２−１５７８７８号等に開示されている温調方法（以下、従来の温調方法と称する。）が知られており、予め定められた一つの制御テーブル及び加熱手段に設けられた温度検知体の検知温度の比較結果に基づき商用電源からヒータへの電力供給が制御されることにより、ヒータの温調が行われていた。
【０００５】
即ち、従来にあっては、加熱処理のための目標温度より低く採られた所定温度迄加熱手段を立ち上げたのち、所定温度から目標温度に迄加熱手段を昇温せしめる昇温工程及び加熱手段の目標温度への維持工程の各工程における商用電源から加熱手段への電力供給が、温度検知体の検知温度及び予め定められた一つの制御テーブルの比較結果に基づきＰＩＤ制御されることにより、前記各工程での加熱手段の温調が行われていた。
【０００６】
ところで、昇温工程にあっては、加熱手段の目標温度への昇温の迅速化を図るために、制御テーブルにおける制御値の設定は、ある程度大まかで充分であり、一方、維持工程にあっては、加熱手段の目標温度への安定化を図るために、制御テーブルにおける制御値は、ある程度細かく採られる必要がある。
【０００７】
しかしながら、従来の温調方法にあっては、昇温工程及び維持工程の各工程における商用電源から加熱手段への電力供給が、予め定められた一つの制御テーブルに基づき行われていることから、昇温工程及び維持工程の両工程における加熱手段の温調性の両立化における改善が残されていた。
【０００８】
即ち、従来の温調方法にあっては、昇温工程における加熱手段の温調性を目安に制御区間幅が決定されているときには、維持工程における加熱手段の温調性に対して制御テーブルにおける制御値が大まかすぎるために、維持工程における加熱手段の温度リップルの低減に困難が生じてしまう。
【０００９】
又、従来の温調方法にあっては、維持工程における加熱手段の温調を目安に制御区間幅が決定されているときには、昇温工程における加熱手段の温調に対して制御テーブルにおける制御値の設定が細かすぎるために、昇温工程における加熱手段のオーバーシュートの低減に困難が生じてしまう。
【００１０】
よって、従来の温調方法にあっては、維持工程における温度リップル及び昇温工程におけるオーバーシュートの低減化の両立を図ることが困難であった。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】
複数たるＮ枚の記録媒体への連続加熱処理を行なう場合、各記録媒体の加熱処理工程における温度リップルの低減を重視した制御テーブルに基づき紙間工程における電力供給制御が行われているために、紙間工程開始時における温度リップルの低減の遅れが生じてしまう、という問題を招来する。
【００１２】
そこで、本発明は、加熱処理工程及び媒体間工程の各工程における温度リップルの低減化を確実に図ることができる加熱装置を備える画像形成装置を提供することを目的とする。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
本出願に依れば、上記目的は、外部からの提供情報に応じた画像を潜像担持体に形成したのち前記画像を担持せしめられた記録媒体に加熱処理を施す画像形成装置おいて、
未定着画像又は定着画像を担持した記録媒体を互いに圧接された定着体及び加圧体の間に形成されたニップ部に通過せしめながら、商用電源からの電力供給を受けて点灯する加熱手段により前記記録媒体に加熱処理を施す加熱装置と、
前記定着体又は前記加熱手段の温度を検知する温度検知体と、
商用電源から前記加熱手段への電力供給を制御する電力供給制御手段とを備え、
前記電力供給制御手段は、複数たるＮ枚又はＮ個の記録媒体に対して連続して加熱処理を行なう場合、各記録媒体の加熱処理工程及びＭ枚目又はＭ個目の記録媒体の加熱処理終了からＭ＋１枚目又はＭ＋１個目の記録媒体の加熱処理開始に至る迄の媒体間工程の各工程において、目標温度と前記温度検知体による検知温度に基づくＰＩＤ制御を行い、加熱処理工程と媒体間工程との間での工程遷移に応じて各工程における目標温度及びＰＩＤ制御のための制御値を切換えて設定するとともに、連続加熱処理している記録媒体の枚数又は個数に応じて加熱処理工程及び媒体間工程の各工程における目標温度変更することを特徴とする画像形成装置により達成される。
【００１４】
好適には、前記定着体は、耐熱素材を主成分とする無端帯状のフィルムであり、前記加熱手段は、セラミックスを主成分とする薄板状の基板の一面に商用電源からの電力供給により発熱する発熱体が設けられ、又、基板の他面に温度検知体が当接又は近接して配置されたセラミックヒータである。
【００１５】
好適には、前記加熱装置は、未定着画像を担持した記録媒体に加熱処理を施すことにより前記未定着画像を溶融し前記記録媒体に定着せしめ前記未定着画像を前記記録媒体に永久固着する定着装置、未定着画像を担持した記録媒体に加熱処理を施すことにより前記未定着画像を前記記録媒体に仮に定着せしめる仮定着装置、及び定着画像を担持した記録媒体に加熱処理を施すことにより前記記録媒体の表面性を改質する表面改質装置のいずれかである。
【００１６】
好適には、前記電力供給制御手段は、前記定着体又は前記加熱手段の加熱処理のための目標温度より低い所定温度から目標温度への昇温工程及び前記定着体又は前記加熱手段の目標温度への維持工程の各工程においてＰＩＤ制御を行なうとともに、昇温工程及び維持工程の各工程におけるＰＩＤ制御のための制御値を、互いに異なる値にする。
【００３８】
【発明の実施の形態】
以下の添付図面に基づき本発明における実施の形態に関して説明する。
【００３９】
（第一の実施形態）
先ず、本発明における第一の実施形態に関して図１乃至図８に基づき説明する。
【００４０】
図１は、本実施形態における画像形成装置を好適に示す一例たるレーザプリンタ１（以下、プリンタ１と略称する。）の概略構成を示す模式的断面図である。
【００４１】
プリンタ１は、プリンタ１の本体外部に設けられたホストコンピュータ等の出力装置（図示せず）からの提供情報に応じた画像を記録媒体Ｐに記録する形態の画像形成装置である。
【００４２】
プリンタ１は、プリンタ１の本体外部に設けられているホストコンピュータ等の出力装置（図示せず）からの提供情報に応じた画像を記録媒体Ｐに記録する形態の画像形成装置である。
【００４３】
プリンタ１は、図１に示すように、出力装置からの提供情報に応じた静電潜像を外周面に担持するドラム状の潜像担持体２と、前記静電潜像を現像剤により現像剤像に可視像化する現像装置３と、前記現像剤像を未定着画像として記録媒体Ｐに転写する転写ローラ４と、転写処理済みの記録媒体Ｐに定着処理を施す定着装置５とを備えている。
【００４４】
又、プリンタ１は、本実施形態にあっては、プリンタ１の本体に設けられたエンジンコントローラ６により潜像担持体２及び現像装置３等が統括的に制御されるようになっている。
【００４５】
潜像担持体２は、その表面層が有機感光体を主成分とする光導電層であって、プリンタ１の本体に設けられた駆動機構（図示せず）からの駆動力を受けることにより、時計方向に回転駆動されるようになっている。
【００４６】
即ち、潜像担持体２の外周面は、一次帯電ローラ７により所定電位分布に帯電されたのち出力装置からの提供情報に応じて露光装置２４から明滅されたレーザＬａをミラー８等を介して露光されることにより、前記提供情報に応じた静電潜像が形成されるようになっている。
【００４７】
転写ローラ４は、潜像担持体２に当接又は近接する位置にて回転自在に支持されることにより、記録媒体Ｐに転写処理を施すための転写ニップ部ＴＮを潜像担持体２との間に形成するようになっている。
【００４８】
即ち、本実施形態にあっては、転写ニップ部ＴＮに達した記録媒体Ｐを転写ローラ４が潜像担持体２の外周面の現像剤像と逆極性に帯電化することにより、前記現像剤像及び前記記録媒体Ｐの間に電気的相互作用を生じせしめ、以て、前記現像剤像を未定着画像として前記記録媒体Ｐに担持せしめるようになっている。
【００４９】
尚、本実施形態にあっては、記録媒体Ｐは、先ず、プリンタ１の本体にて取り外し自在に支持されたカセット９から給紙ローラ１０により、給紙ローラ１０から記録媒体搬送方向上流側の位置にて回転自在に支持されている搬送ローラ１１へと給紙される。
【００５０】
次に、搬送ローラ１２に到達した記録媒体Ｐは、搬送ローラ１２により、搬送ローラ１２から記録媒体搬送方向上流側の位置に配置された給紙センサ１２へと搬送される。
【００５１】
而して、記録媒体Ｐにおける未定着画像担持部位先端と潜像担持体２の外周面における画像形成部位先端とが同期するよう給紙センサ１２が前記記録媒体Ｐを転写ニップ部ＴＮへと搬送されることとなる。
【００５２】
定着装置５は、図２に示すように、加熱手段たるセラミックヒータ１５（以下、ヒータ１５と略称する。）と、定着体たる無端帯状のフィルム１６と、加圧体たる円柱状若しくは略円柱状の回転自在な加圧ローラ１７と、ヒータ１５の温度を検知するサーミスタ感温素子１８（以下、サーミスタ１８と略称する。）と、ヒータ１５の支持及びフィルム１６の所定方向への移動のガイドを兼ねるホルダ１９とを備えている。
【００５３】
尚、図２は、定着装置５の概略構成を示す模式的断面図である。
【００５４】
ヒータ１５は、図３に示すように、アルミナ等の良熱伝導性セラミックスを主成分とし厚み＝１．０ｍｍに取られた基板１４Ａの一面にＴａＳｉＯ₂、ＡｇＰｄ、Ｔａ₂Ｎ、ＲｕＯ₂又はニクロム等を主成分とし抵抗＝３４Ωに取られた発熱体１４Ｂが設けられ、又、基板１４Ａの他面にサーミスタ１８が当接して配置されており、前記一面は、フィルム１６との摺接等からの保護のためにガラス又はフッ素樹脂等を主成分とする保護層１５Ｃによりコートされている。
【００５５】
尚、図３は、ヒータ１５の概略構成を示す模式的断面図である。
【００５６】
発熱体１４Ｂは、図４に示すように、トライアック２０を介して商用電源２１から電力供給を受けるようになっており、商用電源２１から発熱体１４Ｂへの電力供給は、電力供給制御手段たる中央処理装置２３（以下、ＣＰＵ２３と略称する。）により制御されている。
【００５７】
尚、図４は、商用電源２１から発熱体１５Ｂへの電力供給経路を示す模式的ブロック図である。
【００５８】
即ち、ヒータ１５は、商用電源２１からの電力供給を受けた発熱体１５Ｂが発熱することにより点灯するようになっている。
【００５９】
フィルム１６は、図２に示すように、その内周長がホルダ１９の略外周長より若干長く採られており、以て、フィルム１６はホルダ１９に無張力にて外嵌されている。
【００６０】
又、フィルム１６は、その低熱容量化を図るために、本実施形態にあっては、ポリイミドを主成分とする無端帯状体であるという単層構造が採用されている。
【００６１】
尚、フィルム１６の構造は、本実施形態に限定されるものではなく、低熱容量化を図る他の有効な構造として、例えば、耐熱素材たるＰＴＦＥ、ＰＦＡ又はＦＥＰ等を主成分とする無端帯状体であるという単層構造、或いは、ポリイミド、ポリアミドイミド、ＰＥＥＫ、ＰＥＳ又はＰＰＳ等を主成分とする無端帯状体の外周面にＰＴＦＥ、ＰＦＡ又はＦＥＰ等を主成分とする無端帯状体を被覆するという二層構造等が挙げられる。
【００６２】
加圧ローラ１７は、鉄又はアルミニウム等を主成分とする円柱状若しくは略円柱状の芯金１７Ａの外周面に良離型性シリコーンゴム等を主成分とする弾性層１７Ｂが被覆されている。
【００６３】
又、加圧ローラ１７は、定着装置５の外部に設けられた加圧機構（図示せず）からフィルム１６側に加圧されるようになっており、以て、互いに圧接されたフィルム１６及び加圧ローラ１７の間には、未定着画像を担持した記録媒体Ｐが通紙されるニップ部Ｎが形成されるようになっている。
【００６４】
更に、加圧ローラ１７は、定着装置５の外部に設けられた駆動機構（図示せず）から駆動力を受けることにより反時計方向に回転駆動されるようになっている。
【００６５】
故に、ニップ部Ｎへの突入を開始した記録媒体Ｐがフィルム１６及び加圧ローラ１７に狭持され搬送されながら、前記未定着画像がヒータ１５の加熱により溶融し定着画像として前記記録媒体Ｐに記録されることとなる。
【００６６】
次に、本実施形態におけるセラミックヒータ１５の立ち上げから目標温度（本実施形態にあっては、目標温度＝１８０℃に採られている。）への昇温に至る迄の商用電源２１から発熱体１５Ｂへの電力供給制御過程に関して図４乃至図７に基づき説明する。
【００６７】
図５は、本実施形態に係る電力供給制御の下でのサーミスタ１８からの出力値変遷を示すグラフであって、装置停止期間が長期に亘った場合には、ヒータ１５の起動前におけるサーミスタ１８の検知温度は、使用環境温度若しくはほぼ使用環境温度に迄低下した温度値Ｔ０となっている。
【００６８】
尚、図５のグラフは、温度＝２３℃及び湿度３０％の使用環境であって、商用電源２１からプリンタ１への入力電圧＝１０６Ｖの下でのサーミスタ１８の出力変遷であり、前記入力電圧にあっては、±１０Ｖ程度の変動が生じるのが一般的であり１００Ｖ系及び１１５Ｖ系の共用時における前記変動が約３５〜４０Ｖの範囲に亘ることから、商用電源２１及びプリンタ１の間に前記入力電圧の測定のための入力電圧検知回路を設けることにより得られた測定値であるとする。
【００６９】
故に、定着処理工程におけるヒータ１５の目標温度（図５にあっては、目標温度＝１９０℃に採られている。）がヒータ１５の起動前におけるサーミスタ１８の検知温度に応じて定められる。
【００７０】
よって、ヒータ１５の起動前におけるサーミスタ１８の検知温度及びサーミスタ１８の検知温度の変化率等に応じた商用電源２１から発熱体１５Ｂへの電力供給が商用電源２１から発熱体１５Ｂに行われることにより、ヒータ１５は、目標温度よりも低く採られた所定温度（図５にあっては、所定温度＝１８５℃に採られている。）への昇温が図られる。
【００７１】
次に、ヒータ１５におけるオーバーシュート及びアンダーシュートを防止するために、ヒータ１５の所定温度への昇温に伴い、ＣＰＵ２３が図６の制御テーブルに基づき商用電源２１から発熱体１５Ｂへの電力供給を制御することにより、ヒータ１５を所定温度から目標温度に昇温せしめる昇温工程が行われる。
【００７２】
尚、図６は、昇温工程におけるＰＩＤ制御での制御値を示す制御テーブルである。
【００７３】
而して、ヒータ１５が目標温度に昇温したときには、ヒータ１５の目標温度への維持を図るために、ＣＰＵ２３が図７の制御テーブルに基づき商用電源２１から発熱体１５Ｂへの電力供給を制御することにより、ヒータ１５の目標温度への維持工程が行われる。
【００７４】
尚、図７は、維持工程におけるＰＩＤ制御での制御値を示す制御テーブルである。
【００７５】
即ち、本実施形態にあっては、ＣＰＵ２３は、図６の制御テーブルに基づき昇温工程における電力供給制御を行うと共に、図７の制御テーブルに基づき維持工程における電力供給制御を行うよう設定されている。
【００７６】
ここで、図６及び図７に関して詳述する。
【００７７】
ＰＩＤ制御とは、比例制御（以下、Ｐ制御と称する。）、積分制御（以下、Ｉ制御と称す。る）及び微分制御（以下、Ｄ制御と称する。）を制御対象からの出力値に応じて組み合わせることにより制御値を定めていく制御であって、特に、本実施形態にあっては、Ｐ制御、Ｉ制御及びＤ制御ののための制御テーブルを各制御毎に定めている。
【００７８】
即ち、本実施形態にあっては、Ｐ制御の下においては、所定周期＝１３０ｍｓｅｃに採られている。）に亘る商用電源２１から発熱体１５Ｂへの電力供給量が、前記所定周期開始時におけるサーミスタ１８の温度検知に因る前記サーミスタ１８からの出力電圧値（以下、出力電圧値と略称する。）及びサーミスタ１８が目標温度を検知したときにおける前記サーミスタ１８からの出力電圧値（以下、目標電圧値と称する。）の差分ΔＶに基づき、決定されるようになっている。
【００７９】
又、本実施形態にあっては、Ｉ制御の下では、前記差分ΔＶと、所定周期に亘る出力電圧値及び目標電圧値の差分の積算値とに基づき、Ｐ制御のための制御テーブルにより決定された前記所定周期に亘る電力供給量を補正するようになっている。
【００８０】
即ち、本実施形態に係るＩ制御にあっては、Ｐ制御のための制御テーブルにより決定された所定周期に亘る電力供給量の補正量を前記差分ΔＶに基づきＩ制御のための制御テーブルから選択されたのち、前記所定周期に亘る積算値がＩ制御のための制御テーブルに記載の積算値Ｔに達したときに、前記電力供給量の補正が行われるようになっている。
【００８１】
更に、本実施形態にあっては、Ｄ制御の下では、前記差分ΔＶに基づき、Ｐ制御及びＩ制御のための各制御テーブルにより決定された前記所定周期に亘る電力供給量を補正するようになっている。
【００８２】
又、本実施形態にあっては、図６及び図７の比較から分かるように、昇温工程でのＰＩＤ制御のための制御テーブルにおける制御値の設定は、維持工程でのＰＩＤ制御のための制御テーブルにおける制御値の設定よりも幾分大まかに設定されている。
【００８３】
即ち、本実施形態にあっては、図６の制御テーブルにおける制御値は、昇温工程におけるオーバーシュートの低減を重視した値に設定され、一方、図７の制御テーブルにおける制御値は、維持工程における温度リップルの低減を重視した値に設定されている。
【００８４】
尚、本実施形態にあっては、所定周期に亘る商用電源２１から発熱体１５Ｂへの供給電力量の調節に関しては、商用電源２１から出力される交流電源の半波毎に商用電源２１から発熱体１５Ｂへの電力供給に供されるか否かを選択する波数制御に基づき行われるようになっていることから、図６及び図７にあっては、電力供給に供される波数の数Ｗが、電力供給量に対応している。
【００８５】
尚、所定周期に亘る商用電源２１から発熱体１５Ｂへの供給電力量の調節は、波数制御の他に、商用電源２１から出力の交流電源の半波毎に、商用電源２１から発熱体１５Ｂへの電力供給に供される位相範囲を決定するという位相制御が挙げられるが、波数制御は位相制御に比べノイズ発生が少ないことから、前記供給電力量の調節には位相制御よりも波数制御の方が好ましい。
【００８６】
ここで、本発明者が本実施形態における効果確認のために行った比較測定の結果に関して図５及び図８に基づき説明する。
【００８７】
尚、図８は、下記の比較例の電力供給制御の下でのサーミスタ感温素子からの出力値変遷を示すグラフであって、図７の制御テーブルに基づき昇温工程及び維持工程の両工程における電力供給制御が行われたものを前記比較例として採用しており、前記比較例は、従来における昇温工程及び維持工程での電力供給制御に対応している。
【００８８】
図７及び図８の比較から明らかなように、図８にあっては、維持工程における温度リップルの低減を重視した制御テーブルに基づき昇温工程における電力供給制御が行われているために、昇温工程終了時におけるオーバーシュートの低減の遅れが生じているが、本実施形態を採用した図７にあっては、昇温工程終了時におけるオーバーシュートの発生程度が図８よりも充分に抑えられていると共に、オーバーシュートの低減も迅速に行われている。
【００８９】
よって、本実施形態にあっては、ＣＰＵ２３が、昇温工程及び維持工程の各工程における各制御テーブルに基づき、前記各工程に亘る商用電源２１から発熱体１５Ｂへの電力供給をＰＩＤ制御するので、維持工程における温度リップル及び昇温工程におけるオーバーシュートの低減化の両立を確実に図ることができ、以て、ヒータにおける消費電力の節約に貢献できると共に、未定着画像の記録媒体Ｐへの定着性の品質維持を図ることができる。
【００９０】
（第二の実施形態）
次に、本発明における第二の実施形態に関して図９乃至図１１に基づき説明する。尚、本実施形態及び第一の実施形態の共通箇所に関しては、図１乃至４に代えて説明を省略する。
【００９１】
図９は、本実施形態に係る電力供給制御の下でのサーミスタ感温素子からの出力変遷を示すグラフであって、本実施形態にあっては、複数たるＮ枚の記録媒体への連続加熱処理開始から終了に亘る電力供給がＰＩＤ制御に基づき行われるようになっており、各記録媒体の加熱処理工程でのＰＩＤ制御における制御テーブル、及び、Ｍ枚目の記録媒体の加熱処理工程終了からＭ＋１枚目の記録媒体の加熱処理工程開始に至る迄の媒体間工程たる紙間工程でのＰＩＤ制御における制御テーブルが、互いに異なる制御値に設定されている。
【００９２】
尚、図９のグラフは、温度＝２３℃及び湿度３０％の使用環境、商用電源２１からプリンタ１への入力電圧＝１０６Ｖ、及び、坪量（単位面積あたりにおける記録媒体の質量）＝６４ｇ／ｍ²の使用の下でのサーミスタ１８の出力変遷であり、第一の実施形態と同様に、前記入力電圧にあっては、商用電源２１及びプリンタ１の間に前記入力電圧の測定のための入力電圧検知回路を設けることにより得られた測定値であるとする。
【００９３】
即ち、本実施形態にあっては、各加熱処理工程におけるＰＩＤ制御は、図７の制御テーブルに基づき行われるようになっていると共に、各紙間工程におけるＰＩＤ制御は、図１０の制御テーブルに基づき行われるようになっている。
【００９４】
尚、図１０は、紙間工程におけるＰＩＤ制御での制御値を示す制御テーブルである。
【００９５】
ここで、紙間工程でのＰＩＤ制御における制御テーブルに関して図１０に基づき詳述する。
【００９６】
紙間工程にあっては、加圧ローラ１７の外周面での通紙領域及び非通紙領域の温度差を緩和するために、Ｍ枚目の記録媒体及びＭ＋１枚目の記録媒体の間の紙間工程でのヒータ１５の目標温度がＭ枚目の記録媒体の加熱処理工程でのヒータ１５の目標温度よりも所定温度（本実施形態にあっては、所定温度＝２０℃に採られている。）低く採られている。
【００９７】
又、定着処理済みの記録媒体の枚数が増加するに伴い加圧ローラ１７及びその周辺部材等（以下、加圧体等と略称する。）も充分に温められていることから、前記枚数の増加に伴い各加熱処理工程でのヒータ１５の目標温度が低下していくよう設定されている。
【００９８】
即ち、本実施形態にあっては、一枚目及び二枚目の記録媒体の加熱処理工程におけるヒータ１５の目標温度＝１７０℃、三枚目乃至五枚目の記録媒体の加熱処理工程におけるヒータ１５の目標温度＝１６０℃、六枚目及び七枚目の記録媒体の加熱処理工程におけるヒータ１５の目標温度＝１５０℃に採られている。
【００９９】
ところで、紙間工程でのＰＩＤ制御にあっては、加圧体等からの放熱量が各加熱処理工程での前記放熱量よりも低いことから、加圧体等は充分に温められていると共に、ヒータ１５を紙間工程のための目標温度への維持を図る必要がある。
【０１００】
故に、紙間工程にあっては、各加熱処理工程での制御テーブルに基づくＰＩＤ制御が行われた場合には、前記ＰＩＤ制御における制御値がある程度大まかである場合が生じてくる虞れがある。
【０１０１】
よって、本実施形態にあっては、各紙間工程にあっては、図１０に示すように、各加熱処理工程での制御テーブルにおける制御値（図７参照）よりも細かく採られた制御テーブルに基づきＰＩＤ制御が行われることとした。
【０１０２】
ここで、本発明者が本実施形態における効果確認のために行った比較測定の結果に関して図９及び図１１に基づき説明する。
【０１０３】
尚、図１１は、下記の比較例の電力供給制御の下でのサーミスタ感温素子からの出力値変遷を示すグラフであって、図７の制御テーブルに基づき加熱処理工程及び紙間工程の両工程における電力供給制御が行われたものを前記比較例として採用しており、前記比較例は、従来における加熱処理工程及び紙間工程での電力供給制御に対応している。
【０１０４】
図９及び図１１の比較から明らかなように、図１１にあっては、加熱処理工程における温度リップルの低減を重視した制御テーブルに基づき紙間工程における電力供給制御が行われているために、紙間工程開始時における温度リップルの低減の遅れが生じているが、本実施形態を採用した図９にあっては、紙間工程開始時における温度リップルの発生程度が図１１よりも充分に抑えられていると共に、紙間工程開始時における温度リップルの低減も迅速に行われている。
【０１０５】
よって、本実施形態にあっては、加熱処理工程及び紙間工程の各工程におけるＰＩＤ制御のための制御テーブルが、互いに異なる制御値に採られており、ＣＰＵ２３が、前記各工程における各制御テーブルに基づき、複数枚の記録媒体への連続加熱処理に亘る商用電源２１から発熱体１５Ｂへの電力供給をＰＩＤ制御するので、紙間工程における温度リップル及び加熱処理工程における温度リップルの低減化の両立を確実に図ることができる。
【０１０６】
尚、第一の実施形態及び第二の実施形態における諸数値は、第一の実施形態及び第二の実施形態の説明を簡略化するための一例であって、前記諸数値は、装置の構成及び設定等に応じて定められるのは言うまでもない。
【０１０７】
又、第一の実施形態及び第二の実施形態に亘っては、加熱装置の一例たる定着装置を採用してきたが、加熱装置の他例たる仮定着装置及び表面改質装置に第一の実施形態及び第二の実施形態を採用することにより、第一の実施形態及び第二の実施形態と同様の効果及び利点が得られることは言うまでもない。
【０１０８】
更に、本実施形態成っては、第一の実施形態及び第二の実施形態に亘り、画像形成装置の具体例としてレーザビームプリンタを採用してきたが、画像形成装置の他の具体例、例えば、複写機、複写機、ファクシミリ、マイクロフィルムリーダプリンタ、ディスプレイ等の画像表示装置及び記録機等に第一の実施形態及び第二の実施形態を適用することにより、第一の実施形態及び第二の実施形態における効果及び利点が得られるのは言うまでもない。
【０１０９】
【発明の効果】
以上にて説明してきたように、本発明に依れば、加熱処理工程及び媒体間工程の各工程における温度リップルの低減化を確実に図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本出願の第一の実施形態に係る画像形成装置の概略構成を示す模式的断面図である。
【図２】図１の定着装置の概略構成を示す模式的断面図である。
【図３】図２のセラミックヒータの概略構成を示す模式的断面図である。
【図４】図２のセラミックヒータへの商用電源からの電力供給経路を示す模式的ブロック図である。
【図５】本出願の第一の実施形態に係る電力供給制御の下でのサーミスタ感温素子からの出力変遷を示すグラフである。
【図６】本出願の第一の実施形態に係る昇温工程におけるＰＩＤ制御での制御値を示す制御テーブルである。
【図７】本出願の第一の実施形態に係る維持工程におけるＰＩＤ制御での制御値を示す制御テーブルである。
【図８】本出願の第一の実施形態に対する比較例の電力供給制御の下でのサーミスタ感温素子からの出力値変遷を示すグラフである。
【図９】本出願の第二の実施形態に係る電力供給制御の下でのサーミスタ感温素子からの出力変遷を示すグラフである。
【図１０】本出願の第二の実施形態に係る媒体間工程におけるＰＩＤ制御での制御値を示す制御テーブルである。
【図１１】本出願の第二の実施形態に対する比較例の電力供給制御の下でのサーミスタ感温素子からの出力値変遷を示すグラフである。
【符号の説明】
１レーザプリンタ（画像形成装置）
５定着装置
１５セラミックヒータ（加熱手段）
１６フィルム（定着体）
１７加圧ローラ（加圧体）
１８サーミスタ感温素子（温度検知体）
１９ホルダ
２０トライアック
２１商用電源
２２アナログ−デジタル変換回路
２３中央処理装置（電力供給制御手段）
１５Ａ基板
１５Ｂ発熱体
１５Ｃ保護層[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
  The present invention relates to an image forming apparatus including a heating device that heats a recording medium carrying an unfixed image or a fixed image.
[0002]
[Prior art]
Generally, a heating device includes a fixing device that fixes an unfixed image carried on a recording medium onto the recording medium, an assumption fixing device that temporarily fixes the unfixed image onto the recording medium, and a recording medium carrying a fixed image. It has been put to practical use as a surface modification device for modifying surface properties.
[0003]
As a fixing device, a sheet-like recording medium carrying an unfixed image is passed through a nip portion formed between an endless belt-like film as a fixing member and a cylindrical pressure roller as a pressing member that are pressed against each other. However, an apparatus that performs a fixing process on the recording medium by heating by a heating unit is known and put into practical use.
[0004]
As a temperature control method for the heating means, conventionally, a temperature control method disclosed in JP-A-63-313182 and JP-A-2-157878 (hereinafter referred to as a conventional temperature control method) is used. The temperature control of the heater is controlled by controlling the power supply from the commercial power source to the heater based on the comparison result of the temperature detected by a temperature control body provided in one predetermined control table and heating means. Was done.
[0005]
That is, in the prior art, the heating means and the heating means for raising the heating means from the predetermined temperature to the target temperature after starting the heating means to a predetermined temperature that is lower than the target temperature for the heat treatment The power supply from the commercial power source to the heating means in each step of the maintenance step to the target temperature is PID controlled based on the detected temperature of the temperature detector and the comparison result of one predetermined control table, thereby The temperature of the heating means was adjusted in each process.
[0006]
  By the way, in the temperature raising process, in order to speed up the temperature rise to the target temperature of the heating means, the setting of the control value in the control table is sufficiently rough to some extent, while in the maintenance process. In order to stabilize the heating means to the target temperature, the control values in the control table need to be taken to some degree.
[0007]
However, in the conventional temperature control method, the power supply from the commercial power source to the heating means in each step of the temperature raising step and the maintenance step is performed based on one predetermined control table, Improvements in the compatibility of the temperature controllability of the heating means in both the temperature raising step and the maintaining step remained.
[0008]
That is, in the conventional temperature control method, when the control section width is determined based on the temperature control performance of the heating means in the temperature raising step, the control table is used to control the temperature control performance of the heating means in the maintenance step. Since the control value is too rough, it is difficult to reduce the temperature ripple of the heating means in the maintenance process.
[0009]
Further, in the conventional temperature control method, when the control section width is determined based on the temperature control of the heating means in the maintenance process, the control value in the control table for the temperature control of the heating means in the temperature raising process. Is too fine, it becomes difficult to reduce the overshoot of the heating means in the temperature raising step.
[0010]
Therefore, in the conventional temperature control method, it is difficult to achieve both reduction in temperature ripple in the maintenance process and reduction in overshoot in the temperature raising process.
[0011]
[Problems to be solved by the invention]
  When performing continuous heating processing on a plurality of N recording media, power supply control is performed in the inter-sheet process based on a control table that emphasizes the reduction of temperature ripple in the heating processing process of each recording medium. There is a problem that a delay in temperature ripple reduction occurs at the start of the inter-sheet process.
[0012]
  SUMMARY An advantage of some aspects of the invention is that it provides an image forming apparatus including a heating device that can reliably reduce temperature ripple in each of the heat treatment step and the inter-medium step.
[0013]
[Means for Solving the Problems]
  According to the present application, the object is to provide an image forming apparatus in which an image corresponding to information provided from the outside is formed on a latent image carrier and then heat-treated on the recording medium on which the image is carried.
  The unfixed image or the recording medium carrying the fixed image is passed through a nip formed between the fixing body and the pressure body pressed against each other, and is heated by a heating unit that is lit by receiving power supply from a commercial power source. A heating device that heat-treats the recording medium;
  A temperature detector for detecting the temperature of the fixing member or the heating means;
  Power supply control means for controlling power supply from a commercial power source to the heating means,
  In the case where the power supply control means continuously performs heat treatment on a plurality of N sheets or N recording media, the heat treatment process of each recording medium and the heat treatment of the Mth or Mth recording medium M + 1 or M from the end+1PID control based on the target temperature and the temperature detected by the temperature detector is performed in each step of the inter-medium process until the start of the heat treatment of the first recording medium, and between the heat treatment process and the inter-medium process. The target temperature and the control value for PID control in each process are switched and set according to the process transition, and each process of the heat treatment process and the inter-medium process according to the number or the number of recording media subjected to continuous heat treatment The image forming apparatus is characterized in that the target temperature is changed.
[0014]
  Preferably, the fixing body is an endless belt-shaped film mainly composed of a heat-resistant material, and the heating means generates heat by supplying power from a commercial power source to one surface of a thin plate-shaped substrate mainly composed of ceramics. A ceramic heater is provided with a heating element, and a temperature detector is disposed in contact with or close to the other surface of the substrate.
[0015]
  Preferably, the heating device heats a recording medium carrying an unfixed image to melt the unfixed image and fix the unfixed image on the recording medium, thereby fixing the unfixed image to the recording medium permanently. Apparatus, a hypothetical fixing device that temporarily fixes the unfixed image on the recording medium by subjecting the recording medium carrying the unfixed image to heat treatment, and the recording by subjecting the recording medium carrying the fixed image to heat treatment One of the surface modification devices for modifying the surface property of the medium.
[0016]
  Preferably, the power supply control means is configured to raise the temperature from a predetermined temperature lower than a target temperature for the heat treatment of the fixing body or the heating means to a target temperature and to the target temperature of the fixing body or the heating means. PID control is performed in each of the maintenance processes, and control values for PID control in the temperature raising process and the maintenance process are set to different values.
[0038]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.
[0039]
(First embodiment)
First, a first embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.
[0040]
FIG. 1 is a schematic cross-sectional view showing a schematic configuration of a laser printer 1 (hereinafter abbreviated as a printer 1) as an example suitably showing an image forming apparatus according to the present embodiment.
[0041]
The printer 1 is an image forming apparatus in which an image corresponding to information provided from an output device (not shown) such as a host computer provided outside the main body of the printer 1 is recorded on a recording medium P.
[0042]
The printer 1 is an image forming apparatus that records an image corresponding to information provided from an output device (not shown) such as a host computer provided outside the main body of the printer 1 on a recording medium P.
[0043]
As shown in FIG. 1, the printer 1 includes a drum-shaped latent image carrier 2 that carries an electrostatic latent image corresponding to information provided from an output device on its outer peripheral surface, and develops the electrostatic latent image with a developer. A developing device 3 that visualizes the developer image, a transfer roller 4 that transfers the developer image to the recording medium P as an unfixed image, and a fixing device 5 that performs a fixing process on the recording medium P that has been transferred. I have.
[0044]
In the present embodiment, the printer 1 is configured such that the latent image carrier 2 and the developing device 3 are comprehensively controlled by an engine controller 6 provided in the main body of the printer 1.
[0045]
The latent image carrier 2 is a photoconductive layer whose surface layer is an organic photoreceptor as a main component, and receives a driving force from a driving mechanism (not shown) provided in the main body of the printer 1. It is driven to rotate in the clockwise direction.
[0046]
In other words, the outer peripheral surface of the latent image carrier 2 is charged with a predetermined potential distribution by the primary charging roller 7 and then flickered from the exposure device 24 according to information provided from the output device via the mirror 8 or the like. By exposure, an electrostatic latent image corresponding to the provided information is formed.
[0047]
The transfer roller 4 is rotatably supported at a position in contact with or close to the latent image carrier 2, so that a transfer nip TN for performing a transfer process on the recording medium P is formed with the latent image carrier 2. It is designed to form in between.
[0048]
That is, in the present embodiment, the recording medium P that has reached the transfer nip portion TN is charged by the transfer roller 4 with a polarity opposite to that of the developer image on the outer peripheral surface of the latent image carrier 2. An electrical interaction is generated between the image and the recording medium P, and thus the developer image is carried on the recording medium P as an unfixed image.
[0049]
In the present embodiment, the recording medium P is first supplied from the cassette 9 detachably supported by the main body of the printer 1 by the paper feeding roller 10 and from the paper feeding roller 10 to the upstream side in the recording medium conveyance direction. The paper is fed to the transport roller 11 that is rotatably supported at the position.
[0050]
Next, the recording medium P that has reached the transport roller 12 is transported by the transport roller 12 from the transport roller 12 to the paper feed sensor 12 disposed at a position upstream in the recording medium transport direction.
[0051]
Thus, the paper feed sensor 12 conveys the recording medium P to the transfer nip portion TN so that the front end of the unfixed image carrying portion on the recording medium P and the front end of the image forming portion on the outer peripheral surface of the latent image carrier 2 are synchronized. Will be.
[0052]
As shown in FIG. 2, the fixing device 5 includes a ceramic heater 15 (hereinafter abbreviated as a heater 15) serving as a heating unit, an endless film 16 serving as a fixing body, and a columnar or substantially cylindrical shape serving as a pressure body. A rotatable pressure roller 17, a thermistor temperature sensing element 18 (hereinafter abbreviated as thermistor 18) for detecting the temperature of the heater 15, and a guide for supporting the heater 15 and moving the film 16 in a predetermined direction. A holder 19 is also provided.
[0053]
FIG. 2 is a schematic cross-sectional view showing a schematic configuration of the fixing device 5.
[0054]
As shown in FIG. 3, the heater 15 is composed of TaSiO on one surface of a substrate 14A having a good thermal conductivity ceramic such as alumina as a main component and having a thickness of 1.0 mm.₂, AgPd, Ta₂N, RuO₂Alternatively, a heating element 14B mainly composed of nichrome or the like and having a resistance of 34Ω is provided, and the thermistor 18 is disposed in contact with the other surface of the substrate 14A, and the one surface is in sliding contact with the film 16. In order to protect it from the like, it is coated with a protective layer 15C mainly composed of glass or fluororesin.
[0055]
FIG. 3 is a schematic cross-sectional view showing a schematic configuration of the heater 15.
[0056]
As shown in FIG. 4, the heating element 14B is supplied with electric power from a commercial power source 21 via a triac 20, and the electric power supply from the commercial power source 21 to the heating element 14B is performed by a central power supply control means. It is controlled by a processing device 23 (hereinafter abbreviated as CPU 23).
[0057]
FIG. 4 is a schematic block diagram showing a power supply path from the commercial power source 21 to the heating element 15B.
[0058]
That is, the heater 15 is turned on when the heating element 15B that receives power supply from the commercial power source 21 generates heat.
[0059]
As shown in FIG. 2, the inner peripheral length of the film 16 is slightly longer than the substantially outer peripheral length of the holder 19. Thus, the film 16 is externally fitted to the holder 19 with no tension.
[0060]
Further, in order to reduce the heat capacity, the film 16 employs a single-layer structure in which an endless strip having polyimide as a main component is employed in the present embodiment.
[0061]
The structure of the film 16 is not limited to the present embodiment, and other effective structures for reducing the heat capacity include, for example, an endless strip having a heat-resistant material such as PTFE, PFA, or FEP as a main component. Or the outer surface of an endless strip mainly composed of polyimide, polyamideimide, PEEK, PES or PPS is coated with an endless strip composed mainly of PTFE, PFA or FEP. A two-layer structure is exemplified.
[0062]
In the pressure roller 17, an outer peripheral surface of a cylindrical or substantially cylindrical cored bar 17A whose main component is iron or aluminum is coated with an elastic layer 17B whose main component is a well-releasing silicone rubber.
[0063]
The pressure roller 17 is configured to be pressed toward the film 16 from a pressure mechanism (not shown) provided outside the fixing device 5. A nip portion N through which the recording medium P carrying an unfixed image is passed is formed between the pressure rollers 17.
[0064]
Further, the pressure roller 17 is driven to rotate counterclockwise by receiving a driving force from a driving mechanism (not shown) provided outside the fixing device 5.
[0065]
Therefore, while the recording medium P that has started to enter the nip portion N is nipped and conveyed by the film 16 and the pressure roller 17, the unfixed image is melted by the heating of the heater 15 and is fixed on the recording medium P as a fixed image. Will be recorded.
[0066]
Next, heat is generated from the commercial power source 21 from the start-up of the ceramic heater 15 in this embodiment to the temperature rise to the target temperature (in this embodiment, the target temperature is set to 180 ° C.). The power supply control process for the body 15B will be described with reference to FIGS.
[0067]
FIG. 5 is a graph showing the transition of the output value from the thermistor 18 under the power supply control according to the present embodiment. When the apparatus stop period is long, the thermistor 18 before the heater 15 is started. The detected temperature is a temperature value T0 that is lowered to the use environment temperature or almost the use environment temperature.
[0068]
The graph of FIG. 5 shows the output transition of the thermistor 18 under the usage environment of temperature = 23 ° C. and humidity 30%, and the input voltage = 106 V from the commercial power supply 21 to the printer 1. In general, a fluctuation of about ± 10V occurs, and the fluctuation when the 100V system and the 115V system are shared is in a range of about 35 to 40V. The measured value is obtained by providing an input voltage detection circuit for measuring the input voltage.
[0069]
Therefore, the target temperature of the heater 15 in the fixing process (target temperature = 190 ° C. in FIG. 5) is determined according to the detected temperature of the thermistor 18 before the heater 15 is started.
[0070]
Therefore, power is supplied from the commercial power supply 21 to the heating element 15B from the commercial power supply 21 according to the detected temperature of the thermistor 18 and the rate of change of the detected temperature of the thermistor 18 before the heater 15 is started. The heater 15 is heated to a predetermined temperature that is lower than the target temperature (in FIG. 5, the predetermined temperature is 185 ° C.).
[0071]
Next, in order to prevent overshoot and undershoot in the heater 15, as the heater 15 is heated to a predetermined temperature, the CPU 23 supplies power from the commercial power supply 21 to the heating element 15B based on the control table of FIG. By performing the control, a temperature raising step for raising the heater 15 from a predetermined temperature to the target temperature is performed.
[0072]
FIG. 6 is a control table showing control values in the PID control in the temperature raising process.
[0073]
Thus, when the heater 15 rises to the target temperature, the CPU 23 controls the power supply from the commercial power source 21 to the heating element 15B based on the control table of FIG. 7 in order to maintain the heater 15 at the target temperature. By doing so, the maintenance process to the target temperature of the heater 15 is performed.
[0074]
FIG. 7 is a control table showing control values in the PID control in the maintenance process.
[0075]
That is, in this embodiment, the CPU 23 is set to perform power supply control in the temperature raising process based on the control table in FIG. 6 and to perform power supply control in the maintenance process based on the control table in FIG. Yes.
[0076]
Here, FIG. 6 and FIG. 7 will be described in detail.
[0077]
The PID control is proportional control (hereinafter referred to as P control), integral control (hereinafter referred to as I control) and differential control (hereinafter referred to as D control) according to the output value from the controlled object. In particular, in this embodiment, a control table for P control, I control, and D control is determined for each control.
[0078]
In other words, in the present embodiment, the predetermined cycle is 130 msec under P control. The power supply amount from the commercial power supply 21 to the heating element 15B over the output of the thermistor 18 due to the temperature detection of the thermistor 18 at the start of the predetermined period (hereinafter abbreviated as the output voltage value). And the thermistor 18 is determined based on the difference ΔV of the output voltage value from the thermistor 18 (hereinafter referred to as the target voltage value) when the thermistor 18 detects the target temperature.
[0079]
Further, in the present embodiment, under I control, it is determined by the control table for P control based on the difference ΔV and the integrated value of the difference between the output voltage value and the target voltage value over a predetermined period. The power supply amount over the predetermined period is corrected.
[0080]
That is, in the I control according to the present embodiment, the correction amount of the power supply amount over a predetermined period determined by the control table for P control is selected from the control table for I control based on the difference ΔV. After that, when the integrated value over the predetermined period reaches the integrated value T described in the control table for I control, the power supply amount is corrected.
[0081]
Furthermore, in this embodiment, under D control, the power supply amount over the predetermined period determined by the control tables for P control and I control is corrected based on the difference ΔV. It has become.
[0082]
In this embodiment, as can be seen from the comparison between FIG. 6 and FIG. 7, the setting of the control value in the control table for PID control in the temperature raising process is for PID control in the maintenance process. It is set somewhat broader than the control value setting in the control table.
[0083]
That is, in the present embodiment, the control values in the control table of FIG. 6 are set to values that emphasize reduction of overshoot in the temperature raising step, while the control values in the control table of FIG. Is set to a value that emphasizes the reduction of temperature ripple.
[0084]
In the present embodiment, regarding the adjustment of the amount of power supplied from the commercial power source 21 to the heating element 15B over a predetermined period, the commercial power source 21 generates heat every half wave of the AC power source output from the commercial power source 21. Since it is performed based on wave number control for selecting whether or not to supply power to the body 15B, in FIG. 6 and FIG. 7, the number W of wave numbers used for power supply. However, it corresponds to the amount of power supply.
[0085]
The adjustment of the amount of power supplied from the commercial power supply 21 to the heating element 15B over a predetermined period is performed from the commercial power supply 21 to the heating element 15B every half wave of the AC power output from the commercial power supply 21 in addition to the wave number control. Phase control to determine the phase range to be supplied to the power supply, but since the wave number control generates less noise than the phase control, the wave number control is more effective than the phase control in adjusting the supply power amount. Is preferred.
[0086]
Here, the result of the comparative measurement performed by the present inventor for confirming the effect in the present embodiment will be described with reference to FIGS.
[0087]
FIG. 8 is a graph showing the transition of the output value from the thermistor temperature sensing element under the power supply control of the following comparative example, and both the temperature raising process and the maintaining process based on the control table of FIG. The power supply control is performed as the comparative example, and the comparative example corresponds to the conventional power supply control in the temperature raising process and the maintenance process.
[0088]
As apparent from the comparison between FIG. 7 and FIG. 8, in FIG. 8, the power supply control in the temperature raising process is performed based on the control table that places importance on the reduction of the temperature ripple in the maintenance process. Although there is a delay in overshoot reduction at the end of the temperature process, in FIG. 7 employing this embodiment, the degree of overshoot at the end of the temperature increase process is sufficiently suppressed as compared to FIG. At the same time, the overshoot is also reduced quickly.
[0089]
Therefore, in the present embodiment, the CPU 23 performs PID control on the power supply from the commercial power supply 21 to the heating element 15B over the respective steps based on the control tables in the temperature raising step and the maintenance step. In addition, it is possible to reliably reduce both the temperature ripple in the maintenance process and the reduction in overshoot in the temperature raising process, thereby contributing to saving of power consumption in the heater and fixing the unfixed image on the recording medium P. The quality of the sex can be maintained.
[0090]
(Second embodiment)
Next, a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. In addition, it replaces with FIG. 1 thru | or 4 and abbreviate | omits about the common location of this embodiment and 1st embodiment.
[0091]
FIG. 9 is a graph showing an output transition from the thermistor thermosensitive element under the power supply control according to the present embodiment. In the present embodiment, continuous heating to a plurality of N recording media is performed. Power supply from the start to the end of processing is performed based on PID control. From the control table in PID control in the heat treatment process of each recording medium, and from the end of the heat treatment process of the Mth recording medium The control tables in the PID control in the inter-paper process, which is the inter-medium process until the M + 1th recording medium heat treatment process starts, are set to different control values.
[0092]
The graph of FIG. 9 shows the usage environment of temperature = 23 ° C. and humidity 30%, the input voltage from the commercial power supply 21 to the printer 1 = 106 V, and the basis weight (the mass of the recording medium per unit area) = 64 g / m²The output transition of the thermistor 18 under the use of the input voltage and the input voltage for measuring the input voltage between the commercial power source 21 and the printer 1 as in the first embodiment. It is assumed that the measured value is obtained by providing a detection circuit.
[0093]
That is, in the present embodiment, the PID control in each heat treatment process is performed based on the control table of FIG. 7, and the PID control in each sheet spacing process is based on the control table of FIG. To be done.
[0094]
FIG. 10 is a control table showing control values in PID control in the inter-sheet process.
[0095]
Here, the control table in the PID control in the inter-sheet process will be described in detail with reference to FIG.
[0096]
In the inter-sheet process, in order to alleviate the temperature difference between the sheet passing area and the non-sheet passing area on the outer peripheral surface of the pressure roller 17, there is a gap between the Mth recording medium and the M + 1th recording medium. The target temperature of the heater 15 in the inter-sheet process is set to a predetermined temperature (in this embodiment, the predetermined temperature = 20 ° C.) than the target temperature of the heater 15 in the heat treatment process of the Mth recording medium. It is taken low.
[0097]
Further, as the number of fixing-finished recording media increases, the pressure roller 17 and its peripheral members (hereinafter abbreviated as a pressure member) are also sufficiently warmed. Accordingly, the target temperature of the heater 15 in each heat treatment process is set to decrease.
[0098]
That is, in the present embodiment, the target temperature of the heater 15 in the heat treatment process for the first and second recording media is 170 ° C., and the heater in the heat treatment process for the third to fifth recording media. 15 target temperature = 160 ° C., and the target temperature of the heater 15 = 150 ° C. in the heat treatment process of the sixth and seventh recording media.
[0099]
By the way, in the PID control in the inter-sheet process, since the heat radiation amount from the pressurizing body and the like is lower than the heat radiation amount in each heat treatment process, the pressurizing body and the like are sufficiently warmed. It is necessary to maintain the heater 15 at the target temperature for the inter-sheet process.
[0100]
Therefore, in the inter-sheet process, when the PID control based on the control table in each heat treatment process is performed, there is a possibility that the control value in the PID control is somewhat rough. .
[0101]
Therefore, in the present embodiment, in each sheet interval process, as shown in FIG. 10, the control table is taken more finely than the control value (see FIG. 7) in the control table in each heat treatment process. Based on this, PID control was performed.
[0102]
Here, the result of the comparative measurement performed by the inventor for confirming the effect in the present embodiment will be described with reference to FIGS. 9 and 11.
[0103]
FIG. 11 is a graph showing the transition of the output value from the thermistor thermosensitive element under the power supply control of the following comparative example. Both the heat treatment process and the sheet interval process are based on the control table of FIG. The power supply control in the process is performed as the comparative example, and the comparative example corresponds to the conventional power supply control in the heat treatment process and the inter-paper process.
[0104]
As apparent from the comparison between FIG. 9 and FIG. 11, in FIG. 11, the power supply control in the inter-sheet process is performed based on the control table that emphasizes the reduction of the temperature ripple in the heat treatment process. Although there is a delay in reducing the temperature ripple at the start of the inter-sheet process, in FIG. 9 employing this embodiment, the degree of occurrence of the temperature ripple at the start of the inter-sheet process is sufficiently suppressed as compared to FIG. In addition, the temperature ripple at the start of the inter-sheet process is also rapidly reduced.
[0105]
Therefore, in the present embodiment, the control tables for PID control in each process of the heat treatment process and the inter-sheet process are taken at different control values, and the CPU 23 controls each control table in each process. Therefore, the PID control is performed on the power supply from the commercial power source 21 to the heating element 15B over the continuous heating process for a plurality of recording media, so that both the temperature ripple in the inter-sheet process and the temperature ripple in the heating process can be reduced. Can be achieved reliably.
[0106]
The numerical values in the first embodiment and the second embodiment are examples for simplifying the description of the first embodiment and the second embodiment, and the numerical values are the configuration of the apparatus. Needless to say, it is determined according to the setting.
[0107]
Further, in the first embodiment and the second embodiment, the fixing device as an example of the heating device has been adopted, but the first embodiment is applied to the hypothetical dressing device and the surface reforming device as other examples of the heating device. It goes without saying that the same effects and advantages as those of the first embodiment and the second embodiment can be obtained by adopting the embodiment and the second embodiment.
[0108]
Furthermore, in the present embodiment, the laser beam printer has been adopted as a specific example of the image forming apparatus over the first embodiment and the second embodiment, but other specific examples of the image forming apparatus, for example, By applying the first embodiment and the second embodiment to a copying machine, a copying machine, a facsimile machine, a microfilm reader printer, an image display device such as a display, and a recording machine, the first embodiment and the second embodiment It goes without saying that the effects and advantages of the embodiment can be obtained.
[0109]
【The invention's effect】
  As explained above,Main departureAccording to Ming,Each process of heat treatment process and inter-medium processThe temperature ripple can be reliably reduced.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic cross-sectional view showing a schematic configuration of an image forming apparatus according to a first embodiment of the present application.
FIG. 2 is a schematic cross-sectional view showing a schematic configuration of the fixing device of FIG.
FIG. 3 is a schematic cross-sectional view showing a schematic configuration of the ceramic heater of FIG. 2;
4 is a schematic block diagram showing a power supply path from a commercial power source to the ceramic heater of FIG. 2;
FIG. 5 is a graph showing an output transition from the thermistor temperature sensing element under power supply control according to the first embodiment of the present application.
FIG. 6 is a control table showing control values in PID control in a temperature raising process according to the first embodiment of the present application.
FIG. 7 is a control table showing control values in PID control in the maintenance process according to the first embodiment of the present application.
FIG. 8 is a graph showing a transition of an output value from a thermistor thermosensitive element under power supply control of a comparative example with respect to the first embodiment of the present application.
FIG. 9 is a graph showing an output transition from the thermistor temperature sensing element under power supply control according to the second embodiment of the present application.
FIG. 10 is a control table showing control values in PID control in the inter-medium process according to the second embodiment of the present application.
FIG. 11 is a graph showing a transition of an output value from a thermistor temperature sensing element under power supply control of a comparative example with respect to the second embodiment of the present application.
[Explanation of symbols]
1 Laser printer (image forming device)
5 Fixing device
15 Ceramic heater (heating means)
16 Film (fixing body)
17 Pressure roller (Pressure body)
18 Thermistor temperature sensor (temperature detector)
19 Holder
20 Triac
21 Commercial power supply
22 Analog-digital conversion circuit
23 Central processing unit (power supply control means)
15A substrate
15B heating element
15C protective layer

Claims

In an image forming apparatus that forms an image according to information provided from the outside on a latent image carrier and then heats the recording medium on which the image is carried,
The unfixed image or the recording medium carrying the fixed image is passed through a nip formed between the fixing body and the pressure body pressed against each other, and is heated by a heating unit that is lit by receiving power supply from a commercial power source. A heating device that heat-treats the recording medium;
A temperature detector for detecting the temperature of the fixing member or the heating means;
Power supply control means for controlling power supply from a commercial power source to the heating means,
In the case where the power supply control means continuously performs heat treatment on a plurality of N sheets or N recording media, the heat treatment process of each recording medium and the heat treatment of the Mth or Mth recording medium PID control based on the target temperature and the temperature detected by the temperature detector is performed in each step of the inter-media step from the end to the start of the heat treatment of the M + 1th or M + 1th recording medium. The target temperature and the control value for PID control in each process are switched and set according to the process transition between the processes between the media, and the heat treatment is performed according to the number or the number of the recording media subjected to the continuous heat treatment. An image forming apparatus characterized by changing a target temperature in each of the processes and the inter-medium process.

The fixing body is an endless belt-shaped film mainly composed of a heat-resistant material, and the heating means is provided with a heating element that generates heat by supplying power from a commercial power source on one surface of a thin plate-shaped substrate mainly composed of ceramics. The image forming apparatus according to claim 1, wherein the image forming apparatus is a ceramic heater in which a temperature detection body is disposed in contact with or close to the other surface of the substrate.

The heating device is a fixing device that heats a recording medium carrying an unfixed image to melt and fix the unfixed image on the recording medium, and permanently fixes the unfixed image to the recording medium. A hypothetical fixing device that temporarily fixes the unfixed image on the recording medium by subjecting the recording medium carrying the image to heat treatment, and a surface property of the recording medium by subjecting the recording medium carrying the fixed image to heat treatment The image forming apparatus according to claim 1, wherein the image forming apparatus is any one of a surface modifying apparatus for modifying the surface.

The power supply control means includes a temperature raising step from a predetermined temperature lower than a target temperature for the heat treatment of the fixing body or the heating means to a target temperature and a maintenance step of the fixing body or the heating means to a target temperature. The PID control is performed in each step, and the control values for the PID control in each step of the temperature raising step and the maintaining step are set to different values from each other. Image forming apparatus.