JPH0830125A - 加熱装置及び画像形成装置 - Google Patents

加熱装置及び画像形成装置

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JPH0830125A
JPH0830125A JP6182816A JP18281694A JPH0830125A JP H0830125 A JPH0830125 A JP H0830125A JP 6182816 A JP6182816 A JP 6182816A JP 18281694 A JP18281694 A JP 18281694A JP H0830125 A JPH0830125 A JP H0830125A
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JP
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heating
resistor
heater
resistance value
heat
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JP6182816A
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English (en)
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Kazuki Miyamoto
一樹 宮本
Naoyuki Oki
尚之 大木
Yasuo Fukatsu
康男 深津
Shinichi Takada
慎一 高田
Maki Nakano
真樹 中野
Takahiro Atomichi
高廣 後路
Atsushi Chagi
淳 茶木
Koki Kuroda
綱紀 黒田
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Canon Inc
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    • G03G2215/20—Details of the fixing device or porcess
    • G03G2215/2003—Structural features of the fixing device
    • G03G2215/2016—Heating belt
    • G03G2215/2022—Heating belt the fixing nip having both a stationary and a rotating belt support member opposing a pressure member

Abstract

(57)【要約】 【目的】 電力供給を受けて発熱する発熱抵抗体４２又
はこれを含む加熱体３１（以下、ヒーターと記す）によ
り被加熱材を加熱する装置について、発熱抵抗体の温度
上昇による抵抗値変化で目標の印加電力より低くなるこ
とをなくして温度の立ち上がりを改善し、像加熱装置に
あっては定着性を確保すること。 【構成】 入力電圧検出手段１０２と、ヒーター３１
（４２）の抵抗値入力手段１０４と、ヒーターへの印加
電圧演算手段１０１と、ヒーターへ印加電圧を供給する
電圧供給手段１０１・１０３と、ヒーターの温度−抵抗
値係数と目標温調温度、若しくはヒーターの温度からヒ
ーターの抵抗値を補正し、演算手段１０１で求める印加
電圧を上記補正された抵抗値から求める手段１０１を有
すること。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、電力供給を受けて発熱
する発熱抵抗体若しくは該発熱抵抗体を含む加熱体によ
り被加熱体を加熱する加熱装置、および該加熱装置を像
加熱装置として備えた画像形成装置に関する。
【０００２】より詳しくは、該加熱装置における発熱抵
抗体に印加する電力を一定制御するものである。
【０００３】
【従来の技術】便宜上、フィルム加熱方式の加熱装置を
例にして説明する。
【０００４】フィルム加熱方式の加熱装置は、特開昭６
３−３１３１８号公報・特開平２−１５７８７８号公報
・特開平４−４４０７５号公報・特開平４−２０４９８
０号公報等に提案されており、電力供給を受けて発熱す
る発熱抵抗体を含む加熱体（以下、ヒーターと記す）に
耐熱性フィルムを加圧部材で密着させて摺動搬送させ、
該耐熱性フィルムを挟んでヒーターと加圧部材とで形成
される圧接ニップ部の耐熱性フィルムと加圧部材との間
に被加熱材を導入して耐熱性フィルムと一緒に圧接ニッ
プ部を挟持搬送させることによりヒーターの熱を耐熱性
フィルムを介して被加熱材に付与する構成の装置であ
り、複写機・レーザービームプリンター・ファクシミリ
・マイクロフィルムリーダープリンター・画像表示（デ
ィスプレイ）装置・記録機等の画像形成装置において、
電子写真・静電記録・磁気記録等の適宜の画像形成プロ
セス手段により加熱溶融性の樹脂等よりなるトナーを用
いて画像支持体としての被記録材（エレクトロファック
スシート・静電記録紙・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トナー像を該トナー像を担持
している被記録材面に永久固着画像として加熱定着処理
する像加熱装置（画像加熱定着装置）として活用でき
る。
【０００５】また、定着装置に限らず、例えば画像を担
持した被記録材を加熱してつや等の表面性を改質する装
置、仮定着する装置、シート状物を搬送しつつ加熱や乾
燥させる装置等、広く被加熱材を加熱処理する手段・装
置として使用できる。
【０００６】このようなフィルム加熱方式の加熱装置は
ヒーターとして低熱容量加熱体を、フィルムとして薄膜
の低熱容量のものを用いることができるため、省電力化
・ウェイトタイムの短縮化（クイックスタート性）が可
能になり、また本機内昇温を抑えることができ、像加熱
装置にあっては定着点と分離点が別に設定できる等の利
点を有し、効果的なものである。
【０００７】
【発明が解決しようとしている課題】上記例のように、
電力供給を受けて発熱する発熱抵抗体を含むヒーター
（加熱体、もしくは発熱抵抗体自体）により被加熱材を
加熱する加熱装置において、従来、ヒーターの発熱抵抗
体に印加する電圧を求める場合、発熱抵抗体の抵抗値と
入力電圧及び目標の印加電圧から演算していた。
【０００８】しかしながら、上記従来例では、発熱抵抗
体の温度上昇による抵抗値変化で目標の印加電力が低く
なってしまい、温度の立ち上がりが遅くなり、像加熱装
置にあっては条件によっては定着性を満足できなくなっ
ていた。
【０００９】そこで本発明はこの種の加熱装置につい
て、ヒーターの発熱抵抗体に対する供給電力制御を工夫
して、発熱抵抗体の温度上昇による抵抗値変化に拘ら
ず、発熱抵抗体に印加する電力を一定制御する、即ち発
熱抵抗体の温度上昇による抵抗値変化で目標の印加電力
より低くなることをなくして、温度の立ち上がりを改善
し、像加熱装置にあっては定着性を確保することを目的
とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】本発明は下記の構成を特
徴とする加熱装置および画像形成装置である。
【００１１】（１）電力供給を受けて発熱する発熱抵抗
体若しくは該発熱抵抗体を含む加熱体により被加熱材を
加熱する加熱装置であり、電力供給源としての商用電源
の電圧を検知する入力電圧検出手段と、前記発熱抵抗体
の抵抗値を入力する入力手段と、前記発熱抵抗体への印
加電圧を演算する演算手段と、前記発熱抵抗体へ印加電
圧を供給する電圧供給手段と、前記発熱抵抗体の温度−
抵抗値係数と目標温調温度から該発熱抵抗体の抵抗値を
補正し、前記演算手段で求める印加電圧を上記補正され
た抵抗値から求める手段とを有することを特徴とする加
熱装置。
【００１２】（２）電力供給を受けて発熱する発熱抵抗
体若しくは該発熱抵抗体を含む加熱体により被加熱材を
加熱する加熱装置であり、電力供給源としての商用電源
の電圧を検知する入力電圧検出手段と、前記発熱抵抗体
の抵抗値を入力する入力手段と、前記発熱抵抗体への印
加電圧を演算する演算手段と、前記発熱抵抗体へ印加電
圧を供給する電圧供給手段と、前記発熱抵抗体の温度−
抵抗値係数と前記発熱抵抗体若しくは加熱体の温度から
該発熱抵抗体の抵抗値を補正し、前記演算手段で求める
印加電圧を上記補正された抵抗値から求める手段とを有
することを特徴とする加熱装置。
【００１３】（３）電力供給を受けて発熱する発熱抵抗
体若しくは該発熱抵抗体を含む加熱体と、該発熱抵抗体
若しくは加熱体に密着して移動する耐熱性フィルムを有
し、このフィルムを介して被加熱材を発熱抵抗体若しく
は加熱体に密着させて発熱抵抗体若しくは加熱体位置を
移動させて発熱抵抗体若しくは加熱体の熱エネルギーを
フィルムを介して被加熱材に付与するフィルム加熱方式
の加熱装置であることを特徴とする（１）または（２）
に記載の加熱装置。
【００１４】（４）発熱抵抗体若しくは加熱体に耐熱性
フィルムもしくは耐熱性フィルムと被加熱材を加圧密着
させる加圧部材を有することを特徴とする（３）に記載
の加熱装置。
【００１５】（５）加圧部材が回転駆動される、もしく
は従動回転する回転体であることを特徴とする（４）に
記載の加熱装置。
【００１６】（６）耐熱性フィルムがエンドレスの回転
体、もしくは有端の走行部材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。
【００１７】（７）被加熱材が未定着トナー像を被記録
材に形成担持させた被記録材であり、該未定着トナー像
を被記録材に加熱定着させる画像加熱定着装置であるこ
とを特徴とする（１）乃至（６）の何れかに記載の加熱
装置。
【００１８】（８）前記（１）乃至（６）の何れかに記
載の加熱装置を像加熱装置として備えることを特徴とす
る画像形成装置。
【００１９】
【作用】即ち本発明は、発熱抵抗体への目標印加電力Ｗ
0と、発熱抵抗体の抵抗値Ｒ0から、発熱抵抗体への印加
電圧Ｖ0
【００２０】
【数１】 を演算で求め、更に現在の入力電圧から印加電圧になる
ような位相タイミングを求めて発熱抵抗体へ印加電圧を
供給する。
【００２１】発熱抵抗体の温度上昇と共に抵抗値が減少
するため、先に演算で求めた電圧Ｖ0 を印加しても実際
にはＶ′となり、電力も減少する。目標の温調温度ある
いは発熱抵抗体の検出温度と発熱抵抗体の温度−抵抗値
係数から温度による補正抵抗値Ｒ1 を求め、印加電圧Ｖ
1
【００２２】
【数２】 を求めるようにする。
【００２３】これにより発熱抵抗体に印加する電力を一
定制御する、即ち発熱抵抗体の温度上昇による抵抗値変
化で目標の印加電力より低くなることをなくして、温度
の立ち上がりを改善し、像加熱装置にあっては定着性を
確保する。
【００２４】
【実施例】 〈第１の実施例〉（図１〜図９） （１）画像形成装置例（図１） 図１に本発明に従う加熱装置としての像加熱装置（画像
加熱定着装置）を具備させた画像形成装置の一例の概略
構成を示した。本例の画像形成装置は、転写式電子写真
方式、原稿台固定−光学系移動型の複写機である。
【００２５】１は固定の原稿台ガラスであり、この原稿
台ガラス１上に所定の載置基準に従って原稿を複写すべ
き画像面を下向きにして載置し、その上から原稿押え板
２をかぶせてセットする。
【００２６】コピースタート信号にもとづいて、原稿露
光ランプ３ａが点灯し、このランプ３ａと第１ミラー３
ｂが原稿台ガラス１の下面に沿って左方のホームポジシ
ョンから右方へ所定の速度Ｖで往動し、第２及び第３ミ
ラー３ｃ・３ｄがランプ３ａ及び第１ミラー３ｂと同方
向にＶ／２の速度で往動することにより、原稿台ガラス
１上のセット原稿の下向き画像面が左辺側から右辺側に
照明走査される。その照明走査光の原稿面反射光が第１
〜第３ミラー（移動ミラー）３ｂ・３ｃ・３ｄ→結像レ
ンズ３ｅ→第４〜第６ミラー（固定ミラー）３ｆ・３ｇ
・３ｈの経路にて矢示の時計方向に所定の周速度にて回
転駆動されているドラム型電子写真感光体４の面に対し
て露光位置においてスリット結像露光Ｌされる。
【００２７】感光体４の面は一次帯電器５により所定の
極性・電位に一様に帯電処理されており、その感光体４
の帯電面に上記の露光Ｌがなされることにより、感光体
４面に原稿画像に対応した静電潜像が形成されていく。
次いで、その潜像が現像ユニット６によりトナー画像と
して現像される。
【００２８】一方、給紙カセット７から被記録材として
の転写材が給紙ローラ８と分離爪９との共働で１枚分離
給送され、シートパス１０・搬送ローラ１１・搬送ロー
ラ１２・レジストローラ１３の経路で感光体４と転写ユ
ニット１４の間の転写部に所定のタイミングにて導入さ
れる。もしくはマルチ手差し給紙部１５から差し込まれ
た転写材が給紙ローラ１６・搬送ローラ１２・レジスト
ローラ１３の経路で上記転写部に所定のタイミングにて
導入されることで、該転写材の面に対して感光体４面側
のトナー画像が順次に転写されていく。
【００２９】転写部を通った転写材は感光体４面から分
離されて搬送ユニット１９のベルト上にのって後述する
定着ユニット（像加熱装置・画像加熱定着装置）２０へ
導入されてトナー画像の加熱定着処理を受け、排紙ロー
ラ２１から機外の排紙トレイ２２へコピーとして排出さ
れる。
【００３０】また転写材へのトナー画像転写後の感光体
４面はクリーニングユニット１７により転写残りトナー
等の残存付着物の除去を受けて清浄面化され、また前露
光ランプ１８により残留電位が除電されて繰り返して作
像に供される。
【００３１】Ｍ１はメイン駆動源としてのＤＣブラシレ
スモーターであり、給紙部、搬送部、感光体、定着部等
を駆動する。Ｍ２は光学系（画像を読み取るための機構
を含む）の駆動源としてのステッピングモーターであ
る。このステッピングモーターＭ２の各相Ａ、Ａ＊、
Ｂ、Ｂ＊に印加する相励磁信号を出力する。本例装置で
は励磁方式は負荷に設定される速度情報により、該モー
ターＭ２を２相励磁方式、１−２相励磁方式の２種類に
切り替えている。
【００３２】給紙方式は給紙カセット７からの給紙と、
マルチ手差し給紙部１５からの給紙が選択できる。カセ
ット７からの給紙の場合、カセット７の有無を検知する
と共にカセット７内の用紙（転写材）のサイズを検知す
るスイッチ群２３と、カセット７内の用紙の有無を検知
するスイッチ２４により状態が管理されており、上記ス
イッチ２３・２４で異常を検出した場合に表示部にその
旨の表示がなされる。マルチ手差しの場合、該手差し部
１５の状態を検知するスイッチによって状態を管理し、
異常を検出すると表示部にその旨の表示がなされる。
【００３３】（２）定着ユニット２０（図２〜図４） 像加熱装置である定着ユニット２０は本例のものはフィ
ルム加熱方式の加熱装置である。
【００３４】図２はこの定着ユニット２０の概略構成を
示す側面図、図３は斜視図、図４は加熱体の一部切欠き
斜視図である。
【００３５】３１は加熱体（以下、ヒーターと記す）で
あり、発熱面側を下向きにして耐熱性のプラスチックサ
ポータ３２の下面に固定支持させてある。３３・３４は
フィルム駆動ローラとフィルムテンションローラであ
り、該２本のローラ３３・３４と上記ヒーターのプラス
チックサポータ３２の３者は互いに略並行に配列してあ
り、その３者３２・３３・３４間にエンドレスベルト状
の耐熱性フィルム３５（以下、定着フィルムと記す）を
懸回張設させてある。
【００３６】３６は定着フィルム３５を挟ませてヒータ
ー３１の下面に圧接させた加圧ローラである。Ｎは定着
フィルム３５を挟んでヒーター３１と加圧ローラ３６と
の間に形成される圧接ニップ部（定着ニップ部、加熱ニ
ップ部）である。加圧ローラ３６はシリコンゴム等の離
型性の良いゴム弾性層を有するローラであり、例えば総
圧４〜１０ｋｇの当接圧をもってヒーター３１の下面と
対向圧接させてある。
【００３７】定着フィルム３５は駆動ローラ３３の時計
方向回転駆動に伴ない時計方向に所定の周速度、即ち前
述のトナー画像転写部から搬送ユニット１９（図１）で
定着ユニット２０へ導入される被加熱材としての転写材
Ｐの搬送速度と略同じ周速度をもってシワや蛇行、速度
遅れなく、あるいは補正制御されて回転駆動される。加
圧ローラ３６は従動回転する。３７（図３）は不図示の
フィルム寄り移動制御機構に付属のフィルム寄り移動検
知素子、もしくはより移動規制部材である。
【００３８】定着フィルム３５が回転駆動され、またヒ
ーター３１が発熱状態にあるとき、転写材Ｐが圧接ニッ
プ部Ｎの定着フィルム３５と加圧ローラ３６の間に導入
されると、該転写材Ｐは定着フィルム３５面に密着して
該フィルム３５と一緒に圧接ニップ部Ｎを挟持搬送され
てヒーター３１の熱を定着フィルム３５を介して受けて
加熱され、転写材Ｐ上の未定着トナー画像Ｔが転写材Ｐ
面に加熱・加圧定着される。圧接ニップ部Ｎを通った転
写材Ｐは回転定着フィルム３５の面から曲率分離され
る。
【００３９】定着フィルム３５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・耐久性等
に優れ、一般的には総厚１００μｍ以下、好ましくは４
０μｍ以下の薄肉のものを使用する。
【００４０】例えばポリイミド・ポリエーテルイミド・
ＰＥＳ・ＰＦＡ（４フッ化エチレン−バーフルオロアル
キルビニルエーテル共重合体樹脂）などの耐熱樹脂の単
層フィルム、或いは複合層フィルム例えば２０μｍ厚フ
ィルムの少なくとも被加熱材としての転写材Ｐの画像当
接面側にＰＴＦＥ（４フッ化エチレン樹脂）・ＰＡＦ等
のフッ素樹脂に導電材を添加した離型性コート層を１０
μｍ厚に施したものなどである。
【００４１】加熱体としてのヒーター３１は図２・図４
の例のように、定着フィルム３５もしくは被加熱材とし
ての転写材Ｐの移動方向に対して直角方向を長手とする
細長の耐熱性・絶縁性・良熱伝導性のヒーター基板４
１、該基板の表面側の短手方向中央部に基板長手に沿っ
て形成具備させた発熱抵抗体４２、該発熱抵抗体４２の
長手両端部の給電用電極４３、発熱抵抗体４２を形成し
たヒーター表面を保護させた耐熱性オーバーコート層４
４等からなる全体に低熱容量の線状加熱体である。
【００４２】このヒーター３１を発熱抵抗発熱体４１を
形成具備させた表面側を下向きに露呈させプラスチック
サポータ３２に保持させて固定配設してある。
【００４３】サポータ３２は例えばＰＰＳ（ポリフェニ
レンサルファイド）、ＰＡＩ（ポリアミドイミド）、Ｐ
Ｉ（ポリイミド）、ＰＥＥＫ（ポリエーテルエーテルケ
トン）、液晶ポリマー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構
成できる。
【００４４】ヒーター基板４１は、例えばアルミナや窒
化アルミニウム等の厚み１ｍｍ・幅１０ｍｍ・長さ２４
０ｍｍの絶縁性・良熱伝導体である。発熱抵抗体４２
は、例えばＡｇ／Ｐｄ、ＲｕＯ2 、Ｔａ2 Ｎ等の電気抵
抗材料の幅数ｍｍ、厚さ数１０μｍのスクリーン印刷パ
ターン層である。給電電極４３は例えばＡｇ・Ｃｕ・Ａ
ｕ等の導電材パターン層である。耐熱性オーバーコート
層４４は、例えば耐熱ガラス層である。
【００４５】給電電極４３・４３間に電圧が印加されて
発熱抵抗体４２に電力が供給されることにより該発熱抵
抗体４２が発熱し、この発熱抵抗体４２を含むヒーター
３１が迅速に昇温加熱状態となる。
【００４６】プラスチックサポータ３２には金属ステー
を取付けて強固にしている。その金属ステーにはヒータ
ー３１の温度を検出する第１と第２の温度検出素子（サ
ーミスタ）４５・４６をそれぞれ取付け支持させてヒー
ター３１の裏面（ヒーター基板裏面）に直接接触させて
ある。
【００４７】第１の温度検出素子４５は装置に通紙使用
可能な最小サイズの転写材の通紙領域幅に対応するヒー
ター長さ領域（大小どのサイズの転写材も通紙域となる
領域）のヒーター裏面部分に対応位置させてある。第２
の温度検出素子４６は小サイズの転写材を通紙したとき
の非通紙領域に対応するヒーター長さ領域のヒーター裏
面部分に対応位置させてある。即ちヒーターの通紙基準
側端部（本例は片側基準搬送）とは反対側端部寄りのヒ
ーター裏面部分に対応位置させてある。
【００４８】上記第２の温度検出素子４６は、小サイズ
の転写材を通紙すると、非通紙領域部分のヒーター部分
の温度が高くなるため、その温度を検知して転写材通紙
間隔（紙間）を広げ制御することに利用される。
【００４９】ヒーター３１の発熱抵抗体４２への給電に
より該発熱抵抗体４２の発熱でヒーター３１が略全長に
わたり迅速に昇温し、その昇温が第１の温度検出素子４
５で検知され、その検知温度が温度制御系へフィードバ
ックされてヒーター３１の温度が所定の定着温度に維持
されるように発熱抵抗体４２への給電が制御される。
【００５０】（３）ヒーター３１の温度制御・電力制御
系 図５はヒーター制御部のブロック図である。
【００５１】１０１はヒーター３１の温度制御・電力制
御をコントロールするコントローラ（ＣＰＵ）である。
このコントローラ１０１は、発熱抵抗体４２への印加電
圧を演算する演算手段、発熱抵抗体もしくはヒーター３
１（加熱体）の温度を温度検出手段４６の結果に基づい
て一定に制御する温度制御手段、発熱抵抗体の温度−抵
抗値係数と目標温調温度（または発熱抵抗体もしくは加
熱体の温度）から発熱抵抗体の抵抗値を補正し、演算手
段で求める印加電圧を補正された抵抗値から求める手段
としての機能を有する。
【００５２】１０２は電力供給源としての商用交流電源
Ｓ及び入力電圧を検知する回路である。
【００５３】１０３はヒーター３１の発熱抵抗体４２に
印加する電圧をスイッチングするスイッチング回路であ
り、コントローラ１０１により発熱抵抗体もしくはヒー
ター３１の温度に応じてヒーター３１（４２）に対する
印加電力を切り替える。
【００５４】コントローラ１０１は、ＡＣ入力電圧値を
入力電圧検知回路１０２からコントローラ１０１のＡ／
Ｄに入力する。これが入力電圧の実行値Ｅｒｍｓであ
る。
【００５５】第１及び第２の温度検出素子（サーミス
タ）４５・４６の出力もコントローラ１０１のＡ／Ｄに
入力される。ヒーター３１の発熱抵抗体４２の抵抗値は
常温環境で予め測定されており、定着ユニット２０上に
記載されている。この抵抗値を操作部１０４をもちいて
不揮発性メモリに入力する。
【００５６】また、ＡＣ入力からゼロクロス信号を作成
しており、コントローラ１０１に割り込みとして入力さ
れている。トリガ信号はヒーター３１の発熱抵抗体４２
に対する給電を位相制御するためのタイミング信号であ
る。
【００５７】ヒーター３１は前述したようにセラミック
基板４１上に発熱抵抗体４２を印刷したものであり、熱
応答性に大変優れている。そのため、発熱抵抗体４２に
対する通電制御を通常のＯＮ／ＯＦＦ制御したのでは温
調温度に対してリップルが大きくなったり、ヒーター３
１に電力がかかりすぎたりして、ヒーター３１にダメー
ジを与えてしまう。そのためこの制御には一定な電力が
かかるような電力制御をしている。また、リップルを小
さくするため、第１の温度検出素子４５で検知したヒー
ター温度に応じてヒーター３１に対する供給電力を切り
替えるという制御も行っている。
【００５８】ここで、ヒーター３１に対する電力制御に
ついて説明する。ヒーター３１に対する電力制御も露光
ランプ３ａの制御と同様に位相制御で行っている。ヒー
ター３１（発熱抵抗体４２）は純粋に抵抗負荷であるの
で電力Ｗは Ｗ＝ＶH 2／Ｒ ＶH ：ヒーター（発熱抵抗体）に与える電圧 Ｒ ：ヒーター（同）の抵抗値 である。
【００５９】ヒーター３１（４２）の抵抗値Ｒは、ばら
つきが大きいため、個々の画像形成装置ごとに不揮発性
メモリに格納してあり、ヒーター３１に供給する電力も
予めわかっているので、ヒーター３１にかける電圧ＶH
は上式より ＶH 2＝Ｒ×Ｗ ・・・・・・・・ また実効電圧の式からヒーター３１に与える電圧ＶH
は、
【００６０】
【数３】 ＶH 2＝Ｅrms2（１−(2TH/T）＋(1/2π)SIN(4πTH/T) ） Ｅrms2／ＶH 2 ＝１／｛１−２×ＴH ／Ｔ＋ SIN(4πTH/T)/2π｝ ・・・・ 式からＶH 2を計算し、ＡＣ入力電圧検知回路１０２よ
り得られた値からＥｒｍｓ2 を求め、Ｅｒｍｓ2 ／ＶH 2
を計算することによって、式よりゼロクロス信号から
ヒーター３１へのトリガ信号までの時間ＴH を求めるこ
とができる。尚、本実施例ではテーブルを用いてＥｒｍ
ｓ2 ／ＶH 2からＴH を求めている。
【００６１】以上、説明したようなアルゴリズムによっ
てヒーター３１の電力制御を行っている。このヒーター
３１の電力制御は、コピー期間中常に行いヒーター３１
の温度が一定になるようにしている。
【００６２】一方、ヒーター３１は温度上昇と共にヒー
ター３１の発熱抵抗体４２の抵抗温度係数により、ヒー
ター４３の抵抗値は増大する。抵抗値が増大すると、ヒ
ーター３１（４２）に印加される電力は、印加電圧ＶH
が一定であるため、段々減少する傾向になる。その様子
を図６の電力時間特性に示す。最大電力を印加している
部分で電力が低下している。
【００６３】このため、目標温度に達するまでの時間が
かかり、特に低温環境において、定着性が満足できなく
なることが発生する。例えば、目標電力Ｗ＝１０００
Ｗ、ヒーター抵抗値Ｒ＝７．２Ω）、抵抗温度係数４０
０ｐｐｍ／℃、温調温度２００℃として抵抗温度係数の
影響が無いとして求めたゼロクロスからのトリガ信号で
印加される電圧ＶH は、（１０００×７．２）1/2 ＝８
４．８Ｖとなる。
【００６４】実際、抵抗温度係数の影響で抵抗値が変化
する。抵抗値は常温２０℃として２００−２０＝１８０
℃の温度差があるため、抵抗変化率は４００×１８０＝
７２０００ｐｐｍとなるから、抵抗値は約７．７２Ωと
なる。よって、印加電力は１０００Ｗから８４．８2 ／
７．７２＝９３１Ｗに減少する。
【００６５】そこで、抵抗温度係数と目標温調温度から
ヒーター抵抗値を補正する必要がある。ヒーター印加電
圧を求める際に、目標温調温度での抵抗値を求め、その
値を使用する。図７に補正したときの様子を示す。図
６、図７から目標温度に達するまでの時間が改善されて
いることがわかる。
【００６６】次に、図８のフローチャート、図９のタイ
ミングチャートを用いて説明する。
【００６７】ヒーター電力計算ルーチンでは、第１の温
度検出素子（サーミスタ）４５及び入力電圧Ｅｒｍｓの
Ａ／Ｄ値を読み取り記憶された抵抗値と抵抗温度係数、
目標温調温度から補正抵抗値Ｒ′を求める（ステップＳ
１５２）。
【００６８】第１の温度検出素子４５の温度により目標
印加電力を違えている。その目標印加電力を現在の温度
から求める（Ｓ１５３〜１５９）。
【００６９】目標印加電力Ｗと補正抵抗値Ｒ′からＶH 2
＝Ｗ×Ｒ′を求め、先に読み込んだＥｒｍｓを二乗しＥ
ｒｍｓ2 ／ＶH 2を求める（Ｓ１６０）。予め、式から
ＴH（ゼロクロスからトリガ信号）とＥｒｍｓ2 ／ＶH 2
のとの関係をもとめてあり、テーブル化してある。Ｅｒ
ｍｓ2 ／ＶH 2値からテーブル検索を行うことでＴH を求
めることができる（Ｓ１６１）。
【００７０】ゼロクロス信号割り込みが発生すると、ト
リガ信号ＴH を出力するためのタイマーをスタートさせ
る（Ｓ１６２・Ｓ１６３）。
【００７１】〈第２の実施例〉第１の実施例では、ヒー
ター抵抗値の補正を目標温調温度のときのみで行なって
いたが、検出した第１の温度検出素子４５の温度をもと
に補正をすることで、さらに正確な印加電力を供給する
ことができる。
【００７２】〈第３の実施例〉（図１０） 図１０の（ａ）・（ｂ）・（ｃ）はそれぞれフィルム加
熱方式の加熱装置の他の構成形態例を示したものであ
る。
【００７３】（ａ）のものはヒーター（加熱体）３１と
駆動ローラ３３の２部材間にエンドレスベルト状の耐熱
性フィルム３５を懸回張設して駆動ローラ３３により回
転駆動する構成のものである。
【００７４】（ｂ）のものは、ヒーター３１と、該ヒー
ター３１を保持させたフィルムガイド部材４７の外側に
円筒状の耐熱性フィルム３５をルーズに外嵌し、ヒータ
ー３１に対してフィルム３５を加圧ローラ４８で圧接さ
せ、該加圧ローラ４８を回転駆動させることによりフィ
ルム３５の内面をヒーター３１面に密着摺動させながら
回転駆動する構成（加圧ローラ駆動式）のものである。
【００７５】（ｃ）のものは、耐熱性フィルム３５とし
て、エンドレスベルト状のものではなく、ロール巻きに
した長尺の有端フィルムを用い、これを繰り出し軸４９
側からヒータ３１を経由させて巻き取り軸５０側へ所定
の速度で走行させるように構成したものである。
【００７６】以上の実施例はフィルム加熱方式の加熱装
置についてのものであるが、本発明は該加熱装置に限ら
れるものではなく、その他熱ローラ方式など、要するに
電力供給を受けて発熱する発熱抵抗体若しくは該発熱抵
抗体を含む加熱体により被加熱材を加熱する加熱装置に
ついて、発熱抵抗体に印加する電力を一定制御する制御
系構成として有効である。
【００７７】
【発明の効果】以上説明した様に本発明は、電力供給を
受けて発熱する発熱抵抗体若しくは該発熱抵抗体を含む
加熱体により被加熱材を加熱する加熱装置について、発
熱抵抗体の温度上昇による抵抗値変化に応じて発熱抵抗
体に対する供給電力を増減制御して、発熱抵抗体の温度
上昇による抵抗値変化に拘らず発熱抵抗体に印加する電
力を一定制御するものであるから、発熱抵抗体の温度上
昇による抵抗値変化で目標の印加電力より低くなること
はなくなり、温度の立ち上がりが改善され像加熱装置に
あっては定着性が確保できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明に従う加熱装置としての定着ユニット
を具備させた画像形成装置の一例の概略構成図
【図２】 定着ユニットの概略構成を示す側面図
【図３】 該定着ユニットの斜視図
【図４】 加熱体（ヒーター）の一部切欠き斜視図
【図５】 ヒーター制御部のブロック図
【図６】 抵抗値補正前の電力−時間特性図
【図７】 抵抗値補正後の電力−時間特性図
【図８】 制御フローチャート
【図９】 制御タイミングチャート
【図１０】 （ａ）・（ｂ）・（ｃ）はそれぞれフィル
ム加熱方式の加熱装置の他の構成形態例の略図
【符号の説明】
２０ 定着ユニット（像加熱装置） ３１ ヒーター（加熱体） ３２ プラスチックサポータ ３３ 駆動ローラ ３４ テンションローラ ３５ 定着フィルム ３６ 加圧ローラ Ｎ 圧接ニップ部（定着ニップ部） Ｐ 転写材（被加熱材） ４１ ヒーター基板 ４２ 発熱抵抗体 ４３ 給電電極 ４４ 耐熱性オーバーコート層 ４５ 第１の温度検出素子（サーミスタ） ４６ 第２の温度検出素子（同） １０１ コントローラ １０２ 電源及び入力電圧検知回路 １０３ スイッチング回路 １０４ 操作部
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 高田 慎一 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 中野 真樹 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 後路 高廣 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 茶木 淳 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 黒田 綱紀 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

Claims (8)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 電力供給を受けて発熱する発熱抵抗体若
    しくは該発熱抵抗体を含む加熱体により被加熱材を加熱
    する加熱装置であり、 電力供給源としての商用電源の電圧を検知する入力電圧
    検出手段と、 前記発熱抵抗体の抵抗値を入力する入力手段と、 前記発熱抵抗体への印加電圧を演算する演算手段と、 前記発熱抵抗体へ印加電圧を供給する電圧供給手段と、 前記発熱抵抗体の温度−抵抗値係数と目標温調温度から
    該発熱抵抗体の抵抗値を補正し、前記演算手段で求める
    印加電圧を上記補正された抵抗値から求める手段とを有
    することを特徴とする加熱装置。
  2. 【請求項２】 電力供給を受けて発熱する発熱抵抗体若
    しくは該発熱抵抗体を含む加熱体により被加熱材を加熱
    する加熱装置であり、 電力供給源としての商用電源の電圧を検知する入力電圧
    検出手段と、 前記発熱抵抗体の抵抗値を入力する入力手段と、 前記発熱抵抗体への印加電圧を演算する演算手段と、 前記発熱抵抗体へ印加電圧を供給する電圧供給手段と、 前記発熱抵抗体の温度−抵抗値係数と前記発熱抵抗体若
    しくは加熱体の温度から該発熱抵抗体の抵抗値を補正
    し、前記演算手段で求める印加電圧を上記補正された抵
    抗値から求める手段とを有することを特徴とする加熱装
    置。
  3. 【請求項３】 電力供給を受けて発熱する発熱抵抗体若
    しくは該発熱抵抗体を含む加熱体と、該発熱抵抗体若し
    くは加熱体に密着して移動する耐熱性フィルムを有し、
    このフィルムを介して被加熱材を発熱抵抗体若しくは加
    熱体に密着させて発熱抵抗体若しくは加熱体位置を移動
    させて発熱抵抗体若しくは加熱体の熱エネルギーをフィ
    ルムを介して被加熱材に付与するフィルム加熱方式の加
    熱装置であることを特徴とする請求項１または同２に記
    載の加熱装置。
  4. 【請求項４】 発熱抵抗体若しくは加熱体に耐熱性フィ
    ルムもしくは耐熱性フィルムと被加熱材を加圧密着させ
    る加圧部材を有することを特徴とする請求項３に記載の
    加熱装置。
  5. 【請求項５】 加圧部材が回転駆動される、もしくは従
    動回転する回転体であることを特徴とする請求項４に記
    載の加熱装置。
  6. 【請求項６】 耐熱性フィルムがエンドレスの回転体、
    もしくは有端の走行部材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。
  7. 【請求項７】 被加熱材が未定着トナー像を被記録材に
    形成担持させた被記録材であり、該未定着トナー像を被
    記録材に加熱定着させ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６の何れかに記載の加熱装
    置。
  8. 【請求項８】 請求項１乃至同６の何れかに記載の加熱
    装置を像加熱装置として備えることを特徴とする画像形
    成装置。
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