KR102383348B1 - 화상 가열 장치 및 화상 형성 장치 - Google Patents

화상 가열 장치 및 화상 형성 장치 Download PDF

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Abstract

제어부는, 복수의 발열체를 규정된 기동 완료 목표 온도까지 상승시키는데 요구되는 시간의 길이를 판단하고, 복수의 발열체 중 가장 긴 기동 요구 시간을 갖는다고 판단된 발열체가 제2 발열체이고, 복수의 발열체 중 제2 발열체보다 짧은 기동 요구 시간을 갖는다고 판단된 발열체가 제1 발열체일 때, 제어부는 제2 발열체의 기동 성능을 기준으로 하여 제1 발열체에 대한 기동 제어 파라미터를 변경함으로써 제1 발열체에 공급되는 전력을 제어한다.

Description

화상 가열 장치 및 화상 형성 장치{IMAGE HEATING APPARATUS AND IMAGE FORMING APPARATUS}
본 발명은, 복사기 및 프린터 같은 전자 사진 방식 또는 정전 기록 방식의 화상 형성 장치에 사용하기 위한 정착 유닛, 및 기록재 상에 정착된 토너 화상을 재가열함으로써 토너 화상의 광택값을 향상시키는, 상기 화상 형성 장치에 사용하기 위한 광택 부여 장치 등의 화상 가열 장치에 관한 것이다. 본 발명은 또한 화상 가열 장치를 포함하는 화상 형성 장치에 관한 것이다.
복사기 및 프린터 등의 화상 형성 장치에 사용되는 화상 가열 장치에서, 전력 절약에 대한 요구를 충족시키기 위해서, 기록재 상에 형성된 화상부를 서로 독립적으로 가열하는 방법이 제안되어 있다(일본 특허 출원 공개 공보 H06-95540호). 상기 방법에 따르면, 히터의 발열 범위(가열 영역)를 히터의 길이 방향(기록재의 반송 방향에 직교하는 방향)에 대하여 복수의 발열 블록으로 분할하고, 기록재 상의 화상의 존재/부재에 따라 발열 블록을 독립적으로 제어한다. 더 구체적으로는, 기록재 상에 화상이 없는 부분(비화상부)에서 발열 블록에 공급되는 전력을 감소시킴으로써 전력 절약을 달성할 수 있다.
여기서, 상기 구성을 갖는 화상 가열 장치를 사용한 경우, 발열 블록의 발열량에 따라, 기록재를 가열하는 온도에 도달할 때까지의 시간(이하, 기동 시간)이 일부 발열 블록에서는 짧고 다른 발열 블록에서는 길다. 기록재는 기동 시간이 긴 발열 블록의 기동에 맞춰서 반송되기 때문에, 기록재가 발열 블록에 반송되는 동안 기동 시간이 짧은 블록은 기동 시간이 긴 발열 블록의 온도보다 높은 온도에서 대기해야 한다. 결과적으로, 기동 직후에 축열 상태가 변동하고, 일부 경우에 광택값 불균일 및 핫 오프셋 같은 화상 불량이 관찰된다.
본 발명의 목적은, 높은 전력 절약 성능을 제공할 수 있고 기동 직후의 화상 불량을 감소시킬 수 있는 기술을 제공하는 것이다.
전술한 목적을 달성하기 위해서, 본 발명에 따른 화상 가열 장치는, 기판과, 상기 기판 상에 상기 기판의 길이 방향으로 배치된 복수의 발열체를 갖는 히터를 갖는 화상 가열부로서, 상기 화상 가열부는 상기 히터로부터의 열을 이용해서 기록재에 형성된 화상을 가열하는, 화상 가열부; 상기 복수의 발열체에 공급되는 전력을 서로 독립적으로 제어하는 전력 공급 제어부; 및 상기 복수의 발열체 각각에 대해서, 전력 공급 시의 온도 상승 비율을 나타내는 기동 성능을 취득하는 취득부를 포함하며; 상기 전력 공급 제어부는, 상기 복수의 발열체의 온도를 각각의 규정된 목표 온도까지 상승시키는 기동 시퀀스에서, 상기 복수의 발열체가 동일한 타이밍에 상기 규정된 목표 온도에 도달하도록, 상기 복수의 발열체에 공급되는 전력을 상기 취득부에 의해 취득된 상기 기동 성능에 기초하여 서로 독립적으로 제어한다.
상술한 목적을 달성하기 위해서, 본 발명에 따른 화상 형성 장치는 기록재 상에 화상을 형성하는 화상 형성부; 및 상기 기록재 상에 형성된 상기 화상을 상기 기록재 상에 정착시키는 정착부로서의 상기 화상 가열 장치를 포함한다.
본 발명에 따르면, 전력 절약 성능을 유지하면서, 기동 직후에 발생하는 화상 불량을 감소시킬 수 있다.
본 발명의 추가적인 특징은 첨부된 도면을 참조한 예시적인 실시예에 대한 이하의 설명으로부터 명확해질 것이다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 화상 형성 장치의 단면도이다.
도 2는 본 발명의 제1 실시예에 따른 화상 가열 장치의 단면도이다.
도 3a 내지 도 3c는 제1 실시예에 따른 히터의 구성을 도시하는 도면이다.
도 4는 제1 실시예에 따른 히터 제어 회로의 도면이다.
도 5는 제1 실시예에 따른 가열 영역을 도시하는 도면이다.
도 6a 및 도 6b는 제1 실시예에 따른 기동 시퀀스를 도시하는 그래프이다.
도 7은 제1 실시예 및 제1 비교예에 대한 비교 실험의 결과를 도시하는 테이블이다.
도 8은 본 발명의 제2 실시예에 따른 기동 시퀀스를 도시하는 그래프이다.
도 9는 본 발명의 제5 실시예에 따른 기동 시퀀스를 도시하는 그래프이다.
도 10은 본 발명의 제6 실시예에 따른 기동 시퀀스를 도시하는 그래프이다.
도 11의 A 내지 C는 본 발명의 제7 실시예에 따른 기동 시퀀스를 도시하는 도면 및 그래프이다.
이하, 도면을 참고하여 본 발명의 실시예(예)에 대해서 설명한다. 그러나, 실시예에 기재된 구성의 치수, 재질, 형상, 그 상대 배치 등은 본 발명이 적용되는 장치의 구성, 각종 조건 등에 따라 적절히 변경될 수 있다. 그러므로, 실시예에 기재된 구성의 치수, 재질, 형상, 그 상대 배치 등은 본 발명의 범위를 이하의 실시예로 한정하려는 것은 아니다.
제1 실시예
1. 화상 형성 장치의 구성
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 화상 형성 장치의 개략 단면도이다. 본 발명은 전자 사진 방식 또는 정전 기록 방식에 따른 복사기 및 프린터 같은 화상 형성 장치에 적용될 수 있으며, 여기서는 레이저 프린터에 대한 적용예에 대해서 설명한다.
화상 형성 장치(100)는, 비디오 컨트롤러(120) 및 제어부(113)를 포함한다. 비디오 컨트롤러(120)는, 기록재에 형성되는 화상에 대한 정보를 취득하는 취득부로서 기능하며, 퍼스널 컴퓨터 등의 외부 장치로부터 송신되는 화상 정보 및 프린트 지시를 수신해서 처리한다. 제어부(113)는, 비디오 컨트롤러(120)와 접속되어 있고, 비디오 컨트롤러(120)로부터의 지시에 따라서 화상 형성 장치(100)의 다양한 구성요소를 제어한다. 제어부(113)는 후술하는 히터의 온도 제어에서 각종 기동 성능을 추정하는 추정부 또는 각종 기동 성능을 취득하는 취득부를 제어하도록 구성되며, 제어부는 이러한 제어의 주요 구성요소이다. 비디오 컨트롤러(120)가 외부 장치로부터 프린트 지시를 받으면, 이하의 동작에 의해 화상 형성이 실행된다.
프린트 신호가 발생하면, 화상 정보에 따라서 변조된 레이저빔을 스캐너 유닛(21)이 출사하고, 대전 롤러(16)에 의해 규정된 극성으로 대전된 감광 드럼(19)의 표면이 주사된다. 이런 방식으로, 감광 드럼(19) 상에 정전 잠상이 형성된다. 토너가 현상 롤러(17)로부터 정전 잠상에 공급됨에 따라, 감광 드럼(19) 상의 정점 잠상이 토너 화상으로서 현상된다. 한편, 급지 카세트(11)에 적재된 기록재(기록지)(P)는 픽업 롤러(12)에 의해 1매씩 급지되어, 한 쌍의 반송 롤러(13)에 의해 한 쌍의 레지스트 롤러(14)를 향해서 반송된다. 그후, 기록재(P)는, 감광 드럼(19) 상의 토너 화상이 감광 드럼(19)과 전사 롤러(20)에 의해 형성되는 전사 위치에 도달하는 타이밍에서, 한 쌍의 레지스트 롤러(14)로부터 전사 위치로 반송된다. 기록재(P)가 전사 위치를 통과하는 과정에서 감광 드럼(19) 상의 토너 화상은 기록재(P)에 전사된다. 그후, 기록재(P)는 정착부(화상 가열부)로서의 정착 장치(화상 가열 장치)(200)에 의해 가열되어, 토너 화상이 기록재(P)에 열적으로 정착된다. 정착된 토너 화상을 담지하는 기록재(P)는, 한 쌍의 반송 롤러(26, 27)에 의해 화상 형성 장치(100)의 상부의 트레이에 배출된다.
참조 번호 18은, 감광 드럼(19)을 클리닝하는 드럼 클리너를 나타내고, 참조 번호 28은 기록재(P)의 사이즈에 따라서 조정되는 사이즈를 가질 수 있는 한 쌍의 기록재 규제판을 갖는 급지 트레이(수동 트레이)를 나타낸다는 것에 유의하자. 급지 트레이(28)는, 임의의 다른 사이즈의 기록재(P)에 대응하기 위해서 제공된다. 참조 번호 29는 급지 트레이(28)로부터 기록재(P)를 급지하는 픽업 롤러를 나타내고, 참조 번호 30은 정착 장치(200) 등을 구동하는 모터를 나타내는 등이다. 상용의 AC 전원(401)에 접속된 히터 구동 수단(전력 공급 제어부)으로서 기능하는 제어 회로(400)는, 정착 장치(200)에 전력을 공급한다. 감광 드럼(19), 대전 롤러(16), 스캐너 유닛(21), 현상 롤러(17) 및 전사 롤러(20)는 기록재(P) 상에 미정착 화상을 형성하는 화상 형성부를 구성한다. 본 실시예에 따르면, 감광 드럼(19), 대전 롤러(16), 및 현상 롤러(17)를 포함하는 현상 유닛, 및 드럼 클리너(18)를 포함하는 클리닝 유닛이, 프로세스 카트리지(15)로서 화상 형성 장치(100)의 본체에 대하여 탈거가능/부착가능하도록 구성된다.
본 실시예에 따른 화상 형성 장치(100)는, 기록재(P)의 반송 방향에 직교하는 방향에서의 최대 시트 통과 폭이 216 mm이며, 레터 사이즈(216 mm × 279 mm)의 보통지를 232.5 mm/sec의 반송 속도에서 1분당 44.3장 프린트할 수 있다.
2. 정착 장치(정착부)의 구성
도 2는, 본 실시예에 따른 화상 가열 장치로서의 정착 장치(200)의 개략 단면도이다. 정착 장치(200)는, 정착 필름(202), 정착 필름(202)의 내면에 접촉하는 히터(300), 정착 필름(202)을 통해서 히터(300)와 함께 정착 닙부(N)를 형성하는 가압 롤러(208), 및 금속 스테이(204)를 갖는다.
정착 필름(202)은, 무단 벨트나 무단 필름이라고도 지칭되고, 관형 형상으로 형성된 복층 내열 필름이며, 폴리이미드 등의 내열 수지 또는 스테인리스강 등의 금속을 기층으로서 포함한다. 토너의 부착을 방지하거나 기록재(P)로부터의 분리성을 확보하기 위해서, 정착 필름(202)의 표면을 테트라플루오로에틸렌/퍼플루오로 (알킬 비닐 에테르) 공중합체(PFA) 등의 분리성이 높은 내열 수지로 피복해서 분리층을 형성한다. 화질을 향상시키기 위해서, 상기 기층과 분리층 사이에 실리콘 고무 등의 내열 고무를 탄성층으로서 형성할 수 있다. 가압 롤러(208)는, 철 및 알루미늄 등의 재질의 코어 금속(209)과, 실리콘 고무 등의 재질의 탄성층(210)을 갖는다. 히터(300)는, 내열 수지제의 히터 보유지지 부재(201)에 의해 보유지지되어 있고, 정착 닙부(N) 내에 제공된 가열 영역(A1 내지 A7)(상세는 후술함)을 가열함으로써 정착 필름(202)을 가열한다. 히터 보유지지 부재(201)는 정착 필름(202)의 회전을 안내하는 가이드 기능도 갖는다. 히터(300)에는, 히터가 정착 필름(202)의 내면에 접촉하는 측과 반대측(이면측)에 전극(E)이 제공되어 있고, 전극(E)에는 전기 접점(C)으로부터 전력이 공급된다. 금속 스테이(204)는, 도시하지 않은 가압력을 받고, 히터 보유지지 부재(201)를 가압 롤러(208) 향해서 가압한다. 히터(300)에 의한 이상 발열에 응답하여 히터(300)에 공급하는 전력을 차단하도록 활성화되는 서모-스위치 및 온도 퓨즈 등의 안전 소자(212)가 히터(300)의 이면측에 대향해서 제공된다.
가압 롤러(208)는, 도 1에 도시된 모터(30)로부터 기동력을 받아서 화살표 R1 방향으로 회전한다. 정착 필름(202)은 가압 롤러(208)의 회전에 종동하여 화살표 R2 방향으로 회전한다. 기록재(P)는 정착 닙부(N)에 끼여있고 정착 필름(202)으로부터의 열을 제공받는 상태에서 반송됨으로써, 기록재(P) 상의 미정착 토너 화상이 정착된다. 정착 필름(202)의 미끄럼이동성을 확보하여 필름이 회전에 안정적으로 종동되도록 하기 위해서, 히터(300)와 정착 필름(202) 사이에는 내열성이 높은 그리스(도시하지 않음)가 개재되어 있다.
3. 히터의 구성
도 3a 내지 도 3c를 참조하여, 본 실시예에 따른 히터(300)의 구성에 대해서 설명한다. 도 3a는 히터(300)의 단면도이고, 도 3b는 히터(300)의 층들의 평면도이며, 도 3c는 히터(300)에 전기 접점(C)을 연결하는 방법을 도시하는 도면이다. 도 3b는, 본 실시예에 따른 화상 형성 장치(100)에서의 기록재(P)의 반송 기준 위치(X)를 나타낸다. 본 실시예에 따른 반송 기준은 중앙 기준이고, 기록재(P)는 반송 방향에 직교하는 방향에서의 그 중심 선이 반송 기준 위치(X)에 일치하도록 반송된다. 도 3a는 반송 기준 위치(X)를 따라 취한 히터(300)의 단면도이다.
히터(300)는, 세라믹 기판(305), 기판(305) 상에 제공된 이면층(1), 이면층(1)을 덮는 이면층(2), 기판(305) 상의 이면층(1)과 반대측의 면에 제공된 미끄럼이동면층(1), 및 미끄럼이동면층(1)을 덮는 미끄럼이동면층(2)을 포함한다.
이면층(1)은, 히터(300)의 길이 방향으로 제공되어 있는 도전체(301)(301a 및 301b)를 갖는다. 도전체(301)는 도전체(301a 및 301b)로 분리되어 있고, 도전체(301b)는 기판 상에서 도전체(301a)에 대하여 기록재(P)의 반송 방향의 하류에 제공된다. 이면층(1)은 도전체(301a, 301b)에 평행하게 제공된 도전체(303)(303-1 내지 303-7)를 갖는다. 도전체(303)는, 도전체(301a 및 301b) 사이에 히터(300)의 길이 방향으로 제공된다. 이면층(1)은, 통전에 의해 발열하는 발열 저항체인, 발열체(302a)(302a-1 내지 302a-7)와 발열체(302b)(302b-1 내지 302b-7)를 갖는다. 발열체(302a)는, 도전체(301a 및 303) 사이에 제공되어 있고, 도전체(301a 및 303)를 통해서 전력을 공급받음으로써 발열한다. 발열체(302b)는, 도전체(301b 및 303) 사이에 제공되어 있고, 도전체(301b 및 303)를 통해서 전력을 공급받음으로써 발열한다.
도전체(301 및 303)와 발열체(302a 및 302b)를 포함하는 발열 부분은, 히터(300)의 길이 방향에 대하여 7개의 발열 블록(HB1 내지 HB7)으로 분할되어 있다. 더 구체적으로는, 발열체(302a)는, 히터(300)의 길이 방향에 대하여, 7개의 영역, 즉 발열체(302a-1 내지 302a-7)로 분할된다. 발열체(302b)는, 히터(300)의 길이 방향에 대하여, 7개의 영역, 즉 발열체(302b-1 내지 302b-7)로 분할된다. 도전체(303)는, 발열체(302a 및 302b)의 분할 위치에 대응하여 7개의 영역, 즉 도전체(303-1 내지 303-7)로 분할되어 있다. 7개의 발열 블록(HB1 내지 HB7)에서 발열 저항체에 공급되는 전력의 양은 개별적으로 제어되기 때문에, 각각의 블록의 발열량은 개별적으로 제어된다.
실시예에 따른 발열 범위는 도면에서 발열 블록(HB1)의 좌측 단부로부터 발열 블록(HB7)의 우측 단부까지이며, 그 전체 길이는 220 mm이다. 각 발열 블록의 길이는 동일하게 약 31 mm이지만, 길이는 블록 간에 상이할 수 있다.
이면층(1)은 전극(E)(E1 내지 E7, E8-1 및 E8-2)을 갖는다. 전극(E1 내지 E7)은, 각각 도전체(303-1 내지 303-7)의 영역 내에 제공되어 있고, 각각 도전체(303-1 내지 303-7)를 통해서 발열 블록(HB1 내지 HB7)에 전력을 공급하는 역할을 한다. 전극(E8-1 및 E8-2)은, 히터(300)의 길이방향 단부에서 도전체(301)에 접속되도록 제공되어 있고, 도전체(301)를 통해서 발열 블록(HB1 내지 HB7)에 전력을 공급하는 역할을 한다. 본 실시예에 따르면, 전극(E8-1 및 E8-2)은 히터(300)의 길이방향 단부에 제공되지만, 예를 들어 전극(E8-1) 만이 일 단부에 제공될 수 있다(전극(E8-2)은 제공되지 않음). 도전체(301a 및 301b)에 전력을 공급하기 위해서 공통 전극이 사용되지만, 도전체(301a 및 301b)에는 개별 전극이 각각 제공되어 전력이 공급될 수 있다.
이면층(2)은, 도전체(301 및 303) 및 발열체(302a 및 302b)를 덮는 절연성 표면 보호층(307)(본 실시예에서는 유리로 되어 있음)을 포함한다. 표면 보호층(307)은, 전극(E)의 위치를 제외한 영역에 대해 형성되고, 전극(E)에 대하여 히터의 이면층(2) 측으로부터 전기 접점(C)이 접속될 수 있다.
미끄럼이동면층(1)은, 기판(305)의, 이면층(1)이 제공되는 면과 반대 측의 면에 제공되어 있고, 발열 블록(HB1 내지 HB7)의 온도를 검지하는 검지 소자로서 서미스터(TH)(TH1-1 내지 TH1-4 및 TH2-5 내지 TH2-7)를 갖는다. 서미스터(TH)는, PTC 특성 혹은 NTC 특성(본 실시예에서는 NTC 특성)을 갖는 재료로부터 이루어지고, 서미스터의 저항값을 검지함으로써 모든 발열 블록의 온도를 검지할 수 있다.
미끄럼이동면층(1)은, 서미스터(TH)를 통해 전류를 통과시키고 그 저항값을 검지하기 위해서 도전체(ET)(ET1-1 내지 ET1-4 및 ET2-5 내지 ET2-7)와 도전체(EG)(EG1, EG2)를 갖는다. 도전체(ET1-1 내지 ET1-4)는 각각 서미스터(TH1-1 내지 TH1-4)에 접속되어 있다. 도전체(ET2-5 내지 ET2-7)는 각각 서미스터(TH2-5 내지 TH2-7)에 접속되어 있다. 도전체(EG1)는, 4개의 서미스터(TH1-1 내지 TH1-4)에 접속되어, 공통 도전 경로를 형성한다. 도전체(EG2)는, 3개의 서미스터(TH2-5 내지 TH2-7)에 접속되어, 공통 도전 경로를 형성한다. 도전체(ET) 및 도전체(EG)는, 히터(300)의 길이 방향으로 히터(300)의 길이방향 단부까지 형성되고, 히터(300)의 길이방향 단부에서 전기 접점(도시되지 않음)을 통해 제어 회로(400)에 연결된다.
미끄럼이동면층(2)은, 미끄럼이동성의 절연성 표면 보호층(308)으로 구성되고(본 실시예에서는 유리), 서미스터(TH), 도전체(ET), 및 도전체(EG)를 덮으며, 정착 필름(202)의 내면에 대해 미끄럼이동성을 확보한다. 표면 보호층(308)은, 도전체(ET) 및 도전체(EG)에 대하여 전기 접점을 제공하기 위해서, 히터(300)의 길이방향 단부를 제외한 영역에 형성된다.
이제, 각 전극(E)에 전기 접점(C)을 접속하는 방법에 대해서 설명한다. 도 3c는 히터 보유지지 부재(201) 측으로부터 본 각 전극(E)에 접속된 전기 접점(C)의 평면도이다. 히터 보유지지 부재(201)에는, 전극(E)(E1 내지 E7 및 E8-1 및 E8-2)에 대응하는 위치에 관통 구멍이 제공된다. 전기 접점(C)(C1 내지 C7 및 C8-1 및 C8-2)은 관통 구멍의 위치에서 스프링을 이용한 가압 또는 용접에 의해 전극(E)(E1 내지 E7 및 E8-1 및 E8-2)에 전기적으로 접속된다. 전기 접점(C)은, 금속 스테이(204)와 히터 보유지지 부재(201) 사이에 제공된 도전 재료(도시되지 않음)를 통해, 후술하는 히터(300)의 제어 회로(400)에 접속되어 있다.
4. 히터 제어 회로의 구성
도 4는 제1 실시예에 따른 히터(300)의 제어 회로(400)의 회로도이다. 참조 번호 401은 화상 형성 장치(100)에 접속되는 상용의 AC 전원을 나타낸다. 히터(300)의 전력 제어는 트라이액(411 내지 417)의 통전/차단에 의해 실행된다. 트라이액(411 내지 417)은, 각각 CPU(420)로부터의 FUSER1 내지 FUSER7 신호에 응답하여 동작한다. 트라이액(411 내지 417)의 구동 회로는 도시되지 않는다. 히터(300)의 제어 회로(400)는, 7개의 발열 블록(HB1 내지 HB7)이 7개의 트라이액(411 내지 417)에 의해 독립적으로 제어되게 하는 구성을 갖는다. 트라이액(411 내지 417)은 독립적으로 제어되기 때문에, 복수의 발열체에 공급되는 전력이 독립적으로 제어될 수 있고, 따라서 길이 방향의 분할에 의해 얻어진 복수의 가열 영역이 서로 독립적으로 가열될 수 있다. 제로 크로싱 검지부(421)는, AC 전원(401)의 제로 크로싱을 검지하는 회로이며, CPU(420)에 ZEROX 신호를 출력한다. ZEROX 신호는, 트라이액(411 내지 417)의 위상 제어나 파수 제어의 타이밍을 검지하기 위해 사용된다.
히터(300)의 온도를 검지하는 방법에 대해서 설명한다. 히터(300)의 온도는 서미스터(TH)(TH1-1 내지 TH1-4 및 TH2-5 내지 TH2-7)에 의해 검지된다. 서미스터(TH1-1 내지 TH1-4)와 저항(451 내지 454)의 분압(fractional voltage)이 CPU(420)에 의해 신호(Th1-1 내지 Th1-4)로서 획득되고, 신호(Th1-1 내지 Th1-4)가 CPU(420)에 의해 온도로 변환된다. 마찬가지로, 서미스터(TH2-5 내지 TH2-7)와 저항(465 내지 467)의 분압이 CPU(420)에 의해 신호(Th2-5 내지 Th2-7)로서 획득되고, 신호(Th2-5 내지 Th2-7)가 CPU(420)에 의해 온도로 변환된다.
CPU(420)에 의한 내부 처리 동안, 각 발열 블록의 제어 목표 온도(TGTi)와 서미스터에 의해 검지된 온도에 기초하여, PI 제어(비례 적분 제어)에 의해, 공급해야 할 전력을 산출한다. 그후, 전력은 전력에 대응하는 위상각(위상 제어) 또는 파수(파수 제어) 제어 레벨(듀티 사이클)로 변환되고, 이 제어 조건에서 트라이액(411 내지 417)이 제어된다.
릴레이(430 및 440)는, 히터(300)의 온도가 과도하게 상승되는 경우, 히터(300)를 위한 전력 차단 수단으로서 사용된다. 릴레이(430 및 440)의 회로 동작에 대해서 설명한다. RLON 신호가 하이 상태가 되면, 트랜지스터(433)가 ON 상태가 되고, 전원 전압(Vcc)으로부터 릴레이(430)의 2차측 코일로 전류가 흘러, 릴레이(430)의 1차측 접점을 ON 상태로 한다. RLON 신호가 로우 상태가 되면, 트랜지스터(433)가 OFF 상태가 되고, 전원 전압(Vcc)으로부터 릴레이(430)의 2차측 코일로 흐르는 전류는 차단되어, 릴레이(430)의 1차측 접점을 OFF 상태로 한다. 마찬가지로, RLON 신호가 하이 상태가 되면, 트랜지스터(443)가 ON 상태가 되고, 전원 전압(Vcc)으로부터 릴레이(440)의 2차측 코일로 전류가 흘러, 릴레이(440)의 1차측 접점을 ON 상태로 한다. RLON 신호가 로우 상태가 되면, 트랜지스터(443)가 오프 상태가 되고, 전원 전압(Vcc)으로부터 릴레이(440)의 2차측 코일로 흐르는 전류는 차단되어, 릴레이(440)의 1차측 접점을 OFF 상태로 한다. 저항(434 및 444)은 전류 제한 저항이라는 것에 유의하자.
릴레이(430 및 440)를 사용한 안전 회로의 동작에 대해서 설명한다. 서미스터(TH1-1 내지 TH1-4)에 의해 검지된 온도 중 어느 하나가 그에 대해 미리정해진 값을 초과하면, 비교부(431)가 래치부(432)를 활성화시키고, 래치부(432)는 RLOFF1 신호를 로우 상태로 래치한다. RLOFF1 신호가 로우 상태가 되면, CPU(420)는 RLON 신호를 하이 상태가 되게 하고, 트랜지스터(433)는 OFF 상태에서 유지되기 때문에, 릴레이(430)는 OFF 상태(안전한 상태)에서 유지될 수 있다. 래치부(432)는 비래치 상태에서 RLOFF1 신호를 오픈 상태로 출력되게 한다는 것에 유의하자. 마찬가지로, 서미스터(TH2-5 내지 TH2-7)에 의해 검지된 온도 중 어느 하나가 그에 대해 미리정해진 값을 초과하는 경우, 비교부(441)는 래치부(442)가 동작하여 RLOFF2 신호를 로우 상태로 래치하게 한다. RLOFF2 신호가 로우 상태가 되면, CPU(420)가 RLON 신호를 하이 상태가 되게 해도, 트랜지스터(443)는 OFF 상태에서 유지되기 때문에, 릴레이(440)는 OFF 상태(안전한 상태)에서 유지될 수 있다. 마찬가지로, 래치부(442)는 비래치 상태에서 RLOFF2 신호를 오픈 상태로 출력되게 한다.
5. 가열 영역 및 화상 정보에 따른 히터 제어
도 5는 레터 사이즈 시트의 폭과 비교하여 도시되는 본 실시예에 따른 가열 영역(A1 내지 A7)의 도면이다. 가열 영역(A1 내지 A7)은, 정착 닙부(N) 내의 발열 블록(HB1 내지 HB7)에 대응하는 위치에 제공되어 있고, 발열 블록(HBi)(i=1 내지 7)이 발열함에 따라 가열 영역(Ai)(i=1 내지 7)이 가열된다. 가열 영역(A1 내지 A7)은 220 mm의 전체 길이를 가지며, 영역은 길이를 균등하게 7개로 분할함으로써 얻어진다(L = 31.4 mm).
본 실시예에 따른 화상 형성 장치는, 호스트 컴퓨터 등의 외부 장치(도시하지 않음)로부터 송신되는 화상 데이터(화상 정보)에 따라 각각의 발열 블록(HBi)마다 발열량을 변경한다. 예를 들어, 하프톤 화상과 같이 토너 입자가 드문드문하게 분산된 낮은 프린트 비율을 갖는 화상은 토너를 정착시키기 위해서 보다 많은 열량이 필요한 것이 알려져 있다. 이러한 경우에, 낮은 프린트 비율 화상에 대응하는 가열 영역(Ai)을 가열하는 발열 블록(HBi)에 대해서는 높은 목표 온도가 설정된다. 반대로, 조밀하게 배치된 토너 입자를 갖는 높은 프린트 비율 화상을 정착하는 데는 더 작은 열량이 필요하고, 따라서 높은 프린트 비율 화상에 대응하는 가열 영역(Ai)을 가열하는 발열 블록(HBi)에 대해서는 낮은 목표값이 설정된다. 이와 같이, 화상 정보에 따라서 각 발열 블록(HBi)마다 발열량을 제어함으로써, 과잉 가열이 회피될 수 있고, 전력이 절약될 수 있다.
6. 기동 제어 방법
계속해서, 도 6a 및 도 6b를 참고하여 정착 장치(200)의 기동 시퀀스에서의 히터에 의한 발열의 제어 방법에 대해서 설명한다. 기동 시퀀스는, 기록재(P) 및 기록재(P) 상의 토너 화상을 가열하기 위해서 적절한 온도(이하, 기동 완료 목표 온도라 칭함)까지 정착 장치(200)를 따뜻하게 하기 위해 실행된다.
도 6a는, 서미스터(TH)에 의해 검지된 발열 블록의 온도 추이의 예를 나타내고 있다. 실선은, 발열 블록(HBi)(i=1 내지 7) 중 이하의 방법에 따라 가장 긴 기동 시간을 필요로 한다고 판단된 발열 블록(이하, HBmin)의 온도(Tmin)를 나타낸다. 점선은, 발열 블록(HBi)(i=1 내지 7) 중 발열 블록(HBmin) 이외의 발열 블록(HBi)(이하, HBother)의 온도(Tother)를 나타낸다. 도 6b는, 발열 블록(HBi)(i=1 내지 7)에 전력을 공급할 때의 듀티 사이클의 예를 나타낸다. 실선은 발열 블록(HBmin)의 통전 듀티 사이클을 나타내며, 점선은 발열 블록(HBother)의 통전 듀티 사이클이다. 1개 초과의 발열 블록(HBother)이 존재하지만, 블록 중 하나의 온도 및 통전 듀티 사이클을 대표적인 값으로서 나타낸다.
도 6a 및 도 6b에 도시된 바와 같이, 본 실시예에 따른 기동 시퀀스는 고정 듀티 사이클로 발열 블록(HBi)(i=1 내지 7)에 전력을 공급하는 구간(S1000)과 PI 제어에 의한 기동 구간(S1001)으로 분할된다.
고정 듀티 사이클 구간(S1000)(제1 구간)에서는, 하기와 같이 발열 블록(HBi)(i=1 내지 7)의 기동 요구 시간의 길이가 판단된다. 화상 형성 장치(100)가 외부 장치로부터 프린트 지시를 받으면, CPU(420)는 발열 블록(HBi)(i=1 내지 7)에 대하여 동일한 고정 듀티 사이클로 전력 공급을 개시한다. 본 실시예에 따르면, 듀티 사이클은 100%(소위 풀 통전)이다. 이때, 발열 블록(HBi) 내의 발열 저항체의 저항값의 변동에 의해, 발열 블록(HBi)의 전력(또는 발열량)에 변동이 발생한다. 저항값이 작으면 전력이 증가하여 발열량이 증가하는 한편, 저항값이 크면 전력이 감소하여 발열량이 감소한다. 발열량이 작을수록, 온도가 상승하기 어려워져 더 긴 기동 시간이 요구된다. 따라서, 본 실시예에 따르면, 고정 듀티 사이클에 의한 전력 공급을 개시하고 나서 규정된 기간이 경과한 타이밍에서, 서미스터(TH)에 의해 발열 블록(HBi)의 온도를 검지한다. 그리고, 가장 긴 기동 시간을 필요로 하는, 가장 온도가 낮은 발열 블록(HBi)은 발열 블록(HBmin)이라고 판단한다. 가장 긴 기동 시간을 필요로 하는 발열 블록(HBmin)이 판단되면, 기동 시퀀스는 PI 제어 구간(S1001)으로 진행된다.
PI 제어 구간(S1001)(제2 구간)에서, 가장 긴 기동 시간을 필요로 하는 발열 블록(HBmin)에의 통전 제어는, 발열 블록(HBmin)의 온도(Tmin)가 기동 완료 목표 온도에 접근하도록 PI 제어에 의해 실행된다. 온도(Tmin)가 기동 완료 목표 온도보다 충분히 낮을 때는, 100%의 듀티 사이클로 전력이 공급되며, Tmin가 기동 완료 목표 온도에 가까워지면 PI 제어에 의해 통전 듀티 사이클이 감소된다. 온도(Tmin)가 기동 완료 목표 온도에 도달하는 타이밍에, 토너 화상을 갖는 기록재(P)가 반송되고, 기동 시퀀스는 시트 통과 시퀀스로 진행된다.
한편, PI 제어 구간(S1001)에서, 발열 블록(HBmin) 이외의 발열 블록(HBother)에의 전력 공급 제어는, 발열 블록(HBother)의 온도(Tother)가 발열 블록(HBmin)의 온도(Tmin)에 접근하도록 PI 제어에 의해 실행된다. 더 구체적으로는, 본 실시예에 따른 기동 제어 파라미터는 발열 블록(HBother)의 기동 과정에서의 목표 온도이며, 이는 발열 블록(HBmin)의 기동 성능을 나타내는 온도(Tmin)를 기준으로 해서 기동 제어 중에 순차적으로 변경된다. 고정 듀티 사이클 구간(S1000)으로부터 PI 제어 구간(S1001)으로의 전환 직후에는, 온도(Tother)는 온도(Tmin)보다 높다. 그러나, 그후에는 PI 제어에 의해 발열 블록(HBother)에의 통전 듀티 사이클이 감소되기 때문에, 발열 블록(HBother)은 발열 블록(HBmin)과 마찬가지인 온도 추이에 의해 기동될 수 있다.
전술한 바와 같이, 복수의 발열 블록(HBi)(i=1 내지 7)이 상이한 최대 발열량을 갖는 경우, 본 실시예에 따른 제어에 의해 발열 블록의 온도는 기동 전에 균등해질 수 있다.
7. 유리한 효과
이제, 제1 비교예를 참고하여 본 실시예의 유리한 효과에 대해서 설명한다.
제1 비교예에 따른 기동 시퀀스에서, 발열 블록(HBi)(i=1 내지 7) 각각의 온도가 기동 완료 목표 온도에 접근하도록 PI 제어에 의해 발열 블록에 전력이 공급된다. 그러므로, 저항값이 작고 발열량이 큰 발열 블록(이하, 제1 비교예에 따른 HBother라 칭함)은, 도 6a에서 일점 쇄선으로 나타낸 바와 같이 조기에 기동되고, 기동 완료 목표 온도를 유지하면서 시트 통과 시퀀스에의 이행을 기다리게 된다. 더 구체적으로는, 제1 비교예에 따른 온도 추이는 제1 실시예와 비교하여 발열 블록에서 더 크게 변화한다.
기동 시퀀스에서, 발열 블록(HBi)(i=1 내지 7)이 가열 영역(A1 내지 A7)을 가열함으로써, 정착 필름(202) 및 가압 롤러(208)는 상승된 온도를 갖는다. 제1 비교예에 따른 HBother와 같이 조기에 기동 상태가 된 발열 블록은 늦게 기동 상태가 된 발열 블록에 비해 더 장기간 동안 고온 상태에 유지되고, 따라서 발열 블록에 대응하는 가압 롤러(208)의 부분의 온도는 더 용이하게 상승된다. 따라서, 제1 비교예와 같이 발열 블록 사이의 온도 추이의 변동에 의해, 기동 후에서의 가압 롤러(208)의 온도 분포에 변동이 발생하기가 쉬워지고, 결과적으로 광택값 불균일 및 핫 오프셋 같은 화상 불량이 발생할 수 있다.
효과를 명확히 하기 위해서, 이하와 같은 비교 실험을 행했다.
제1 실시예와 제1 비교예에 따른 정착 장치(200)를 실온까지 냉각시킨 후 하프톤 화상을 시트에 프린트하였다. 기동 직후의 가압 롤러(208)의 표면 온도를 서모그래피에 의해 측정하였고, 하프톤 화상의 프린트에서 핫 오프셋을 관찰하였다. 간단히 제어 소프트웨어를 변경함으로써, 제1 실시예를 위한 정착 장치(200)와 제1 비교예를 위한 정착 장치(200)에 동일한 정착 장치(200)를 사용하였다.
비교예의 결과를 도 7에 나타낸다. 각 발열 블록(HBi)(i=1 내지 7)에 대응하는 위치의 가압 롤러(208)의 표면 온도와, 화상 상의 핫 오프셋의 존재/부재를 표로 제공한다.
제1 비교예에서는, 가압 롤러(208)의 표면 온도가 6℃ 내에서 변동하고, 가장 높은 온도를 갖는 발열 블록(HB5)에 대응하는 위치에서 경미한 핫 오프셋이 발생했다. 한편, 제1 실시예에 따르면, 제1 실시예에 다른 가압 롤러(208)의 표면 온도는 1℃ 내에서 변동하였으며, 핫 오프셋은 없었다.
이상 설명한 바와 같이, 전력 절약을 위해 복수의 발열 블록에 의한 가열을 독립적으로 제어하는 정착 장치에서, 제1 실시예에 따른 기동 제어를 행함으로써, 기동 시의 가열 불균일 및 기동 직후의 화상 불량이 억제되었다.
8. 제1 실시예의 변형예
본 실시예에 따르면, 고정 듀티 사이클로 규정된 기간 동안 전력을 공급한 발열 블록(HBi)의 온도를 사용하여 발열 블록(HBmin)을 판단하였지만, 다른 방법에 의해 발열 블록(HBmin)을 판단할 수 있다. 예를 들어, 고정 듀티 사이클 구간(S1000)에서, 규정된 온도에 도달할 때까지의 시간을 측정하고, 가장 긴 시간을 갖는 발열 블록을 발열 블록(HBmin)으로서 판단할 수 있다.
고정 듀티 사이클 구간(S1000)에서, 시간 경과에 대한 온도 상승의 기울기를 산출하고, 그 기울기가 가장 작은 발열 블록을 발열 블록(HBmin)으로서 판단할 수 있다. 규정된 시간 동안의 온도 상승 또는 규정된 온도 상승에 요하는 시간을 측정하여 온도 상승의 기울기를 산출할 수 있다.
복수의 발열 블록의 전력(각각의 전력 소비)을 검지하기 위한 전력 검지 수단이 제공될 수 있으며, 고정 듀티 사이클 구간(S1000)에서의 전력이 가장 작은 발열 블록을 발열 블록(HBmin)으로서 판단할 수 있다.
각 발열 블록(HBi)마다 한 번 구한 기동 성능 정보(전력 공급 시의 온도 상승의 비율을 나타내는 온도 상승의 기울기, 전력 등)를 기억해 두고, 다음 번의 프린트 동작 시에는 기억된 기동 성능 정보에 기초하여 발열 블록(HBmin)을 판단할 수 있다. 발열 블록(HBmin)이 저장될 수 있고, 그 정보를 다음 번의 프린트 동작에 사용할 수 있다.
대안적으로, 정착 장치(200)를 제조하는 과정에서, 기동 요구 시간 또는 기동 요구 시간에 대한 정보를 측정할 수 있고, 이 정보를 이용하여 발열 블록(HBmin)을 판단할 수 있다. 예를 들어, 정착 장치(200)의 제조 동안에, 발열 블록의 저항값을 측정하고, 정착 장치(200) 혹은 화상 형성 장치(100)에 제공된 기억 수단에 저장한다. 그리고, 정착 장치(200)의 기동 동작 시에, 상기 기억 수단에 기억된 정보를 판독하고, 가장 저항값이 낮은 발열 블록을 발열 블록(HBmin)으로서 판단한다. 여기서, 기억 수단이란, NVRAM 등의 메모리, IC 태그 등의 RFID, 및 바코드 같은 정보를 기억할 수 있는 것을 말한다.
어느 쪽의 방법을 사용해도 가장 긴 기동 시간을 요하는 발열 블록을 판단할 수 있으므로, 제1 실시예와 마찬가지로, 기동 동안의 가열 불균일을 억제할 수 있고, 기동 직후의 화상 불량을 억제할 수 있다.
제2 실시예
본 발명의 제2 실시예에 대해서 설명한다. 제2 실시예에 따른 화상 형성 장치 및 화상 가열 장치의 기본적인 구성 및 동작은 제1 실시예의 것과 동일하다. 따라서, 제1 실시예와 동일하거나 그에 대응하는 기능 및 구성을 갖는 요소는 동일한 참조 부호로 나타내고, 그에 대한 상세한 설명은 반복하지 않는다. 제2 실시예와 관련하여 여기서 특히 설명하지 않는 사항은 제1 실시예와 동일하다. 제2 실시예는, 기동 제어 파라미터(여기서는, 기동 동안의 발열 블록의 목표 온도)가 상이한 기준에 따라 변경되는 점에서 제1 실시예와 상이하다. 제1 실시예에 따르면, 온도(Tmin)를 기준으로 사용하지만, 제2 실시예에 따르면, 발열 블록(HBmin)의 기동 속도를 기준으로 사용한다.
도 8을 참조하여, 제2 실시예에 따른 기동 시퀀스에서의 히터에 의한 발열의 제어 방법에 대해서 설명한다. 도 8은, 서미스터(TH)에 의해 검지된 발열 블록의 온도 추이 및 목표 온도의 추이의 예를 나타낸다. 본 실시예에 따른 기동 시퀀스는, 고정 듀티 사이클로 전력을 공급하는 구간(S1000)과 PI 제어에 의한 기동 구간(S1002)으로 분할된다.
고정 듀티 사이클 구간(S1000)에서는, 제1 실시예와 마찬가지로, 기동을 위해 각 발열 블록(HBi)(i=1 내지 7)에 요하는 시간의 길이를 조사하고, 가장 긴 기동 시간을 필요로 하는 발열 블록(HBmin)을 판단한다.
고정 듀티 사이클 구간(S1000)에서는, 발열 블록(HBmin)에 관해서, 기동 속도(TRRmin)(단위 시간당의 온도 상승)를 구한다. 기동 속도(TRRmin)는, 본 실시예에 따른 발열 블록(HBmin)의 기동 성능을 나타내는 값이다. 여기서, 기동 속도(TRRmin)의 측정 개시 시간은 time1이고, 측정 종료 시간은 time2이고, time1에서의 발열 블록(HBmin)의 온도는 Tmin1이며, time2에서의 발열 블록(HBmin)의 온도는 Tmin2이다. 이 경우, 발열 블록(HBmin)의 기동 속도는 TRRmin=(Tmin2 - Tmin1)/(time2 - time1)으로서 구해진다. 전력 공급 개시 직후에는, 온도 상승이 안정되지 않기 때문에, 기동 속도(TRRmin)는 전력 공급을 개시하고 나서 규정된 시간이 경과한 후에 측정되는 것이 바람직하다. 발열 블록(HBmin)의 기동 속도(TRRmin)가 구해지면, 기동 시퀀스는 PI 제어 구간(S1002)으로 진행된다.
PI 제어 구간(S1002)에서, 발열 블록(HBmin)에의 전력 공급 제어는, 제1 실시예와 마찬가지로 발열 블록(HBmin)의 온도(Tmin)가 기동 완료 목표 온도에 접근하도록, PI 제어에 의해 실행된다. 한편, 발열 블록(HBother)에의 전력 공급 제어는, 기동 속도(TRRmin)를 기준으로 하여 다음과 같이 구한 기동 목표 온도 곡선에 대하여 온도(Tother)가 접근하도록, PI 제어에 의해 실행된다.
기동 목표 온도 곡선은, 이하와 같이 개시점(Ps), 중간점(Pm), 및 종료점(Pe)을 구하고, 개시점(Ps)과 중간점(Pm) 사이 및 중간점(Pm)과 종료점(Pe) 사이를 직선에 의해 연결함으로써 제공된다.
개시점(Ps)에서의 시간 times는 time2이다(times= time2). 개시점(Ps)에서의 목표 온도(Ttgts)는 Ttgts = Tmin2 + dT2로서 구해진다. 여기서, dT2는 PI 제어의 지연 시간을 고려한 오프셋 온도이다. 본 실시예에 따르면, dT2=5℃가 유지된다.
종료점(Pe)에서의 목표 온도(Ttgte)는 기동 완료 목표 온도와 동일한 온도이다. 종료점(Pe)에서의 시간 timee은 timee=times + W2으로서 구해진다. W2는, 고정된 온도 상승 속도(TRRmin)에서 온도(Tmin2)로부터 온도(Ttgte)까지의 온도 상승에 요하는 시간에 오프셋 시간(dTime)을 더하여 구하며, W2 = (Ttgte - Tmin2)/TRRmin + dTime로서 구해진다. 오프셋 시간(dTime)은, 오버슈트를 감소시키고 기동 완료 목표 온도에 안정적으로 도달되도록 하기 위해 설정되며, 본 실시예에서는 dTime=0.2초가 유지된다.
중간점(Pm)의 시간 timem은, W1=W2×0.8일 때, timem = times + W1로서 구해진다. 중간점(Pm)에서의 목표 온도(Ttgtm)는, 온도(Ttgts)로부터 고정된 온도 상승 속도(TRRmin)에서 시간(W1) 동안 상승된 온도로서 구해지며, Ttgtm = TRRmin × W1 + Ttgts가 유지된다.
이상과 같이, 발열 블록(HBmin)의 기동 속도(TRRmin)를 기준으로 하여 구한 기동 목표 온도 곡선은, 발열 블록(HBmin)의 온도(Tmin)와 실질적으로 동일한 추이를 나타낸다. 따라서, 발열 블록(HBother)의 온도(Tother)가 온도 기동 목표 온도 곡선에 접근하도록 PI 제어를 실시하고, 발열 블록의 온도가 동등한 상태에서 기동이 수행될 수 있고, 따라서 제1 실시예의 효과와 동일한 유리한 효과를 제공할 수 있다.
제3 실시예
본 발명의 제3 실시예에 대해서 설명한다. 제3 실시예에 따른 화상 형성 장치 및 화상 가열 장치의 기본적인 구성 및 동작은 제1 실시예의 것과 동일하다. 따라서, 제1 실시예와 동일하거나 그에 대응하는 기능 및 구성을 갖는 요소는 동일한 참조 부호로 나타내고, 그에 대한 상세한 설명은 반복하지 않는다. 제3 실시예와 관련하여 특히 설명되지 않는 사항은 제1 실시예와 동일하다. 제3 실시예에 따르면, 기동 제어 파라미터는 발열 블록(HBother)에 대한 통전 듀티 사이클이고, 통전 듀티 사이클은 발열 블록(HBi)에의 투입 전력이 통전 듀티 사이클을 변경함으로써 동일해지도록 변경되며, 이점이 제1 실시예와 상이하다.
본 실시예에 따른 기동 시퀀스는, 모든 발열 블록(HBi)(i=1 내지 7)에 대하여 동일한 고정 듀티 사이클로 전력을 공급하는 구간(S1000)과, PI 제어에 의한 기동 구간(제1 실시예에 따른 S1001에 대응하는 S1003)으로 분할된다.
고정 듀티 사이클 구간(S1000)에서는, 발열 블록(HBi)에 듀티 사이클 100%로 전력이 공급되며, 이때에 각 발열 블록(HBi)마다 전력(W100i)(i=1 내지 7)을 산출한다. 즉, 전력(W100i)은 각 발열 블록(HBi)마다 투입될 수 있는 전력이다. 본 실시예에 따르면, 발열 블록의 전력을 검지하는 전력 검지 수단이 제공되며, 전력 공급의 개시로부터 규정된 시간 경과 후의 전력(W100i)을 직접 측정한다. 발열 블록(HBi)마다의 통전 듀티 사이클 100%에서의 전력(W100i)이 구해지면, 기동 시퀀스는 PI 제어 구간(S1003)으로 진행된다.
PI 제어 구간(S1003)에서, 발열 블록(HBi)에의 전력 공급 제어는, 발열 블록(HBi)의 온도(Ti)가 기동 완료 목표 온도에 접근하도록 PI 제어에 의해 행하여진다. 단, 실제로 발열 블록(HBi)에 전력을 공급하는 듀티 사이클(Pdhi)은, 각 발열 블록(HBi)마다 PI 제어에 의해 산출한 통전 듀티 사이클을 Pdi(0 ≤ Pdi ≤ 100, 여기서 i=1 내지 7)로 나타낼 때, Pdhi = Pdi × Ki로서 구해진다는 것에 유의하자. 여기서, Ki는 Ki = W100min/W100i로서 구해진 보정 계수이다. W100min은 본 실시예에 따른 발열 블록(HBmin)의 기동 성능을 나타내는 값이며, 전력(W100i)(i=1 내지 7) 중에서 최소의 전력 또는 가장 긴 기동 시간을 요하는 발열 블록(HBmin)에서의 100%의 통전 듀티 사이클의 전력을 나타낸다.
이상과 같이, 발열 블록(HBmin)에서의 100%의 통전 듀티 사이클의 전력(W100min)을 기준으로 해서 통전 듀티 사이클(Pdhi)을 변화시키며, 따라서 발열 블록(HBi) 사이에서 발열 블록(HBi)의 저항값이 변동하는 경우 투입 전력을 균등하게 할 수 있다. 그 결과, 제1 실시예서와 동일한 유리한 효과가 제공될 수 있다.
제4 실시예
본 발명의 제4 실시예에 대해서 설명한다. 제4 실시예에 따른 화상 형성 장치 및 화상 가열 장치의 기본적인 구성 및 동작은 제1 실시예의 것과 동일하다. 따라서, 제1 실시예와 동일하거나 그에 대응하는 기능 및 구성을 갖는 요소는 동일한 참조 부호로 나타내고, 그에 대한 상세한 설명은 반복하지 않는다. 제4 실시예와 관련하여 여기서 특히 설명하지 않는 사항은 제1 실시예와 마찬가지이다. 제4 실시예는, 발열 블록(HBother)에 투입하는 전력이 기동 제어 파라미터이고, 발열 블록(HBi)에 투입하는 전력이 동일해지도록 조정되는 점에서 제1 실시예와 상이하다.
본 실시예에 따른 기동 시퀀스는, 모든 발열 블록(HBi)(i=1 내지 7)에 대하여 동일한 고정 듀티 사이클로 전력을 공급하는 구간(S1000)과, PI 제어에 의한 기동 구간(제1 실시예에 따른 S1001에 대응하는 S1004)으로 분할된다.
고정 듀티 사이클 구간(S1000)의 동작은 제1 실시예와 동일하므로 설명하지 않는다. 가장 긴 기동 시간을 요하는 발열 블록(HBmin)이 판단되면, 기동 시퀀스는 PI 제어 구간(S1004)으로 진행된다.
PI 제어 구간(S1004)에서는, 각 발열 블록(HBi)마다의 전력(Wti)(i=1 내지 7)을 순차적으로 산출한다. 본 실시예에 따르면, 발열 블록 각각의 전력을 검지하는 전력 검지 수단을 제공하고, 전력(Wti)을 직접 측정한다.
PI 제어 구간(S1004)에서, 발열 블록(HBmin)에의 전력 공급 제어는, 발열 블록(HBmin)의 온도(Tmin)가 완료 목표 온도에 접근하도록, PI 제어에 의해 행해진다. 한편, 발열 블록(HBother)에의 전력 공급은, 발열 블록(HBother)에서의 기동 중의 전력(Wtother)이 Wtmin에 접근하도록 제어된다. 여기서, Wtmin은 발열 블록(HBmin)의 기동의 과정에의 전력이며, 본 실시예에 따른 발열 블록(HBmin)의 기동 성능을 나타내는 값이다.
이상과 같이, 발열 블록(HBmin)에서의 기동의 과정에서의 전력(Wtmin)을 기준으로 해서, 발열 블록(HBother)에 투입되는 전력(Wtother)을 변화시킨다. 이렇게 함으로써, 발열 블록(HBi) 사이에서 저항값이 변동되는 경우, 기동 중의 투입 전력을 균등하게 할 수 있다. 그 결과, 발열 블록(HBi)을 동일한 온도에서 기동할 수 있어, 제1 실시예와 동일한 유리한 효과를 제공할 수 있다.
제5 실시예
본 발명의 제5 실시예에 대해서 설명한다. 제5 실시예에 따른 화상 형성 장치 및 화상 가열 장치의 기본적인 구성 및 동작은 제1 실시예의 것과 동일하다. 따라서, 제1 실시예와 동일하거나 그에 대응하는 기능 및 구성을 갖는 요소는 동일한 참조 부호로 나타내고, 그에 대한 상세한 설명은 반복하지 않는다. 제5 실시예와 관련하여 여기에서 특히 설명하지 않는 사항은, 제1 실시예와 마찬가지이다. 제5 실시예는, 기동의 개시 타이밍이 기동 제어 파라미터인 점에서 제1 실시예와 상이하다.
도 9를 참고하여, 제5 실시예에 따른 기동 시퀀스에서의 히터에 의한 발열의 제어 방법에 대해서 설명한다. 도 9는, 서미스터(TH)에 의해 검지된 발열 블록의 온도 추이의 예를 나타낸다.
본 실시예에 따른 기동 시퀀스는, 발열 블록(HBi)(i=1 내지 7)의 온도를 1차 기동 목표 온도까지 상승시키는 1차 기동 구간(S1005)과 1차 기동 목표 온도를 기동 완료 목표 온도까지 상승시키는 2차 기동 구간(S1006)으로 분할될 수 있다.
1차 기동 구간(S1005)에서는, 발열 블록(HBi)에 대하여 100%의 듀티 사이클로 전력 공급을 개시한다. 본 실시예에 따르면, 규정된 1차 기동 목표 온도(TtgtA)는 기동 완료 목표 온도(TtgtB)보다 낮은 온도로 설정된다. 서미스터(TH)에 의해 검지된 온도가 1차 기동 목표 온도(TtgtA)에 도달한 발열 블록(HBi)에서, 전력을 공급하는 방법은 온도(TtgtA)를 목표로 하는 PI 제어 기반 방법으로 전환된다. 100%의 듀티 사이클로 전력을 공급하는 동안에, 각 발열 블록(HBi)의 기동 속도(TRRi)(단위 시간당의 온도 상승량)를 구한다. 전력 공급 개시 직후에는, 온도 상승량이 안정되지 않기 때문에, 기동 속도(TRRi)는 전력 공급을 개시하고 나서 규정된 시간이 경과한 후에 측정되는 것이 바람직하다. 모든 발열 블록(HBi)이 1차 기동 목표 온도(TtgtA)에 도달하면, 기동 시퀀스는 2차 기동 구간(S1006)으로 진행된다.
2차 기동 구간(S1006)에서, 발열 블록(HBi)에의 전력 공급 제어는, 발열 블록(HBi)의 온도(Ti)가 기동 완료 목표 온도(TtgtB)에 접근하도록, PI 제어에 의해 실행된다. 단, 발열 블록(HBi)마다 후술하는 방법에 따라 2차 기동 지연 시간(Twait_i)(i=1 내지 7)을 산출한다는 것에 유의하자. 2차 기동 구간(S1006)으로 전환되고 나서 2차 기동 지연 시간(Twait_i) 동안에, 1차 기동 목표 온도(TtgtA)가 계속 목표 온도가 된다.
2차 기동 지연 시간(Twait_i)은 이하와 같이 산출된다. 기동 속도(TRRi), 1차 기동 목표 온도(TtgtA), 및 기동 완료 목표 온도(TtgtB)로부터, 각 발열 블록(HBi)에 대한 2차 기동 요구 시간(Wi)(i= 1 내지 7)이 Wi=(TtgtB-TtgtA)/TRRi로서 산출된다. 2차 기동 요구 시간(Wi) 중, 가장 긴 것을 Wmin으로 나타낸다. Wmin은 가장 긴 기동 시간을 요하는 발열 블록(HBmin)에 대한 2차 기동 요구 시간을 나타내며, 발열 블록(HBmin)의 기동 성능을 나타내는 값이다. 발열 블록(HBi)마다의 2차 기동 지연 시간(Twait_i)은 Twait_i = Wmin - Wi로서 산출된다. 가장 긴 기동 시간을 요하는 발열 블록(HBmin)의 2차 기동 지연 시간(Twait_min)은 0(Twait_min = 0)이라는 것에 유의하자.
이상과 같이, 본 실시예에 따르면, 기준으로서의 발열 블록(HBmin)의 2차 기동 요구 시간(Wmin)과 발열 블록(HBother)의 2차 기동 요구 시간 사이의 차이(즉, 2차 기동 지연 시간(Twait_i))를 구한다. 그리고, 2차 기동 구간(S1006)에서 온도를 상승시키기 시작하는 타이밍이 변화된다. 모든 발열 블록(HBi)이 거의 한 번에 기동 완료 목표 온도(TtgtB)에 도달하도록 기동하기 때문에, 가압 롤러(208)의 온도 분포의 변동이 제1 비교예에 비해 억제될 수 있다. 그 결과, 광택값 불균일 및 핫 오프셋 같은 화상 불량이 감소될 수 있다.
본 실시예에 따르면, 각 발열 블록(HBi)의 기동 속도(TRRi)로부터 각 발열 블록(HBi)마다의 2차 기동 요구 시간(Wi)을 구하지만, 임의의 다른 방법으로 2차 기동 요구 시간(Wi)을 구해도 된다는 것에 유의하자. 예를 들어, 미리 전력과 기동 속도 사이의 관계를 조사해두면, 전력으로부터 기동 속도를 추정할 수 있다. 그리고, 기동 시퀀스의 개시 시에 전원 전압을 측정하고, 그 결과와 각 발열 블록의 미리 산출된 저항값을 이용하여 전력을 산출하여, 2차 기동 요구 시간(Wi)을 산출할 수 있다. 이 경우, 기동 시퀀스의 초기 시점에서 2차 기동 요구 시간(Wi)이 이미 알려져 있기 때문에, 1차 기동 구간(S1005)을 생략할 수 있다.
제6 실시예
본 발명의 제6 실시예에 대해서 설명한다. 제6 실시예에 따른 화상 형성 장치 및 화상 가열 장치의 기본적인 구성 및 동작은 제5 실시예의 것과 동일하다. 따라서, 제5 실시예와 동일하거나 그에 대응하는 기능 및 구성을 갖는 요소는 동일한 참조 부호로 나타내고, 그에 대한 상세한 설명을 반복하지 않는다. 제6 실시예와 관련하여 여기에서 특히 설명되지 않는 사항은 제5 실시예와 동일하다. 제6 실시예는, 1차 기동 목표 온도가 각 발열 블록마다 변화되는 점에서 제5 실시예와 상이하다.
도 10을 참조하여, 제6 실시예에 따른 기동 시퀀스에서의 히터에 의한 발열의 제어 방법에 대해서 설명한다. 도 10은, 서미스터(TH)에 의해 검지된 발열 블록의 온도 추이의 예를 나타낸다.
본 실시예에 따른 기동 시퀀스는, 발열 블록(HBi)(i=1 내지 7)이 1차 기동 목표 온도까지 기동하는 1차 기동 구간(S1007)과, 목표 온도가 1차 기동 목표 온도로부터 기동 완료 목표 온도까지 상승되는 2차 기동 구간(S1008)으로 분할된다.
1차 기동 구간(S1007)에서는, 전력이 발열 블록(HBi)에 대하여 100%의 듀티 사이클로 공급되기 시작하고, 제2 실시예와 마찬가지로 각 발열 블록(HBi)의 기동 속도(TRRi)를 구한다. 계속해서, 기동 속도(TRRi)를 기초로, 기동 완료 목표 온도(TtgtB)와 후술하는 2차 기동 시간(W)으로부터, 규정된 1차 기동 목표 온도(TtgtA_i)를 TtgtA_i=TtgtB - TRRi × W로서 산출한다. 서미스터(TH)에 의해 검지된 온도가 1차 기동 목표 온도(TtgtA_i)에 도달한 발열 블록(HBi)에 전력을 공급하는 방법은 목표 온도(TtgtA_i)를 목표로 한 PI 제어로 순차 전환된다.
모든 발열 블록(HBi)이 1차 기동 목표 온도(TtgtA_i)에 도달한 후, 기동 시퀀스는 2차 기동 구간(S1008)으로 진행된다. 더 구체적으로는, 가장 긴 기동 시간을 요하는 발열 블록(HBmin)의 기동 속도는 TRRmin으로 나타내고, 1차 기동 목표 온도는 TtgtA_min으로 나타낸다. 이 경우, TRRmin을 기초로 산출된 TtgtA_min에 따라서 2차 기동 구간으로의 이행 타이밍이 변화한다.
2차 기동 구간(S1008)에서는, 각 발열 블록(HBi)에의 전력 공급 제어는, 발열 블록(HBi)의 온도(Ti)가 기동 완료 목표 온도(TtgtB)에 접근되도록 PI 제어에 의해 실행된다. 2차 기동 시간(W)은, 2차 기동 구간(S1008)의 시간 길이이며, 본 실시예에서는, 감광 드럼(19) 상에 형성된 정전 잠상이 정착 장치(200)의 가열 영역(Ai)(i=1 내지 7)에 도달할 때까지의 시간과 동일한 값으로 설정된다. 더 구체적으로는, 기동 시퀀스는 1차 기동 구간(S1007)으로부터 2차 기동 구간(S1008)으로 전환되며, 동시에 감광 드럼(19) 위에 정전 잠상이 형성되기 시작한다.
본 실시예에 따르면, 각 발열 블록(HBi)의 기동 속도(TRRi)를 기준으로 하여, 1차 기동 목표 온도(TtgtA_i)를 변화시킨다. 동시에, 가장 긴 기동 시간을 요하는 발열 블록(HBmin)의 기동 속도(TRRmin)를 기준으로 하여, 2차 기동 구간(S1006)으로의 전환 타이밍을 변화시킨다. 이러한 제어를 실시함으로써, 모든 발열 블록(HBi)이 거의 한 번에 기동 완료 목표 온도(TtgtB)에 도달하도록 기동되기 때문에, 가압 롤러(208)의 온도 분포의 변동이 제1 비교예에 비해 감소될 수 있다. 그 결과, 광택값 불균일 및 핫 오프셋 같은 화상 불량을 감소시킬 수 있다.
제7 실시예
제7 실시예로서, 기록재(P) 상의 토너 화상의 선단 위치가 각 가열 영역(Ai)마다 상이한 경우에 대해서 도 11의 A 내지 C를 참조하여 설명한다. 제7 실시예에 따른 화상 형성 장치 및 화상 가열 장치의 기본적인 구성 및 동작은 제5 실시예의 것과 동일하다. 따라서, 제5 실시예와 동일하거나 그에 대응하는 기능 및 구성을 갖는 요소는 동일한 참조 부호로 나타내고, 그에 대한 상세한 설명을 반복하지 않는다. 제7 실시예와 관련하여 여기에서 특히 설명되지 않는 사항은, 제5 실시예와 동일하다.
도 11의 A는, 본 실시예에 따른 프린트될 화상과 가열 영역(Ai) 사이의 위치 관계를 도시하는 도면이다. 가열 영역(A1, A2, 및 A3)에 대한 화상의 선단 위치는 p1으로 나타내고, 가열 영역(A4, A5, A6, 및 A7)에 대한 화상의 선단 위치는 p1보다 뒤에 위치된 p2로 나타낸다. 본 실시예에 따르면, 발열 블록(HBi)의 기동은, 화상의 선단 위치가 정착 닙(N)에 도달하는 타이밍에 맞추어 기동 완료 목표 온도(TtgtB)가 도달되도록 조정된다. 더 구체적으로는, 화상 선단 위치가 p2인 발열 블록(HB4, HB5, HB6, 및 HB7)의 기동 완료 타이밍은, 화상 선단 위치가 p1인 발열 블록(HB1, HB2, HB3)의 기동 완료 타이밍보다 늦다.
이후, 발열 블록(HBi) 중에서 화상 선단 위치가 p1인 발열 블록(본 실시예에서는, HB1, HB2, HB3)을 그룹 A로 지칭한다. 그룹 A 이외의 발열 블록(본 실시예에서는 HB4, HB5, HB6 및 HB7)을 그룹 B로 지칭한다.
도 11의 B는 그룹 A에 속하는 발열 블록의 기동 시의 온도 추이를 도시하는 그래프이다. 그룹 A에서 가장 긴 기동 시간을 요하는 발열 블록(HBmin)의 온도(Tmin)를 실선으로 나타내며, 발열 블록(HBmin) 이외의 HBother1으로 일괄적으로 대표되는 발열 블록의 온도(Tother1)를 점선으로 나타낸다.
도 11의 C는, 그룹 B에 속하는 발열 블록의 기동 시의 온도 추이를 도시하는 그래프이다. HBother2로 일괄적으로 대표되는 복수의 발열 블록의 온도(Tother2)를 점선으로 나타낸다.
본 실시예에 따른 기동 시퀀스는, 발열 블록(HBi)(i=1 내지 7)의 온도를 1차 목표 온도까지 상승시키는 1차 기동 구간(S1005)과 1차 기동 목표 온도를 기동 완료 목표 온도까지 상승시키는 2차 기동 구간(S1009)으로 분할된다.
1차 기동 구간(S1005)은 제5 실시예와 마찬가지이기 때문에 설명을 생략한다. 모든 발열 블록(HBi)이 규정된 1차 기동 목표 온도(TtgtA)에 도달한 후에, 기동 시퀀스는 2차 기동 구간(S1009)으로 진행된다.
2차 기동 구간(S1009)에서, 각 발열 블록(HBi)의 전력 공급 제어는, 발열 블록(HBi)의 온도(Ti)가 기동 완료 목표 온도(TtgtB)에 접근하도록 PI 제어에 의해 실행된다. 각 발열 블록(HBi)마다 후술하는 방법에 의해 미리 2차 기동 지연 시간(Twait_t)(i=1 내지 7)을 산출한다. 2차 기동 구간(S1009)으로 전환되고 나서 2차 기동 지연 시간(Twait_i)의 기간 동안, 목표 온도는 계속 1차 기동 목표 온도(TtgtA)로 된다.
2차 기동 지연 시간(Twait_i)은 이하와 같이 산출된다.
먼저, 기동 속도(TRRi), 1차 기동 목표 온도(TtgtA), 및 기동 완료 목표 온도(TtgtB)로부터, 각 발열 블록(HBi)마다의 2차 기동 요구 시간(Wi)(i=1 내지 7)을, Wi= (TtgtB-TtgtA)/TRRi로서 산출한다. 2차 기동 요구 시간(Wi) 중, 가장 긴 것을 Wmin으로 나타낸다. Wmin은 가장 긴 기동 시간을 요하는 발열 블록(HBmin)에 대한 2차 기동 요구 시간을 나타내며, 본 실시예에서의 발열 블록(HBmin)의 기동 성능을 나타내는 값이다. 도면에서, 발열 블록(HBother1)에 대한 2차 기동 요구 시간(Wi)은 Wother1로 나타낸다. 발열 블록(HBother2)에 대한 2차 기동 요구 시간(Wi)은 Wother2로 나타낸다.
각 발열 블록(HBi)마다의 2차 기동 지연 시간(Twait_i)은 Twait_i = (Wmin + Tpos_i) - Wi로서 산출된다. 여기서, Tpos_i는 화상 선단 위치에 관한 지연 시간이며, 그룹 A의 화상 선단 위치가 정착 닙(N)에 도달하고 나서, 각 발열 블록(HBi)에 대응하는 화상 선단 위치가 정착 닙(N)에 도달할 때까지의 기간에 대응한다. 도면에서, 발열 블록(HBother1)에 대한 2차 기동 지연 시간(Twait_i)을 Twait_other1로 나타낸다. 발열 블록(HBother2)에 대한 2차 기동 지연 시간(Twait_i)을 Twait_other2로 나타낸다.
이상과 같이, 본 실시예에 따르면, 화상 선단 위치를 고려하여 기동 제어를 실행함으로써, 화상의 도달 전의 불필요한 가열을 감소시킬 수 있다. 그 결과, 광택값 불균일 및 핫 오프셋 같은 화상 불량을 감소시킬 수 있다.
다른 실시예
1. 기동 완료 목표 온도 및 기동전 온도가 균일하지 않은 경우
제1 내지 제6 실시예의 설명에서는, 복수의 발열 블록(HBi)(i=1 내지 7)은 동일하지만, 실제 화상 프린트에서는 기동 완료 목표 온도가 발열 블록(HBi)마다 상이할 수 있다. 예를 들어, 하프톤 화상과 같은 낮은 프린트 비율을 갖는 화상은 솔리드 화상과 같은 높은 프린트 비율을 갖는 화상에 비해 정착에 높은 열량을 필요로 한다. 따라서, 낮은 프린트 비율 화상에 대응하는 가열 영역(Ai)을 가열하는 발열 블록(HBi)에 대한 목표 온도는 높은 값으로 설정된다. 이와 같이, 발열 블록(HBi)마다 기동 완료 목표 온도가 상이한 경우에는, 기동 완료 목표 온도에 대응하는 보정 제어를 행함으로써 본 발명을 적용할 수 있고, 유리한 효과를 제공할 수 있다. 예를 들어, 기동 완료 목표 온도가 낮으면, 구동에는 작은 열량만이 필요하고, 목표 온도는 더 빨리 도달될 수 있다. 따라서, 기동 요구 시간의 길이를 판단할 때, 낮은 기동 완료 목표 온도를 갖는 발열 블록(HBi)에 대해서는 추정된 기동 요구 시간이 작아지도록 보정을 실행할 수 있다.
프린트 이력에 따라 기동 전의 온도가 발열 블록(HBi)마다 상이할 수 있다. 원래 따뜻한 발열 블록(HBi)은 적은 열량으로 그리고 더 빨리 목표 온도에 도달할 수 있다. 따라서, 기동 요구 시간의 길이가 판단되면, 기동전 온도가 높은 발열 블록(HBi)에 대해 추정된 기동 요구 시간이 작아지도록 보정을 실행할 수 있다.
이하에서, 각 발열 블록(HBi)마다의 기동전 온도가 TtgtA_i(i=1 내지 7)이고, 각 발열 블록(HBi)마다의 완료 목표 온도가 TtgtB_i(i= 1 내지 7)인 경우에 실행되는 보정 제어의 예에 대해서 설명한다. 제2 실시예와 마찬가지로, 100%의 듀티 사이클로 전력이 공급되는 동안, 각 발열 블록(HBi)의 기동 속도(TRRi)(단위 시간당의 온도 상승)를 구한다. 이어서, 기동 속도(TRRi), 기동전 온도(TtgtA_i), 및 기동 완료 목표 온도(TtgtB_i)로부터, 각 발열 블록(HBi)마다의 기동 요구 시간(Wi)(i=1 내지 7)을 Wi = (TtgtB_i - TtgtA_i)/TRRi로서 구한다. 상기 방법에 의해 기동 요구 시간(Wi)을 산출하고, 기동전 온도(TtgtA_i)가 높을수록 추정된 기동 요구 시간(Wi)은 작을 수 있고, 기동 완료 목표 온도(TtgtB_i)가 낮을수록 추정된 기동 요구 시간(Wi)은 작을 수 있다.
2. 발열 블록이 균등하지 않은 길이를 갖는 경우
상기 실시예의 설명에서는, 가열 영역(Ai) 및 발열 블록(HBi)은 예시로서 분할수와 분할 위치에 대해 7개의 균등한 부분으로 분할되었지만, 본 발명의 유리한 효과는 임의의 다른 구성에 의해 제공될 수 있다. 예를 들어, 분할 위치는 JIS B5 시트(182 mm × 257 mm) 및 A5 시트(148 mm × 210 mm) 같은 정형 사이즈 시트의 폭의 단부에 대응할 수 있다. 이 경우, 발열 블록(HBi)은 불할 위치에 따라 상이한 길이를 가질 수 있다. 길이가 상이한 발열 블록을 동일한 전력으로 가열하는 경우, 발열 블록(HBi)의 길이가 짧을수록 단위 길이당의 발열량은 커지고, 기동이 빨리 발생한다. 따라서, 발열량이 동등해질 수 있도록, 기동 요구 시간의 판단, 기동 성능, 기동 제어 파라미터와 관련하여 사용되는 "전력"이라는 단어는 "단위 길이당의 전력"으로 치환될 수 있다.
3. 발열 블록(HBi) 중 일부가 독립적인 않은 경우
상기 실시예에 대한 설명에서는, 발열과 관련하여 발열 블록(HBi)이 독립적으로 제어되지만, 발열 블록(HBi) 중 일부는 공통 제어 또는 종족 제어가 될 수 있다. 이 경우, 공통 제어 또는 종속 제어하에 있는 발열 블록을 하나의 그룹(이하, 비-독립 그룹이라 칭함)으로서 분류한다. 비-독립 그룹 내의 발열 블록의 기동 성능을 나타내는 파라미터의 평균값 또는 최저값을 구하고, 비-독립 그룹의 대표값으로서 설정한다. 여기서, 기동 성능을 나타내는 파라미터는, 100%의 통전 듀티 사이클의 전력(W100i), 기동 요구 시간(Wi), 및 기동 속도(TRRi) 같은, 기동 요구 시간의 길이를 판단할 수 있는 수치이다. 비-독립 그룹의 대표값을, 독립 제어가능한 발열 블록의 기동 성능을 나타내는 파라미터와 비교하고, 기동 요구 시간의 길이를 판단한다. 그 결과, 비-독립 그룹이 가장 긴 기동 시간을 요하는 발열 블록을 포함한다고 판단되는 경우, 비-독립 그룹의 기동 성능의 대표값을 기준으로 하여 각 발열 블록(HBi)의 기동 제어 파라미터를 조정하면 된다. 복수의 이러한 비-독립 그룹이 복수 제공되는 경우에도 마찬가지이다.
전술한 실시예는 그 특징들이 가능한 한 많은 방식으로 조합될 수 있다.
본 발명을 예시적인 실시예를 참조하여 설명하였지만, 본 발명은 개시된 예시적인 실시예로 한정되지 않음을 이해해야 한다. 이하의 청구항의 범위는 이러한 모든 변형과 동등한 구조 및 기능을 포함하도록 최광의로 해석되어야 한다.

Claims (6)

  1. 화상 가열 장치이며,
    기판 및 상기 기판 상에 상기 기판의 길이 방향으로 배치된 복수의 발열체를 갖는 히터를 구비하는 화상 가열부로서, 상기 화상 가열부는 상기 히터로부터의 열을 이용해서 기록재에 형성된 화상을 가열하는, 화상 가열부,
    상기 복수의 발열체에 공급되는 전력을 서로 독립적으로 제어하는 전력 공급 제어부, 및
    상기 복수의 발열체 각각에 대해서, 전력 공급 시의 온도 상승 기울기를 나타내는 기동 성능을 취득하는 취득부를 포함하고,
    상기 전력 공급 제어부는, 상기 복수의 발열체의 온도를 각각의 규정된 목표 온도까지 상승시키는 기동 시퀀스에서, 상기 복수의 발열체가 동일한 타이밍에 상기 규정된 목표 온도에 도달하도록, 상기 복수의 발열체에 공급되는 전력을 상기 취득부에 의해 취득된 상기 기동 성능에 기초하여 서로 독립적으로 제어하고,
    상기 복수의 발열체는 제1 발열체 및 제2 발열체를 포함하고,
    상기 제2 발열체는 상기 복수의 발열체 중 가장 낮은 기동 성능을 갖고, 상기 제1 발열체는 상기 제2 발열체의 기동 성능보다 높은 기동 성능을 가지며,
    상기 전력 공급 제어부는, 상기 제1 발열체의 온도를 상승시키는 타이밍을 상기 제2 발열체의 온도를 상승시키는 타이밍으로부터 지연시킴으로써, 상기 제2 발열체가 상기 규정된 목표 온도에 도달하는 타이밍과 동일한 타이밍에 상기 제1 발열체를 상기 규정된 목표 온도에 도달시키는, 화상 가열 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 복수의 발열체에의 전력 공급의 제어에서, 상기 규정된 목표 온도보다 낮은 제1 목표 온도까지 발열체의 온도를 상승시키는 1차 기동 구간과, 상기 제1 목표 온도로부터 상기 규정된 목표 온도까지 발열체의 온도를 상승시키는 2차 기동 구간이 있으며,
    상기 전력 공급 제어부는, 상기 제1 발열체에의 상기 전력 공급의 제어에서의 상기 2차 기동 구간을 개시하는 타이밍을, 상기 제2 발열체에의 상기 전력 공급의 제어에서의 상기 2차 기동 구간을 개시하는 타이밍으로부터 지연시키는, 화상 가열 장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 복수의 발열체에의 전력 공급의 제어에서, 상기 규정된 목표 온도보다 낮은 제1 목표 온도까지 발열체의 온도를 상승시키는 1차 기동 구간과, 상기 제1 목표 온도로부터 상기 규정된 목표 온도까지 발열체의 온도를 상승시키는 2차 기동 구간이 있으며,
    상기 전력 공급 제어부는, 상기 제1 목표 온도를 상기 복수의 발열체 각각에 대해 설정하는, 화상 가열 장치.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 전력 공급 제어부는, 상기 제1 발열체에의 전력 공급의 제어에서 설정되고 상기 규정된 목표 온도에 도달하기 전의 온도인, 상기 기동 성능 중에 순차적으로 변경되는 기동 목표 온도와, 상기 제2 발열체에의 전력 공급의 제어에서 설정되고 상기 규정된 목표 온도에 도달하기 전의 온도인, 상기 기동 성능 중에 순차적으로 변경되는 기동 목표 온도를 서로 독립적으로 설정하는, 화상 가열 장치.
  5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
    내면이 상기 히터에 접촉하면서 회전하도록 구성된 관형 필름을 더 포함하고,
    기록재 상의 화상이 상기 필름을 통해서 가열되는, 화상 가열 장치.
  6. 화상 형성 장치이며,
    기록재에 화상을 형성하는 화상 형성부, 및
    상기 기록재에 형성된 상기 화상을 상기 기록재에 정착시키는 정착부로서의, 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 따른 화상 가열 장치를 포함하는, 화상 형성 장치.
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