JP2002214961A - 加熱定着装置及びそれを有する画像形成装置 - Google Patents
加熱定着装置及びそれを有する画像形成装置Info
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- JP2002214961A JP2002214961A JP2001007628A JP2001007628A JP2002214961A JP 2002214961 A JP2002214961 A JP 2002214961A JP 2001007628 A JP2001007628 A JP 2001007628A JP 2001007628 A JP2001007628 A JP 2001007628A JP 2002214961 A JP2002214961 A JP 2002214961A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】オンデマンド定着装置及び該定着装置を具備し
た画像形成装置について、紙種によらず最適な定着条件
を自動的に設定可能とする。 【解決手段】ヒータ温度・ヒータ供給電力・定着後紙温
度をモニターし、最適定着温度制御を行なう。具体的に
は、ヒータ供給電力が小又は定着後紙温度が低い時はヒ
ータ温度を上げる。又はヒータ供給電力を一定にし、定
着後紙温度が低い時はヒータ供給電力量を増加させる。
この時ヒータ温度は上・下限値を設け、その値を超えな
いように制御を行なう。
た画像形成装置について、紙種によらず最適な定着条件
を自動的に設定可能とする。 【解決手段】ヒータ温度・ヒータ供給電力・定着後紙温
度をモニターし、最適定着温度制御を行なう。具体的に
は、ヒータ供給電力が小又は定着後紙温度が低い時はヒ
ータ温度を上げる。又はヒータ供給電力を一定にし、定
着後紙温度が低い時はヒータ供給電力量を増加させる。
この時ヒータ温度は上・下限値を設け、その値を超えな
いように制御を行なう。
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は電子写真記録装置等
に用いられる加熱定着装置(定着器)及びそれを有する
画像形成装置に関するものである。
に用いられる加熱定着装置(定着器)及びそれを有する
画像形成装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】従来、電子写真方式の複写機、プリンタ
ー等の多くは定着手段として熱効率、安全性が良好な接
触加熱型の熱ローラ定着方式や、省エネルギータイプの
フィルム加熱方式を採用している。
ー等の多くは定着手段として熱効率、安全性が良好な接
触加熱型の熱ローラ定着方式や、省エネルギータイプの
フィルム加熱方式を採用している。
【0003】熱ローラ定着方式の加熱定着装置は、加熱
用回転体としての加熱ローラ(定着ローラ)と、これに
圧接させた加圧用回転体としての弾性加圧ローラを基本
構成とし、この一対のローラを回転させて該両ローラ対
の圧接ニップ部(定着ニップ部)に未定着画像(トナー
画像)を形成担持させた被加熱材としての被記録材(転
写材シート・静電記録紙・エレクトロファックス紙・印
字用紙等)を導入して圧接ニップ部を挟持搬送通過させ
ることで、加熱ローラからの熱と圧接ニップ部の加圧力
にて未定着画像を被記録材(以下、転写材と記す)面に
永久固着画像として熱圧定着させるものである。
用回転体としての加熱ローラ(定着ローラ)と、これに
圧接させた加圧用回転体としての弾性加圧ローラを基本
構成とし、この一対のローラを回転させて該両ローラ対
の圧接ニップ部(定着ニップ部)に未定着画像(トナー
画像)を形成担持させた被加熱材としての被記録材(転
写材シート・静電記録紙・エレクトロファックス紙・印
字用紙等)を導入して圧接ニップ部を挟持搬送通過させ
ることで、加熱ローラからの熱と圧接ニップ部の加圧力
にて未定着画像を被記録材(以下、転写材と記す)面に
永久固着画像として熱圧定着させるものである。
【0004】また、フィルム加熱方式の定着装置(オン
デマンド定着装置)は例えば特開昭63−313182
号公報、特開平2−157878、4−44075〜4
4083、4−204980〜204984号公報等に
提案されており、発熱体に加熱用回転体である耐熱性フ
ィルム(定着フィルム)を加圧用回転体(弾性ローラ)
で密着させて摺動搬送させ、該耐熱性定着フィルムを挟
んで加熱体と加圧部材とで形成される圧接ニップ部に未
定着画像を担持した転写材を導入して耐熱フィルムと一
緒に搬送させて、耐熱性フィルムを介して付与される加
熱体からの熱と圧接ニップ部の加圧力によって未定着画
像を転写材上に永久画像として定着させる装置である。
デマンド定着装置)は例えば特開昭63−313182
号公報、特開平2−157878、4−44075〜4
4083、4−204980〜204984号公報等に
提案されており、発熱体に加熱用回転体である耐熱性フ
ィルム(定着フィルム)を加圧用回転体(弾性ローラ)
で密着させて摺動搬送させ、該耐熱性定着フィルムを挟
んで加熱体と加圧部材とで形成される圧接ニップ部に未
定着画像を担持した転写材を導入して耐熱フィルムと一
緒に搬送させて、耐熱性フィルムを介して付与される加
熱体からの熱と圧接ニップ部の加圧力によって未定着画
像を転写材上に永久画像として定着させる装置である。
【0005】フィルム加熱方式の加熱装置は、加熱体と
して低熱容量線状加熱体を、フィルムとして薄膜の低熱
容量のものを用いることが出来るため、省電力化・ウエ
イトタイム短縮化(クイックスタート性)が可能であ
る。またフィルム加熱方式の加熱装置はフィルム駆動方
法としてフィルム内面に駆動ローラを設ける方法、また
加圧ローラを駆動ローラとして用い加圧ローラとの摩擦
力でフィルムを駆動する方法が知られているが、近年で
は部品点数が少なく低コストな構成である加圧ローラ駆
動方式が多く用いられている。
して低熱容量線状加熱体を、フィルムとして薄膜の低熱
容量のものを用いることが出来るため、省電力化・ウエ
イトタイム短縮化(クイックスタート性)が可能であ
る。またフィルム加熱方式の加熱装置はフィルム駆動方
法としてフィルム内面に駆動ローラを設ける方法、また
加圧ローラを駆動ローラとして用い加圧ローラとの摩擦
力でフィルムを駆動する方法が知られているが、近年で
は部品点数が少なく低コストな構成である加圧ローラ駆
動方式が多く用いられている。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】上記加熱定着装置にお
いて、転写材上のトナー像の定着性は転写材の厚み、表
面性に大きく左右されることが知られている。特に表面
性の粗い紙種では定着性が著しく損なわれる。
いて、転写材上のトナー像の定着性は転写材の厚み、表
面性に大きく左右されることが知られている。特に表面
性の粗い紙種では定着性が著しく損なわれる。
【0007】これは定着ニップ内で加熱部材と転写材間
の接触面積が減るために十分な熱量が転写材上のトナー
に供給されない為である。
の接触面積が減るために十分な熱量が転写材上のトナー
に供給されない為である。
【0008】その結果表面性の悪い紙種でも良好な定着
性を得るためには定着加圧力を高くする、定着温度を高
くする必要がある。
性を得るためには定着加圧力を高くする、定着温度を高
くする必要がある。
【0009】しかしながら定着圧力を高くする方法は定
着器の駆動トルクが高くなり装置コストが高くなりやす
い。特に加熱体としての加熱用ヒータに対し加熱用回転
体である加熱フィルムが定着ニップ部で摺動する為に回
転トルクが大きくなりやすい為、加圧力を大きくするこ
とが難しく、総圧で高々147N(15kg)程度が限
界とされ定着ニップ領域内の線圧は低めとされる。その
為表面性の悪い紙種の定着性を良くする為には定着温度
を高くせざる得なくなる。
着器の駆動トルクが高くなり装置コストが高くなりやす
い。特に加熱体としての加熱用ヒータに対し加熱用回転
体である加熱フィルムが定着ニップ部で摺動する為に回
転トルクが大きくなりやすい為、加圧力を大きくするこ
とが難しく、総圧で高々147N(15kg)程度が限
界とされ定着ニップ領域内の線圧は低めとされる。その
為表面性の悪い紙種の定着性を良くする為には定着温度
を高くせざる得なくなる。
【0010】しかしながら単に定着温度を高くした場合
薄紙や表面性の良い紙に対しては過剰な熱量が供給され
ることになり、ホットオフセットが発生したり、紙のカ
ール量が大となるような弊害が生じる。
薄紙や表面性の良い紙に対しては過剰な熱量が供給され
ることになり、ホットオフセットが発生したり、紙のカ
ール量が大となるような弊害が生じる。
【0011】また加圧ローラ駆動方式のフィルム型加熱
定着装置においては平滑性が高い薄紙を通紙したとき、
それが吸湿している場合などは高い定着温度で定着動作
を行うと水蒸気が多量に発生し加圧ローラと紙の間に水
蒸気層が生じ加圧ローラの摩擦係数が極端に低下し紙搬
送力が無くなり紙がスリップすることにより定着ニップ
内で停止してしまうという現象が発生しやすい。
定着装置においては平滑性が高い薄紙を通紙したとき、
それが吸湿している場合などは高い定着温度で定着動作
を行うと水蒸気が多量に発生し加圧ローラと紙の間に水
蒸気層が生じ加圧ローラの摩擦係数が極端に低下し紙搬
送力が無くなり紙がスリップすることにより定着ニップ
内で停止してしまうという現象が発生しやすい。
【0012】また転写材上のトナー像の定着性と転写材
のカール、トナーのホットオフセット、転写材のスリッ
プ等の相反する現象に対して定着温度のみでは無く、定
着ニップ幅も重要なパラメータとなる。すなわち定着ニ
ップ幅が大ならば定着温度が低くとも、転写材に熱量が
移動しやすくなるため良好な定着性を示すことが可能と
なるが逆にカール・ホットオフセット・スリップ等の現
象は発生しやすくなる。
のカール、トナーのホットオフセット、転写材のスリッ
プ等の相反する現象に対して定着温度のみでは無く、定
着ニップ幅も重要なパラメータとなる。すなわち定着ニ
ップ幅が大ならば定着温度が低くとも、転写材に熱量が
移動しやすくなるため良好な定着性を示すことが可能と
なるが逆にカール・ホットオフセット・スリップ等の現
象は発生しやすくなる。
【0013】定着ニップ幅は加圧ローラの硬度、加圧バ
ネの加圧力に主に依存するが、これらはある程度ばらつ
きを有しており、定着器毎に定着ニップ幅は異なる。こ
のため定着ニップ幅のばらつきを考慮した状態で定着温
度設定を行うと、一種類の温度設定のみでは上述のよう
な様々な紙種に対して定着性・カール・ホットオフセッ
ト・スリップ等の現象を全て満足させることは非常に困
難となる。
ネの加圧力に主に依存するが、これらはある程度ばらつ
きを有しており、定着器毎に定着ニップ幅は異なる。こ
のため定着ニップ幅のばらつきを考慮した状態で定着温
度設定を行うと、一種類の温度設定のみでは上述のよう
な様々な紙種に対して定着性・カール・ホットオフセッ
ト・スリップ等の現象を全て満足させることは非常に困
難となる。
【0014】このように表面性の粗い紙種と平滑性の良
好な紙種でともに最適な定着条件を両立することは難し
く、従来はユーザが紙種に応じて定着温度設定を選択す
ることで対応してきたが、表面粗さというユーザには理
解しにくいパラメータにより定着モードを設定するのは
難しく、紙種(特に表面の粗さ)に応じて最適な定着温
度設定が自動的に行われることが望まれていた。
好な紙種でともに最適な定着条件を両立することは難し
く、従来はユーザが紙種に応じて定着温度設定を選択す
ることで対応してきたが、表面粗さというユーザには理
解しにくいパラメータにより定着モードを設定するのは
難しく、紙種(特に表面の粗さ)に応じて最適な定着温
度設定が自動的に行われることが望まれていた。
【0015】本発明は、この要望に応えるものであり、
紙種によらず最適な定着条件を自動的に設定可能とする
ことを目的とする。
紙種によらず最適な定着条件を自動的に設定可能とする
ことを目的とする。
【0016】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、本発明では、被記録材上に形成担持させた未定着ト
ナー像を加熱用回転体、及び加圧用回転体によって形成
されたニップ部内を通過させることにより永久定着する
加熱定着装置において、上記加熱用回転体はエンドレス
フィルムからなり、ニップ部においてはニップ部と対向
するフィルム内周面に接触する加熱用ヒータがフィルム
に対し固定配置され、ニップ部通過後の被記録材温度を
測定する手段を有しており、予め設定された加熱用ヒー
タまたは加熱用回転体の目標温度と目標供給電力量に対
し、ニップ部通過後の被記録材温度に応じて定着時には
少なくとも一方に補正を加えることを特徴とすることに
より、表面性の粗い紙種には同じ定着温度の時低い電力
しか供給されないため、供給電力量に応じて定着目標温
度を補正する等の方法により被記録材の表面粗さに応じ
て適正な定着温度を自動的に制御すると共にニップ部通
過後の被記録材温度を測定することにより、熱容量の大
きな厚紙では被記録材温度が低く、熱容量が小さな薄紙
では被記録材温度が高くなることから紙厚を推定するこ
とが可能となり表面性・紙厚に依らず常に良好な定着性
を得ることができる。
に、本発明では、被記録材上に形成担持させた未定着ト
ナー像を加熱用回転体、及び加圧用回転体によって形成
されたニップ部内を通過させることにより永久定着する
加熱定着装置において、上記加熱用回転体はエンドレス
フィルムからなり、ニップ部においてはニップ部と対向
するフィルム内周面に接触する加熱用ヒータがフィルム
に対し固定配置され、ニップ部通過後の被記録材温度を
測定する手段を有しており、予め設定された加熱用ヒー
タまたは加熱用回転体の目標温度と目標供給電力量に対
し、ニップ部通過後の被記録材温度に応じて定着時には
少なくとも一方に補正を加えることを特徴とすることに
より、表面性の粗い紙種には同じ定着温度の時低い電力
しか供給されないため、供給電力量に応じて定着目標温
度を補正する等の方法により被記録材の表面粗さに応じ
て適正な定着温度を自動的に制御すると共にニップ部通
過後の被記録材温度を測定することにより、熱容量の大
きな厚紙では被記録材温度が低く、熱容量が小さな薄紙
では被記録材温度が高くなることから紙厚を推定するこ
とが可能となり表面性・紙厚に依らず常に良好な定着性
を得ることができる。
【0017】より具体的な制御方法として、被記録材上
に形成担持させた未定着トナー像を加熱用回転体、及び
加圧用回転体によって形成されたニップ部内を通過させ
ることにより永久定着する加熱定着装置において、上記
加熱用回転体はエンドレスフィルムからなり、ニップ部
においてはニップ部と対向するフィルム内周面に接触す
る加熱用ヒータがフィルムに対し固定配置され、ニップ
部通過後の被記録材温度を測定する手段を有しており、
加熱用ヒータまたは加熱用回転体の温度を目標温度とな
るように加熱用ヒータヘの通電を制御するのに際し、加
熱用ヒータヘの供給電力量とニップ部通過後の被記録材
温度をモニターしそのモニター結果に応じて上記目標温
度に補正を加えることを特徴とすることにより、上述の
様に紙の表面粗さ・厚みに応じて最適な定着温度設定が
可能となる。
に形成担持させた未定着トナー像を加熱用回転体、及び
加圧用回転体によって形成されたニップ部内を通過させ
ることにより永久定着する加熱定着装置において、上記
加熱用回転体はエンドレスフィルムからなり、ニップ部
においてはニップ部と対向するフィルム内周面に接触す
る加熱用ヒータがフィルムに対し固定配置され、ニップ
部通過後の被記録材温度を測定する手段を有しており、
加熱用ヒータまたは加熱用回転体の温度を目標温度とな
るように加熱用ヒータヘの通電を制御するのに際し、加
熱用ヒータヘの供給電力量とニップ部通過後の被記録材
温度をモニターしそのモニター結果に応じて上記目標温
度に補正を加えることを特徴とすることにより、上述の
様に紙の表面粗さ・厚みに応じて最適な定着温度設定が
可能となる。
【0018】さらに他の具体的な制御方法として、被記
録材上に形成担持させた未定着トナー像を加熱用回転
体、及び加圧用回転体によって形成されたニップ部内を
通過させることにより永久定着する加熱定着装置におい
て、上記加熱用回転体はエンドレスフィルムからなり、
ニップ部においてはニップ部と対向するフィルム内周面
に接触する加熱用ヒータがフィルムに対し固定配置さ
れ、ニップ部通過後の被記録材温度を測定する手段を有
しており、加熱用ヒータまたは加熱用回転体の温度を目
標温度となるように加熱用ヒータヘの通電を制御するの
に際し、上記目標温度に対して加熱用ヒータヘの供給電
力量を予め設定しておき、その電力を加熱用ヒータヘ供
給し、ニップ部通過後の被記録材温度に応じて上記目標
温度及び加熱用ヒータヘの供給電力量を補正することを
特徴とすることによっても、上記と同様な効果を得るこ
とができる。
録材上に形成担持させた未定着トナー像を加熱用回転
体、及び加圧用回転体によって形成されたニップ部内を
通過させることにより永久定着する加熱定着装置におい
て、上記加熱用回転体はエンドレスフィルムからなり、
ニップ部においてはニップ部と対向するフィルム内周面
に接触する加熱用ヒータがフィルムに対し固定配置さ
れ、ニップ部通過後の被記録材温度を測定する手段を有
しており、加熱用ヒータまたは加熱用回転体の温度を目
標温度となるように加熱用ヒータヘの通電を制御するの
に際し、上記目標温度に対して加熱用ヒータヘの供給電
力量を予め設定しておき、その電力を加熱用ヒータヘ供
給し、ニップ部通過後の被記録材温度に応じて上記目標
温度及び加熱用ヒータヘの供給電力量を補正することを
特徴とすることによっても、上記と同様な効果を得るこ
とができる。
【0019】要するに、オンデマンド定着装置及び該定
着装置を具備した画像形成装置について、ヒータ温度・
ヒータ供給電力・定着後紙温度をモニターし、紙種によ
らず最適な定着条件を自動的に設定可能にして最適定着
温度制御を行なう。具体的には、ヒータ供給電力が小又
は定着後紙温度が低い時はヒータ温度を上げる。又はヒ
ータ供給電力を一定にし、定着後紙温度が低い時はヒー
タ供給電力量を増加させる。この時ヒータ温度は上・下
限値を設け、その値を超えないように制御を行なう。
着装置を具備した画像形成装置について、ヒータ温度・
ヒータ供給電力・定着後紙温度をモニターし、紙種によ
らず最適な定着条件を自動的に設定可能にして最適定着
温度制御を行なう。具体的には、ヒータ供給電力が小又
は定着後紙温度が低い時はヒータ温度を上げる。又はヒ
ータ供給電力を一定にし、定着後紙温度が低い時はヒー
タ供給電力量を増加させる。この時ヒータ温度は上・下
限値を設け、その値を超えないように制御を行なう。
【0020】
【発明の実施の形態】[第1の実施例] (1)画像形成装置例 図1に本発明に係る画像形成装置の一例を示す。本例の
画像形成装置は転写式電子写真プロセス利用のレーザー
・ビーム・プリンターである。
画像形成装置は転写式電子写真プロセス利用のレーザー
・ビーム・プリンターである。
【0021】1は感光ドラムであり、OPC、アモルフ
ァスSi等の感光材料をアルミニウムやニッケルなどの
シリンダ状の基板上に形成した構成から成る。
ァスSi等の感光材料をアルミニウムやニッケルなどの
シリンダ状の基板上に形成した構成から成る。
【0022】感光ドラム1は矢印の方向に回転駆動さ
れ、まずはじめにその表面は帯電装置としての帯電ロー
ラ2によって一様に帯電される。
れ、まずはじめにその表面は帯電装置としての帯電ロー
ラ2によって一様に帯電される。
【0023】次に、露光手段であるレーザースキャナ3
0により、画像情報に応じてON/OFF制御されたレ
ーザー・ビーム走査露光3がなされ、感光ドラム1上に
静電潜像が形成される。
0により、画像情報に応じてON/OFF制御されたレ
ーザー・ビーム走査露光3がなされ、感光ドラム1上に
静電潜像が形成される。
【0024】この静電潜像は、現像装置4で現像され、
可視化される。現像方法としては、ジャンピング現像
法、2成分現像法などが用いられ、イメージ露光と反転
現像との組み合わせで用いられることが多い。
可視化される。現像方法としては、ジャンピング現像
法、2成分現像法などが用いられ、イメージ露光と反転
現像との組み合わせで用いられることが多い。
【0025】一方、給紙部8から被記録材としての転写
材Pが一枚分離給送され、シートパス81を通って転写
装置である転写ローラ5と感光ドラム1との圧接ニップ
部である転写部に所定のタイミングで給紙、搬送され、
感光ドラム1上の可視化されたトナー像が転写材P上に
転写される。
材Pが一枚分離給送され、シートパス81を通って転写
装置である転写ローラ5と感光ドラム1との圧接ニップ
部である転写部に所定のタイミングで給紙、搬送され、
感光ドラム1上の可視化されたトナー像が転写材P上に
転写される。
【0026】トナー像を保持した転写材Pは加熱定着装
置6へ搬送され、定着装置6のニップ部で加熱・加圧さ
れて転写材上に定着され永久画像となる。定着装置6を
出た転写材Pはシートパス82を通って排紙部83に排
出される。
置6へ搬送され、定着装置6のニップ部で加熱・加圧さ
れて転写材上に定着され永久画像となる。定着装置6を
出た転写材Pはシートパス82を通って排紙部83に排
出される。
【0027】一方、転写後に感光ドラム1上に残留する
転写残留トナーは、クリーニング装置7により感光ドラ
ム1表面より除去される。
転写残留トナーは、クリーニング装置7により感光ドラ
ム1表面より除去される。
【0028】100はプリンターの制御系を示してい
る。
る。
【0029】(2)加熱定着装置6 本実施例における加熱定着装置6は、特開平2−157
878、4−44075〜44083、4−20498
0〜204984号公報等に開示の加圧ローラ駆動タイ
プのフィルム加熱型定着装置である。
878、4−44075〜44083、4−20498
0〜204984号公報等に開示の加圧ローラ駆動タイ
プのフィルム加熱型定着装置である。
【0030】図2に本実施例のフィルム加熱型定着装置
の概略断面模型図を示した。10は加熱用回転体として
の、厚みが20〜150μmの薄肉の可撓性のエンドレ
スベルト状の定着フィルムであり、表層には離型層を形
成してある。このエンドレスベルト状の定着フィルム1
0は半円弧状のフィルムガイド部材(スティ)13に対
して周長に余裕を持たせた形で外嵌している。
の概略断面模型図を示した。10は加熱用回転体として
の、厚みが20〜150μmの薄肉の可撓性のエンドレ
スベルト状の定着フィルムであり、表層には離型層を形
成してある。このエンドレスベルト状の定着フィルム1
0は半円弧状のフィルムガイド部材(スティ)13に対
して周長に余裕を持たせた形で外嵌している。
【0031】フィルム10は熱容量を小さくしてクイッ
クスタート性を向上させるために、肉厚を総厚100μ
m以下、好ましくは60μm以下20μm以上としポリ
イミド、PEEK等の耐熱樹脂フィルムまたはNi電鋳
フィルム、ステンレスシームレスフィルム等の金属フィ
ルムを使用する。金属フィルムの場合は熱伝導性が良好
なためその厚みは150μm以下で十分実用可能とな
る。
クスタート性を向上させるために、肉厚を総厚100μ
m以下、好ましくは60μm以下20μm以上としポリ
イミド、PEEK等の耐熱樹脂フィルムまたはNi電鋳
フィルム、ステンレスシームレスフィルム等の金属フィ
ルムを使用する。金属フィルムの場合は熱伝導性が良好
なためその厚みは150μm以下で十分実用可能とな
る。
【0032】11は加圧用回転体としての加圧ローラで
あり、鉄、アルミ等の芯金の上にシリコーンゴム層の上
に離型層としてPFAチューブ層を有する。
あり、鉄、アルミ等の芯金の上にシリコーンゴム層の上
に離型層としてPFAチューブ層を有する。
【0033】フィルム10は加圧ローラ11の回転駆動
により、少なくとも画像定着実行時は矢示の時計方向に
加熱体(加熱用ヒータ)12面に密着して該加熱体面を
摺動しながら所定の周速度、即ち不図示の画像形成部側
から搬送されてくる未定着トナー画像Tを担持しだ転写
材Pの搬送速度と略同一周速度でシワなく回転駆動され
る。
により、少なくとも画像定着実行時は矢示の時計方向に
加熱体(加熱用ヒータ)12面に密着して該加熱体面を
摺動しながら所定の周速度、即ち不図示の画像形成部側
から搬送されてくる未定着トナー画像Tを担持しだ転写
材Pの搬送速度と略同一周速度でシワなく回転駆動され
る。
【0034】加熱体12は例えばセラミックヒータであ
り、電力供給により発熱する発熱源としての通電発熱体
(抵抗発熱体)12aを含み、該通電発熱体12aの発
熱により昇温する。
り、電力供給により発熱する発熱源としての通電発熱体
(抵抗発熱体)12aを含み、該通電発熱体12aの発
熱により昇温する。
【0035】通電発熱体12aに対する電力供給により
加熱体12が加熱され、またフィルム10が回転駆動さ
れている状態において、加圧ローラ11の弾性層11b
の変形によって生じる弾性力により該加熱体12との間
に形成された圧接ニップ部N(定着ニップ部)に転写材
Pが導入されることで、該転写材Pがフィルム10に密
着してフィルムと一緒の重なり状態で定着ニップ部Nを
通過していく。
加熱体12が加熱され、またフィルム10が回転駆動さ
れている状態において、加圧ローラ11の弾性層11b
の変形によって生じる弾性力により該加熱体12との間
に形成された圧接ニップ部N(定着ニップ部)に転写材
Pが導入されることで、該転写材Pがフィルム10に密
着してフィルムと一緒の重なり状態で定着ニップ部Nを
通過していく。
【0036】この転写材Pの定着ニップ部通過過程で加
熱体12からフィルム10を介して転写材Pに熱エネル
ギーが付与されて転写材P上の未定着トナー画像Tが加
熱溶融定着され、転写材Pは定着ニップ部通過後フィル
ム10から分離して排出される。
熱体12からフィルム10を介して転写材Pに熱エネル
ギーが付与されて転写材P上の未定着トナー画像Tが加
熱溶融定着され、転写材Pは定着ニップ部通過後フィル
ム10から分離して排出される。
【0037】本実施例の加熱定着装置に用いられる定着
フィルム10は円筒型上にポリイミドワニスを塗布した
後、加熱硬化させることで所定厚みのポリイミド層を形
成しその上に接着層を塗布し、PFA粉体を静電塗装又
はPFA、PTFEディスパージョンをスプレー塗装ま
たはディッピング塗装等行い、その後焼成またはPFA
チューブをポリイミドフィルムに被覆し溶着することで
所定の厚みのフッ素樹脂層を形成する。
フィルム10は円筒型上にポリイミドワニスを塗布した
後、加熱硬化させることで所定厚みのポリイミド層を形
成しその上に接着層を塗布し、PFA粉体を静電塗装又
はPFA、PTFEディスパージョンをスプレー塗装ま
たはディッピング塗装等行い、その後焼成またはPFA
チューブをポリイミドフィルムに被覆し溶着することで
所定の厚みのフッ素樹脂層を形成する。
【0038】加圧ローラ11は鉄、アルミ等の芯金11
aをブラスト等の表面粗し処理を行った後、洗浄を行
い、次いで芯金11aを筒型に挿入し、液状のシリコー
ンゴムを型内に注入し加熱硬化させる。この時加圧ロー
ラ表面層に離型層としてPFAチューブ等の樹脂チュー
ブ層11cを形成する為に、型内に予め内面にプライマ
ーを塗布したチューブを挿入しておくことにより、ゴム
の加熱硬化と同時にチューブとゴム層11bの接着を行
う。このようにして成型された加圧ローラは脱型処理し
た後、2次加硫を行う。
aをブラスト等の表面粗し処理を行った後、洗浄を行
い、次いで芯金11aを筒型に挿入し、液状のシリコー
ンゴムを型内に注入し加熱硬化させる。この時加圧ロー
ラ表面層に離型層としてPFAチューブ等の樹脂チュー
ブ層11cを形成する為に、型内に予め内面にプライマ
ーを塗布したチューブを挿入しておくことにより、ゴム
の加熱硬化と同時にチューブとゴム層11bの接着を行
う。このようにして成型された加圧ローラは脱型処理し
た後、2次加硫を行う。
【0039】加熱用ヒータである加熱体12は基板12
dにアルミナ(Al2O3)または窒化アルミニウム(A
lN)を用い、基板12d上に銀・パラジウムからなる
抵抗体を厚膜印刷し所望の抵抗値を有する発熱体パター
ン12aを形成する。更に発熱体上に保護層・定着フィ
ルムとの摺動層としてのガラス層12bを形成する。発
熱体形成面の裏側には温度検知素子であるサーミスタ1
2cを接着固定しヒータ温度をモニターしそのモニター
温度情報が制御回路部20に入力する。制御回路部20
はヒータ温度(定着ニップ部温度)を所定温度に維持す
るためにACドライバ21を制御してAC電源22から
加熱体12の発熱体12aへの通電量を制御する。
dにアルミナ(Al2O3)または窒化アルミニウム(A
lN)を用い、基板12d上に銀・パラジウムからなる
抵抗体を厚膜印刷し所望の抵抗値を有する発熱体パター
ン12aを形成する。更に発熱体上に保護層・定着フィ
ルムとの摺動層としてのガラス層12bを形成する。発
熱体形成面の裏側には温度検知素子であるサーミスタ1
2cを接着固定しヒータ温度をモニターしそのモニター
温度情報が制御回路部20に入力する。制御回路部20
はヒータ温度(定着ニップ部温度)を所定温度に維持す
るためにACドライバ21を制御してAC電源22から
加熱体12の発熱体12aへの通電量を制御する。
【0040】又定着フィルム10として高熱伝導性の金
属フィルムを用いた場合、図3に示すように定着ニップ
Nの直後の金属フィルム温度をサーミスタ12eにより
測定し、加熱体12の発熱体12aへの供給電力を制御
することも可能である。
属フィルムを用いた場合、図3に示すように定着ニップ
Nの直後の金属フィルム温度をサーミスタ12eにより
測定し、加熱体12の発熱体12aへの供給電力を制御
することも可能である。
【0041】また定着ニップ通過後の転写材温度モニタ
ー用に非接触の温度検知素子(焦電式温度センサーと集
光レンズを内蔵したタイプ)16を設け、転写材の印字
面裏面側の温度をモニターする。そのモニター温度情報
が制御回路部20に入力する。
ー用に非接触の温度検知素子(焦電式温度センサーと集
光レンズを内蔵したタイプ)16を設け、転写材の印字
面裏面側の温度をモニターする。そのモニター温度情報
が制御回路部20に入力する。
【0042】加熱体12の発熱体12aへの通電量(供
給電力)はPI(比例・積分)制御に基づき、位相制御
・波数制御等の周知の手段によりきめ細かく電力供給が
行われ、同時にエンジン制御部は位相角または波数情報
を記憶しておくことで通電電力量を知ることが可能とな
る。
給電力)はPI(比例・積分)制御に基づき、位相制御
・波数制御等の周知の手段によりきめ細かく電力供給が
行われ、同時にエンジン制御部は位相角または波数情報
を記憶しておくことで通電電力量を知ることが可能とな
る。
【0043】ここでPI制御は下記のような式に応じて
供給電力量Wを決定する。
供給電力量Wを決定する。
【0044】W1=A*(T0−T)+I W=(V/V0)*W1 (単位は%でフル通電の時の電力量を100%とする) ここで、Aは常数(例えば5)、T0は目標温度、Tは
サーミスタ検知温度で、この部分がP制御に相当する。
サーミスタ検知温度で、この部分がP制御に相当する。
【0045】Iは一定時間(例えば500msec)ご
とにヒータ温度をモニターした結果が目標温度に対し低
ければ5%供給電力を増加、逆に高ければ5%供給電力
を減少させる。これがI制御に相当する。
とにヒータ温度をモニターした結果が目標温度に対し低
ければ5%供給電力を増加、逆に高ければ5%供給電力
を減少させる。これがI制御に相当する。
【0046】この結果得られたW1はPI制御によって
得られる供給電力となり、画像形成装置がモニターした
電源電圧Vと標準電圧V0(例えば100V)の比に応
じて補正したWが加熱用ヒータに供給される電力とな
る。ここで電源電圧は不図示の電圧検出回路によってモ
ニターされる。
得られる供給電力となり、画像形成装置がモニターした
電源電圧Vと標準電圧V0(例えば100V)の比に応
じて補正したWが加熱用ヒータに供給される電力とな
る。ここで電源電圧は不図示の電圧検出回路によってモ
ニターされる。
【0047】図4は本実施例の加熱用ヒータ制御温度テ
ーブルを示すグラフである。本制御を適用するレーザー
・ビーム・プリンタは最大サイズ幅がレターサイズ(幅
216mm)でプリントスピードが毎分レターサイズで
20枚、転写材送り速度は120mm/secである。
本実施例では連続プリント枚数に応じてヒータ制御温度
を低下させていくアルゴリズムを採用している。これは
加圧ローラ温度が連続プリント時に上昇することにより
十分な定着性を得るために必要な定着温度が低くて済む
ためである。
ーブルを示すグラフである。本制御を適用するレーザー
・ビーム・プリンタは最大サイズ幅がレターサイズ(幅
216mm)でプリントスピードが毎分レターサイズで
20枚、転写材送り速度は120mm/secである。
本実施例では連続プリント枚数に応じてヒータ制御温度
を低下させていくアルゴリズムを採用している。これは
加圧ローラ温度が連続プリント時に上昇することにより
十分な定着性を得るために必要な定着温度が低くて済む
ためである。
【0048】また間欠プリント時には間欠プリントの2
枚目は連続プリント時の11枚目に相当するというよう
な間欠時にカウントする枚数を連続時に対して一定量増
加させるという制御方法を採用する。また間欠プリント
・連続プリントの判断はプリント間隔を測定することに
より行われる。本実施例では間欠プリント時の増加枚数
は10枚としている。
枚目は連続プリント時の11枚目に相当するというよう
な間欠時にカウントする枚数を連続時に対して一定量増
加させるという制御方法を採用する。また間欠プリント
・連続プリントの判断はプリント間隔を測定することに
より行われる。本実施例では間欠プリント時の増加枚数
は10枚としている。
【0049】さらに最初のプリント時にはプリント開始
時にヒータ温度をモニターしその温度に応じてスタート
時の枚数を決定する。
時にヒータ温度をモニターしその温度に応じてスタート
時の枚数を決定する。
【0050】具体的には、1枚目のプリント時のヒータ
温度が85℃以下の時は1枚目の設定温度からスタート
し、1枚目のプリント時のヒータ温度が85℃よりも高
い時には21枚目の設定温度からスタートし、その後は
連続プリント時には22枚、23枚といように枚数カウ
ントを増加させていく。
温度が85℃以下の時は1枚目の設定温度からスタート
し、1枚目のプリント時のヒータ温度が85℃よりも高
い時には21枚目の設定温度からスタートし、その後は
連続プリント時には22枚、23枚といように枚数カウ
ントを増加させていく。
【0051】また1枚目のプリント時のヒータ温度が1
00℃以上の時には41枚目の設定温度からスタート
し、その後は連続プリント時には42枚、43枚といよ
うに枚数カウントを増加させていく。
00℃以上の時には41枚目の設定温度からスタート
し、その後は連続プリント時には42枚、43枚といよ
うに枚数カウントを増加させていく。
【0052】図4中、a,b,cの3本のラインは、a
が厚紙用、bが普通紙用、cが薄紙用と設定され、転写
材温度モニター結果によりどのラインの温調モードには
いるかが制御回路部20で選択される。
が厚紙用、bが普通紙用、cが薄紙用と設定され、転写
材温度モニター結果によりどのラインの温調モードには
いるかが制御回路部20で選択される。
【0053】具体的には、転写材温度モニター値が所定
値T1よりも高い場合には薄紙用のラインが選択され、
所定値T1より低いT2よりも転写材温度モニター値が
低い場合は厚紙用のラインが選択され、それ以外は普通
紙用のラインを選択する。
値T1よりも高い場合には薄紙用のラインが選択され、
所定値T1より低いT2よりも転写材温度モニター値が
低い場合は厚紙用のラインが選択され、それ以外は普通
紙用のラインを選択する。
【0054】本実施例では、厚紙用は坪量が135g/
m2以上、普通紙用は坪量が60〜135g/m2未満、
薄紙用は坪量が60g/m2未満及びOHP用紙・コー
ティング用紙等の特殊用紙に対応した定着温度設定とし
ている。
m2以上、普通紙用は坪量が60〜135g/m2未満、
薄紙用は坪量が60g/m2未満及びOHP用紙・コー
ティング用紙等の特殊用紙に対応した定着温度設定とし
ている。
【0055】図5は紙の坪量とヒータ温度を一定とした
時の定着後の紙温度の関係を示すグラフである。このグ
ラフより紙厚に応じて定着後の紙温度が変化することが
判る。
時の定着後の紙温度の関係を示すグラフである。このグ
ラフより紙厚に応じて定着後の紙温度が変化することが
判る。
【0056】図6は図4に示した設定温度テーブルに対
応した目標供給電力量テーブルを示すグラフである。こ
れらは実験により各定着モードにおける代表紙種の各設
定温度に対し必要とされる供給電力から求められた値を
代入している。
応した目標供給電力量テーブルを示すグラフである。こ
れらは実験により各定着モードにおける代表紙種の各設
定温度に対し必要とされる供給電力から求められた値を
代入している。
【0057】図7は本実施例の定着温度制御方法を示す
フローチャートである。プリント命令を受信した後(ス
テップS1)、設定された定着モード(連続プリント時
は前回のプリントで設定された定着モード、その他はデ
フォルトの普通紙モード)を確認後(S2)、サーミス
タ12cの温度をモニターしプリント開始時1枚目の枚
数を設定し目標温度を決定する(S3)。
フローチャートである。プリント命令を受信した後(ス
テップS1)、設定された定着モード(連続プリント時
は前回のプリントで設定された定着モード、その他はデ
フォルトの普通紙モード)を確認後(S2)、サーミス
タ12cの温度をモニターしプリント開始時1枚目の枚
数を設定し目標温度を決定する(S3)。
【0058】その後一定傾きでヒータ温度を立ち上げ
る。このときの供給電力W1はPI制御によって決定さ
れる。
る。このときの供給電力W1はPI制御によって決定さ
れる。
【0059】次いでヒータ温度が目標温度に連しだ時点
で転写材が定着器に突入するようヒータ温度立ち上げ傾
きを制御し、転写材が定着ニップ領域に突入した時点で
PI制御によりヒータ温度が目標温度になるように供給
電力W1を制御する。
で転写材が定着器に突入するようヒータ温度立ち上げ傾
きを制御し、転写材が定着ニップ領域に突入した時点で
PI制御によりヒータ温度が目標温度になるように供給
電力W1を制御する。
【0060】この時所定時間(本実施例では100ms
ec)供給電力量(PI制御を行っている間に供給必要
と判断した電力量の平均値)をモニターし、図6に示し
た目標温度に対する目標供給電力量W0のテーブルと対
応させる。この時画像形成装置が認識した供給電力量は
あくまでも波数又は位相角の平均値にすぎず、電力量の
絶対値を認識することができない。従って画像形成装置
に供給される電源電圧をモニターし、標準電圧(例えば
100V)との比で換算した値が実際にヒータに供給さ
れた電力量となる。即ち測定された電源電圧Vと、標準
電圧V0の比V/V0を供給電力量W1との積Wを目標供
給電力量W0と比較することが必要となる。
ec)供給電力量(PI制御を行っている間に供給必要
と判断した電力量の平均値)をモニターし、図6に示し
た目標温度に対する目標供給電力量W0のテーブルと対
応させる。この時画像形成装置が認識した供給電力量は
あくまでも波数又は位相角の平均値にすぎず、電力量の
絶対値を認識することができない。従って画像形成装置
に供給される電源電圧をモニターし、標準電圧(例えば
100V)との比で換算した値が実際にヒータに供給さ
れた電力量となる。即ち測定された電源電圧Vと、標準
電圧V0の比V/V0を供給電力量W1との積Wを目標供
給電力量W0と比較することが必要となる。
【0061】この結果、供給電力量Wが目標供給電力量
W0より小の時は転写材の表面粗さが大きく、定着フィ
ルムと転写材間の接触面積が小さく定着性が良くないと
判断し目標温度を上昇させる。
W0より小の時は転写材の表面粗さが大きく、定着フィ
ルムと転写材間の接触面積が小さく定着性が良くないと
判断し目標温度を上昇させる。
【0062】具体的に、普通紙モードの時の説明を行う
と、目標供給電力量に対し3%以上電力量が異なると目
標制御温度を5℃上昇させる。更に6%以上電力量が異
なると目標制御温度を10℃上昇させ、この温度を上限
温度と設定する。
と、目標供給電力量に対し3%以上電力量が異なると目
標制御温度を5℃上昇させる。更に6%以上電力量が異
なると目標制御温度を10℃上昇させ、この温度を上限
温度と設定する。
【0063】この結果、平滑性の良好なPPC用紙(表
面粗さRa:3.1μm、坪量75g/m2)では例え
ば1枚目の目標設定温度で定着させたとき、供給電力量
は670Wで目標供給電力量660Wよりも大の為設定
温度の変更は無い。
面粗さRa:3.1μm、坪量75g/m2)では例え
ば1枚目の目標設定温度で定着させたとき、供給電力量
は670Wで目標供給電力量660Wよりも大の為設定
温度の変更は無い。
【0064】又いわゆるボンド紙と呼ばれる表面粗さの
粗い用紙(表面粗さRa:4.0μm、坪量75g/m
2)では同様の条件下での供給電力量は635Wで目標
供給電力量660Wよりも3%以上低いため設定温度を
5℃上昇させる。
粗い用紙(表面粗さRa:4.0μm、坪量75g/m
2)では同様の条件下での供給電力量は635Wで目標
供給電力量660Wよりも3%以上低いため設定温度を
5℃上昇させる。
【0065】また更に表面性の粗いレイド紙と呼ばれる
紙種(表面粗さRa:4.54m、坪量75g/m2)
では供給電力量は615Wと更に減少し目標供給電力量
660Wよりも6%以上低いため設定温度を10℃上昇
させる。
紙種(表面粗さRa:4.54m、坪量75g/m2)
では供給電力量は615Wと更に減少し目標供給電力量
660Wよりも6%以上低いため設定温度を10℃上昇
させる。
【0066】これは表面粗さの大の紙種が定着ニップ部
で定着フィルムと接触する面積が小のため、熱流が小さ
くなるために生じる現象である。
で定着フィルムと接触する面積が小のため、熱流が小さ
くなるために生じる現象である。
【0067】またこのようにリアルタイムで供給電力量
がモニターできるのはニップ部で直接加熱用ヒータの温
度制御を行っているためであり、熱ローラ定着装置では
本実施例のような制御は不可能である。
がモニターできるのはニップ部で直接加熱用ヒータの温
度制御を行っているためであり、熱ローラ定着装置では
本実施例のような制御は不可能である。
【0068】更に紙先端部が定着ニップ部を通過後紙温
度測定センサーの測定領域を通過する時点で紙温度をモ
ニターし紙温度が90〜100℃の間では普通紙と判断
し上記制御を継続する。
度測定センサーの測定領域を通過する時点で紙温度をモ
ニターし紙温度が90〜100℃の間では普通紙と判断
し上記制御を継続する。
【0069】又紙温度が90℃(T2)より低い場合は
厚紙と判断し厚紙モードとなり自動的にヒータ目標温度
を上記供給電力量による目標温度補正値に対し10℃ア
ップさせる。
厚紙と判断し厚紙モードとなり自動的にヒータ目標温度
を上記供給電力量による目標温度補正値に対し10℃ア
ップさせる。
【0070】一方、紙温度が100℃(T1)よりも高
い時には薄紙と判断し薄紙モードとなり同様にヒータ目
標温度を10℃低下させる。
い時には薄紙と判断し薄紙モードとなり同様にヒータ目
標温度を10℃低下させる。
【0071】連続プリント時には前回の紙温度モニター
値に応じて厚紙・普通紙・薄紙の温度テーブルを選択し
その状態下で供給電力量によるヒータ目標温度補正を行
う。又連続プリント時で厚紙モードになっている場合は
紙温度が100℃(T1)よりも高い時に普通紙モード
に移行する。
値に応じて厚紙・普通紙・薄紙の温度テーブルを選択し
その状態下で供給電力量によるヒータ目標温度補正を行
う。又連続プリント時で厚紙モードになっている場合は
紙温度が100℃(T1)よりも高い時に普通紙モード
に移行する。
【0072】連続プリント時で薄紙モードになっている
ときは90℃より低い時に普通紙モードに以降する。
ときは90℃より低い時に普通紙モードに以降する。
【0073】このように本実施例では転写材先端の供給
電力量をモニターし、その値に応じて目標制御温度を可
変とすると同時に定着後の紙の温度をモニターし、その
モニター結果に応じて温度制御テーブルを変更する為
に、表面性の粗い紙種、厚紙ではヒータ制御温度は自動
的に高くなり、薄紙では自動的にヒータ制御温度は低く
なる。
電力量をモニターし、その値に応じて目標制御温度を可
変とすると同時に定着後の紙の温度をモニターし、その
モニター結果に応じて温度制御テーブルを変更する為
に、表面性の粗い紙種、厚紙ではヒータ制御温度は自動
的に高くなり、薄紙では自動的にヒータ制御温度は低く
なる。
【0074】更に本実施例では転写材先端で供給電力量
をモニターすることで、多くの場合トナー像が形成され
ていない領域で供給電力量がモニターできトナー量によ
る供給電力変化の影響を受けがたいという利点も有して
いる。
をモニターすることで、多くの場合トナー像が形成され
ていない領域で供給電力量がモニターできトナー量によ
る供給電力変化の影響を受けがたいという利点も有して
いる。
【0075】以上本実施例では目標供給電力量を設定し
ておき、それを下回ったときのみ定着温度を上昇させて
いるが、逆に表面性の悪い紙種にあわせて目標供給電力
量を設定し、それを上回ったときに定着温度を下げると
いう手法も可能である。
ておき、それを下回ったときのみ定着温度を上昇させて
いるが、逆に表面性の悪い紙種にあわせて目標供給電力
量を設定し、それを上回ったときに定着温度を下げると
いう手法も可能である。
【0076】さらには両者の中間で目標供給電力量に対
し下回ったときには定着設定温度を上昇させる、上回っ
たときには定着設定温度を低下させるという制御を組み
合わせることも可能である。
し下回ったときには定着設定温度を上昇させる、上回っ
たときには定着設定温度を低下させるという制御を組み
合わせることも可能である。
【0077】[第2の実施例]図8は本実施例を説明す
るためのフローチャートである。本制御は前記第1の実
施例と同条件のレーザー・ビーム・プリンタに適用さ
れ、目標温度設定テーブル(図4)、目標供給電力設定
テーブル(図5)は前記第1の実施例と同じものを用い
ている。
るためのフローチャートである。本制御は前記第1の実
施例と同条件のレーザー・ビーム・プリンタに適用さ
れ、目標温度設定テーブル(図4)、目標供給電力設定
テーブル(図5)は前記第1の実施例と同じものを用い
ている。
【0078】プリント命令を受信した後(ステップS
1)、設定された定着モード(連続プリント時は前回の
プリントで設定された定着モード、その他はデフォルト
の普通紙モード)を確認後(S2)、サーミスク14の
温度をモニターしプリント開始時1枚目の枚数を設定し
目標温度を決定する(S3)。
1)、設定された定着モード(連続プリント時は前回の
プリントで設定された定着モード、その他はデフォルト
の普通紙モード)を確認後(S2)、サーミスク14の
温度をモニターしプリント開始時1枚目の枚数を設定し
目標温度を決定する(S3)。
【0079】その後一定傾きでヒータ温度を立ち上げ
る。このときの供給電力WはPI制御によって決定され
る。
る。このときの供給電力WはPI制御によって決定され
る。
【0080】次いでヒーク温度が目標温度に連しだ時点
で転写材が定着器に突入するようヒータ温度立ち上げ傾
きを制御し、転写材が定着ニップ領域に突入した時点で
目標供給電力テーブルに応じた電力を供給する。この時
供給電力は画像形成装置に供給される電源電圧値に応じ
て補正した波数又は位相角によって決定する。
で転写材が定着器に突入するようヒータ温度立ち上げ傾
きを制御し、転写材が定着ニップ領域に突入した時点で
目標供給電力テーブルに応じた電力を供給する。この時
供給電力は画像形成装置に供給される電源電圧値に応じ
て補正した波数又は位相角によって決定する。
【0081】この後一定電力を供給し続け、サーミスタ
14によりヒータ温度をモニターする。ここでヒータ温
度が図4の目標温度テーブルに対し一定量変動したとき
には供給電力に補正を加える。
14によりヒータ温度をモニターする。ここでヒータ温
度が図4の目標温度テーブルに対し一定量変動したとき
には供給電力に補正を加える。
【0082】具体的には、ヒータモニター温度が目標温
度よりも10℃モニター温度が高くなった時点(厚紙モ
ードでは5℃)で目標温度+10℃(厚紙モードでは+
5℃)の温度を維持するようにPI制御を行う。
度よりも10℃モニター温度が高くなった時点(厚紙モ
ードでは5℃)で目標温度+10℃(厚紙モードでは+
5℃)の温度を維持するようにPI制御を行う。
【0083】同様に目標温度に対し10℃モニター温度
が低くなった時点(薄紙モードでは5℃)で目標温度−
10℃(薄紙モードでは目標温度−5℃)の温度を維持
するようにPI制御を行う。
が低くなった時点(薄紙モードでは5℃)で目標温度−
10℃(薄紙モードでは目標温度−5℃)の温度を維持
するようにPI制御を行う。
【0084】更に紙先端部が定着ニップ部を通過後紙温
度測定センサーの測定領域を通過する時点で紙温度をモ
ニターし、紙温度が90〜100℃の間では普通紙と判
断し上記制御を継続する。
度測定センサーの測定領域を通過する時点で紙温度をモ
ニターし、紙温度が90〜100℃の間では普通紙と判
断し上記制御を継続する。
【0085】又紙温度が90℃(T2)よりも低い場合
は厚紙と判断し厚紙モードとなり自動的にヒータ供給電
力量を厚紙モードの供給電力量テーブルに応じて切り替
える。
は厚紙と判断し厚紙モードとなり自動的にヒータ供給電
力量を厚紙モードの供給電力量テーブルに応じて切り替
える。
【0086】その後の温度制御は上記と同様に行う。
【0087】一方、紙温度が100℃(T1)よりも高
い時には、薄紙と判断し薄紙モードとなり同様に自動的
にヒータ供給電力量を薄紙モードの供給電力量テーブル
に応じて切り替える。
い時には、薄紙と判断し薄紙モードとなり同様に自動的
にヒータ供給電力量を薄紙モードの供給電力量テーブル
に応じて切り替える。
【0088】連続プリント時には前回の紙温度モニター
値に応じて厚紙・普通紙・薄紙の温度テーブルを選択し
その状態下で供給電力量を決定する。
値に応じて厚紙・普通紙・薄紙の温度テーブルを選択し
その状態下で供給電力量を決定する。
【0089】又連続プリント時で厚紙モードになってい
る場合は紙温度が100℃(T1)よりも高い時に普通
紙モードに移行する。連続プリント時で薄紙モードにな
っているときは90℃よりも低い時に普通紙モードに以
降する。
る場合は紙温度が100℃(T1)よりも高い時に普通
紙モードに移行する。連続プリント時で薄紙モードにな
っているときは90℃よりも低い時に普通紙モードに以
降する。
【0090】このような制御を行うことにより前記第1
の実施例と同様に平滑性が良い紙種に対しては供給電力
量を一定としているために自動的にヒータ制御温度が低
下し、一方表面性の粗い紙種に対しては自動的にヒータ
制御温度が上昇するために紙種に応じて良好な定着性を
維持したままカールやホットオフセット等の問題を回避
可能となる。
の実施例と同様に平滑性が良い紙種に対しては供給電力
量を一定としているために自動的にヒータ制御温度が低
下し、一方表面性の粗い紙種に対しては自動的にヒータ
制御温度が上昇するために紙種に応じて良好な定着性を
維持したままカールやホットオフセット等の問題を回避
可能となる。
【0091】又ヒータ温度モニター結果により目標温度
から一定値以上ずれたときには一定電力供給制御からヒ
ータ温度を一定とする制御に切り替えることにより、平
滑性が良好な厚紙でべた黒のような印字率の高いパター
ンを定着する場合などは電力供給が多くなりやすくなる
ために単純な定電力制御のみではヒータ温度降下量が大
きくなりやすく、それによる定着性の悪化が懸念される
場合もあるが、本制御のようなアルゴリズムを採用する
ことでこのような弊害も最小限に抑えることが可能とな
る。
から一定値以上ずれたときには一定電力供給制御からヒ
ータ温度を一定とする制御に切り替えることにより、平
滑性が良好な厚紙でべた黒のような印字率の高いパター
ンを定着する場合などは電力供給が多くなりやすくなる
ために単純な定電力制御のみではヒータ温度降下量が大
きくなりやすく、それによる定着性の悪化が懸念される
場合もあるが、本制御のようなアルゴリズムを採用する
ことでこのような弊害も最小限に抑えることが可能とな
る。
【0092】同様に薄紙で表面平滑性が粗い紙種では逆
に電力が消費されにくくなるために単純な定電力制御の
みではヒータ温度上昇量が大きくなりやすく、それによ
るホットオフセットの発生等が懸念される場合もある
が、本制御のようなアルゴリズムを採用することにより
このような弊害も最小限に抑えることが可能となる。更
に定着後の紙温度をモニターすることにより紙厚を推定
することが可能となり制御精度が大幅にアップする。
に電力が消費されにくくなるために単純な定電力制御の
みではヒータ温度上昇量が大きくなりやすく、それによ
るホットオフセットの発生等が懸念される場合もある
が、本制御のようなアルゴリズムを採用することにより
このような弊害も最小限に抑えることが可能となる。更
に定着後の紙温度をモニターすることにより紙厚を推定
することが可能となり制御精度が大幅にアップする。
【0093】
【発明の効果】以上説明したように本発明の加熱定着装
置及びそれを有する画像形成装置によれば、表面性の粗
い紙種には同じ定着温度の時低い電力しか供給されない
ため、供給電力量に応じて定着目標温度を補正する等の
方法により被記録材の表面粗さに応じて適正な定着温度
を自動的に制御することが可能となり表面性に依らず常
に良好な定着性を得ることができる。また定着装置毎に
定着ニップ幅が異なった場合でも、同様に電力が被記録
材に供給されやすいニップ幅の広い定着装置では定着目
標温度を低めに補正することが可能となり、逆に電力が
転写材に供給されにくいニップ幅の狭い定着装置では定
着目標温度を高めに補正することが可能となり、定着装
置間の定着性ばらつき等も最小限に抑えることが可能と
なる。この結果部品精度も下げることが可能となり定着
装置の低コスト化も可能となる。
置及びそれを有する画像形成装置によれば、表面性の粗
い紙種には同じ定着温度の時低い電力しか供給されない
ため、供給電力量に応じて定着目標温度を補正する等の
方法により被記録材の表面粗さに応じて適正な定着温度
を自動的に制御することが可能となり表面性に依らず常
に良好な定着性を得ることができる。また定着装置毎に
定着ニップ幅が異なった場合でも、同様に電力が被記録
材に供給されやすいニップ幅の広い定着装置では定着目
標温度を低めに補正することが可能となり、逆に電力が
転写材に供給されにくいニップ幅の狭い定着装置では定
着目標温度を高めに補正することが可能となり、定着装
置間の定着性ばらつき等も最小限に抑えることが可能と
なる。この結果部品精度も下げることが可能となり定着
装置の低コスト化も可能となる。
【0094】また定着後の被記録材温度をモニターする
ことにより被記録材の厚みに応じて通電電力量モニター
結果による目標温度補正量を可変とすることを特徴とす
ることにより供給電力が変動する他のパラメータである
被記録材の厚みに対し最適な定着温度設定を可能とし、
より精度の高い定着温度制御が可能となる。
ことにより被記録材の厚みに応じて通電電力量モニター
結果による目標温度補正量を可変とすることを特徴とす
ることにより供給電力が変動する他のパラメータである
被記録材の厚みに対し最適な定着温度設定を可能とし、
より精度の高い定着温度制御が可能となる。
【図1】 実施例の画像形成装置の概略構成模型図
【図2】 実施例の加熱定着装置の横断面模型図(その
1)
1)
【図3】 実施例の加熱定着装置の横断面模型図(その
2)
2)
【図4】 実施例の定着制御温度テーブルを示すグラフ
【図5】 紙厚と定着後の紙温度を示すグラフ
【図6】 実施例の供給電力テーブルを示すグラフ
【図7】 第1の実施例のヒータ温度・供給電力制御を
示すフローチャート
示すフローチャート
【図8】 第2の実施例のヒータ温度・供給電力制御を
示すフローチャート
示すフローチャート
1‥‥感光体ドラム、2‥‥帯電ローラ、6‥‥加熱定
着装置、10‥‥定着フィルム(加熱用回転体)、11
‥‥加圧用回転体
着装置、10‥‥定着フィルム(加熱用回転体)、11
‥‥加圧用回転体
Claims (6)
- 【請求項1】被記録材上に形成担持させた未定着トナー
像を加熱用回転体、及び加圧用回転体によって形成され
たニップ部内を通過させることにより永久定着する加熱
定着装置において、 上記加熱用回転体はエンドレスフィルムからなり、ニッ
プ部においてはニップ部と対向するフィルム内周囲に接
触する加熱用ヒータがフィルムに対し固定配置され、ニ
ップ部通過後の被記録材温度を測定する手段を有してお
り、予め設定された加熱用ヒータまたは加熱用回転体の
目標温度と目標供給電力量に対し、ニップ部通過後の被
記録材温度に応じて定着時には少なくとも一方に補正を
加えることを特徴とする加熱定着装置。 - 【請求項2】被記録材上に形成担持させた未定着トナー
像を加熱用回転体、及び加圧用回転体によって形成され
たニップ部内を通過させることにより永久定着する加熱
定着装置において、 上記加熱用回転体はエンドレスフィルムからなり、ニッ
プ部においてはニップ部と対向するフィルム内周囲に接
触する加熱用ヒータがフィルムに対し固定配置され、ニ
ップ部通過後の被記録材温度を測定する手段を有してお
り、加熱用ヒータまたは加熱用回転体の温度を目標温度
となるように加熱用ヒータヘの通電を制御するのに際
し、加熱用ヒータヘの供給電力量とニップ部通過後の被
記録材温度をモニターしそのモニター結果に応じて上記
目標温度に補正を加えることを特徴とする加熱定着装
置。 - 【請求項3】被記録材上に形成担持させた未定着トナー
像を加熱用回転体、及び加圧用回転体によって形成され
たニップ部内を通過させることにより永久定着する加熱
定着装置において、 上記加熱用回転体はエンドレスフィルムからなり、ニッ
プ部においてはニップ部と対向するフィルム内周面に接
触する加熱用ヒータがフィルムに対し固定配置され、ニ
ップ部通過後の被記録材温度を測定する手段を有してお
り、加熱用ヒータまたは加熱用回転体の温度を目標温度
となるように加熱用ヒータヘの通電を制御するのに際
し、上記目標温度に対して加熱用ヒータヘの供給電力量
を予め設定しておき、その電力を加熱用ヒータヘ供給
し、ニップ部通過後の被記録材温度に応じて上記目標温
度及び加熱用ヒータヘの供給電力量を補正することを特
徴とする加熱定着装置。 - 【請求項4】フィルムは厚みが20〜150μmで、表
層には離型層が形成されていることを特徴とする請求項
1から3のいずれかに記載の加熱定着装置。 - 【請求項5】被記録材上に未定着トナー像を形成担持さ
せる作像手段部と、 被記録材上に形成担持させた未定着トナー像を加熱用回
転体、及び加圧用回転体によって形成されたニップ部内
を通過させることにより永久定着する加熱定着装置であ
って、上記加熱用回転体はエンドレスフィルムからな
り、ニップ部においてはニップ部と対向するフィルム内
周面に接触する加熱用ヒータがフィルムに対し固定配置
され、ニップ部通過後の被記録材温度を測定する手段を
有しており、予め設定された加熱用ヒータまたは加熱用
回転体の目標温度と目標供給電力量に対し、ニップ部通
過後の被記録材温度に応じて定着時には少なくとも一方
に補正を加えることを特徴とする加熱定着装置を有する
画像形成装置。 - 【請求項6】フィルムは厚みが20〜150μmで、表
層には離型層が形成されていることを特徴とする請求項
5に記載の画像形成装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2001007628A JP2002214961A (ja) | 2001-01-16 | 2001-01-16 | 加熱定着装置及びそれを有する画像形成装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2001007628A JP2002214961A (ja) | 2001-01-16 | 2001-01-16 | 加熱定着装置及びそれを有する画像形成装置 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2002214961A true JP2002214961A (ja) | 2002-07-31 |
Family
ID=18875354
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2001007628A Pending JP2002214961A (ja) | 2001-01-16 | 2001-01-16 | 加熱定着装置及びそれを有する画像形成装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2002214961A (ja) |
Cited By (9)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2006511036A (ja) * | 2002-08-21 | 2006-03-30 | ワットロー・エレクトリック・マニュファクチャリング・カンパニー | 可変ワット量制御システム |
US7039332B2 (en) | 2004-03-05 | 2006-05-02 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Image forming apparatus |
JP2007003992A (ja) * | 2005-06-27 | 2007-01-11 | Oki Data Corp | 画像形成装置 |
US7187878B2 (en) | 2004-02-27 | 2007-03-06 | Canon Kabushiki Kaisha | Image forming apparatus and its control method |
US7215899B2 (en) | 2004-02-27 | 2007-05-08 | Canon Kabushiki Kaisha | Image forming apparatus having temperature sensing element for sensing temperature of recording material |
US7280775B2 (en) | 2004-02-27 | 2007-10-09 | Canon Kabushiki Kaisha | Image-forming apparatus and recording-medium-temperature detector unit used in the same |
JP2009187020A (ja) * | 2009-04-02 | 2009-08-20 | Canon Inc | 画像形成装置 |
US8423193B2 (en) | 2003-08-20 | 2013-04-16 | Watlow Electric Manufacturing Company | Variable wattage control system |
JP2015069074A (ja) * | 2013-09-30 | 2015-04-13 | 京セラドキュメントソリューションズ株式会社 | 画像形成装置 |
-
2001
- 2001-01-16 JP JP2001007628A patent/JP2002214961A/ja active Pending
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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US7187878B2 (en) | 2004-02-27 | 2007-03-06 | Canon Kabushiki Kaisha | Image forming apparatus and its control method |
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US7280775B2 (en) | 2004-02-27 | 2007-10-09 | Canon Kabushiki Kaisha | Image-forming apparatus and recording-medium-temperature detector unit used in the same |
US7039332B2 (en) | 2004-03-05 | 2006-05-02 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Image forming apparatus |
JP2007003992A (ja) * | 2005-06-27 | 2007-01-11 | Oki Data Corp | 画像形成装置 |
JP2009187020A (ja) * | 2009-04-02 | 2009-08-20 | Canon Inc | 画像形成装置 |
JP2015069074A (ja) * | 2013-09-30 | 2015-04-13 | 京セラドキュメントソリューションズ株式会社 | 画像形成装置 |
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