JP4878547B2 - 定着方法、定着装置、画像形成装置 - Google Patents
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前記コントローラとしてPIDコントローラを使用し、
そのPIDコントローラは、比例ゲインKp、積分時間TI、微分時間TDをPID制御パラメータとして、ある条件を基に通常モードから、それらのPID制御パラメータを可変にするPID可変モードに遷移するものであり、
そのPID可変モードに遷移した時刻をt0とするときの定着部材の温度をT0として、そのT0の値を記憶し、次にあるサンプリング時間Tsだけ経過した後の定着部材の温度を取得してT1とし、それらのT0とT1を比較して、T1>T0の場合には温度が上昇している状態であるから、前記PID制御パラメータはKp_up、TI_up、TD_upのまま変更せず、温度制御を続け、再び時間Tsが経過するのを待ち、このサイクルを続ける一方、反対に、T1<T0であった場合、温度が下降に転じたため、前記PID制御パラメータを温度が下降している際に最適になるPID制御パラメータである、Kp_down、TI_down、TD_downに変更するものであるとともに、反対に定着部材の温度が下降から上昇に転じた場合は、上昇から下降に転じた場合と同様の手順で、温度をTs間隔で取得し、温度が下降から上昇に転じた場合に、前記PID制御パラメータをKp_down、TI_down、TD_down からK p_up 、TI_up、TD_upに変更するものであり、
前記定着部材の温度が上昇している温度上昇時と、下降している温度下降時とで、そのPIDコントローラの定数を変更することにより、前記温度検知手段により検知した前記定着部材の温度と、前記目標制御温度との偏差に応じて前記定着熱源の制御周期あたりに定着熱源が点灯する割合(以下「DUTY」という)を制御することを特徴とする。
定着熱源により定着部材を加熱し、その定着部材の温度を温度検知手段により検知してその検知結果に基づきコントローラで前記定着熱源を制御することにより前記定着部材の温度を目標制御温度に維持し、その定着部材を記録材の画像面に接触してその画像面のトナー像を記録材に定着する定着方法において、
前記コントローラとしてI‐PDコントローラを使用し、
そのI‐PDコントローラは、比例ゲインKp、積分時間TI、微分時間TDをPID制御パラメータとして、ある条件を基に通常モードから、それらのPID制御パラメータを可変にするPID可変モードに遷移するものであり、
そのPID可変モードに遷移した時刻をt0とするときの定着部材の温度をT0として、そのT0の値を記憶し、次にあるサンプリング時間Tsだけ経過した後の定着部材の温度を取得してT1とし、それらのT0とT1を比較して、T1>T0の場合には温度が上昇している状態であるから、前記PID制御パラメータはKp_up、TI_up、TD_upのまま変更せず、温度制御を続け、再び時間Tsが経過するのを待ち、このサイクルを続ける一方、反対に、T1<T0であった場合、温度が下降に転じたため、前記PID制御パラメータを温度が下降している際に最適になるPID制御パラメータである、Kp_down、TI_down、TD_downに変更するものであるとともに、反対に定着部材の温度が下降から上昇に転じた場合は、上昇から下降に転じた場合と同様の手順で、温度をTs間隔で取得し、温度が下降から上昇に転じた場合に、前記PID制御パラメータをKp_down、TI_down、TD_down からK p_up 、TI_up、TD_upに変更するものであり、
前記定着部材の温度が上昇している温度上昇時と、下降している温度下降時とで、そのI‐PDコントローラの定数を変更することにより、前記温度検知手段により検知した前記定着部材の温度と、前記目標制御温度との偏差に応じて前記定着熱源のDUTYを制御することを特徴とする。
定着熱源により定着部材を加熱し、その定着部材の温度を温度検知手段により検知してその検知結果に基づきコントローラで前記定着熱源を制御することにより前記定着部材の温度を目標制御温度に維持し、その定着部材を記録材の画像面に接触してその画像面のトナー像を記録材に定着する定着方法において、
前記コントローラとしてPI‐Dコントローラを使用し、
そのPI‐Dコントローラは、比例ゲインKp、積分時間TI、微分時間TDをPID制御パラメータとして、ある条件を基に通常モードから、それらのPID制御パラメータを可変にするPID可変モードに遷移するものであり、
そのPID可変モードに遷移した時刻をt0とするときの定着部材の温度をT0として、そのT0の値を記憶し、次にあるサンプリング時間Tsだけ経過した後の定着部材の温度を取得してT1とし、それらのT0とT1を比較して、T1>T0の場合には温度が上昇している状態であるから、前記PID制御パラメータはKp_up、TI_up、TD_upのまま変更せず、温度制御を続け、再び時間Tsが経過するのを待ち、このサイクルを続ける一方、反対に、T1<T0であった場合、温度が下降に転じたため、前記PID制御パラメータを温度が下降している際に最適になるPID制御パラメータである、Kp_down、TI_down、TD_downに変更するものであるとともに、反対に定着部材の温度が下降から上昇に転じた場合は、上昇から下降に転じた場合と同様の手順で、温度をTs間隔で取得し、温度が下降から上昇に転じた場合に、前記PID制御パラメータをKp_down、TI_down、TD_down からK p_up 、TI_up、TD_upに変更するものであり、
前記定着部材の温度が上昇している温度上昇時と、下降している温度下降時とで、そのPI‐Dコントローラの定数を変更することにより、前記温度検知手段により検知した前記定着部材の温度と、前記目標制御温度との偏差に応じて前記定着熱源のDUTYを制御することを特徴とする。
前記コントローラとして、前記定着部材の温度が上昇している温度上昇時と、下降している温度下降時とで、定数を変更することにより、前記温度検知手段により検知した前記定着部材の温度と、前記目標制御温度との偏差に応じて前記定着熱源の制御周期あたりに定着熱源が点灯する割合を制御するPIDコントローラを使用するものであり、
そのPIDコントローラは、比例ゲインKp、積分時間TI、微分時間TDをPID制御パラメータとして、ある条件を基に通常モードから、それらのPID制御パラメータを可変にするPID可変モードに遷移するものであり、
前記PID可変モードに遷移した時刻をt0とするときの定着部材の温度をT0として、そのT0の値を記憶し、次にあるサンプリング時間Tsだけ経過した後の定着部材の温度を取得してT1とし、それらのT0とT1を比較して、T1>T0の場合には温度が上昇している状態であるから、前記PID制御パラメータはKp_up、TI_up、TD_upのまま変更せず、温度制御を続け、再び時間Tsが経過するのを待ち、このサイクルを続ける一方、反対に、T1<T0であった場合、温度が下降に転じたため、前記PID制御パラメータを温度が下降している際に最適になるPID制御パラメータである、Kp_down、TI_down、TD_downに変更するものであるとともに、反対に定着部材の温度が下降から上昇に転じた場合は、上昇から下降に転じた場合と同様の手順で、温度をTs間隔で取得し、温度が下降から上昇に転じた場合に、前記PID制御パラメータをKp_down、TI_down、TD_down からK p_up 、TI_up、TD_upに変更するものであることを特徴とする。
前記コントローラとして、前記定着部材の温度が上昇している温度上昇時と、下降している温度下降時とで、定数を変更することにより、前記温度検知手段により検知した前記定着部材の温度と、前記目標制御温度との偏差に応じて前記定着熱源のDUTYを制御するI‐PDコントローラを使用するものであり、
そのI‐PDコントローラは、比例ゲインKp、積分時間TI、微分時間TDをPID制御パラメータとして、ある条件を基に通常モードから、それらのPID制御パラメータを可変にするPID可変モードに遷移するものであり、
前記PID可変モードに遷移した時刻をt0とするときの定着部材の温度をT0として、そのT0の値を記憶し、次にあるサンプリング時間Tsだけ経過した後の定着部材の温度を取得してT1とし、それらのT0とT1を比較して、T1>T0の場合には温度が上昇している状態であるから、前記PID制御パラメータはKp_up、TI_up、TD_upのまま変更せず、温度制御を続け、再び時間Tsが経過するのを待ち、このサイクルを続ける一方、反対に、T1<T0であった場合、温度が下降に転じたため、前記PID制御パラメータを温度が下降している際に最適になるPID制御パラメータである、Kp_down、TI_down、TD_downに変更するものであるとともに、反対に定着部材の温度が下降から上昇に転じた場合は、上昇から下降に転じた場合と同様の手順で、温度をTs間隔で取得し、温度が下降から上昇に転じた場合に、前記PID制御パラメータをKp_down、TI_down、TD_down からK p_up 、TI_up、TD_upに変更するものであることを特徴とする。
図1には、この発明による定着装置を備える画像形成装置における内部機構の全体概略構成を示す。
この発明による定着装置24は、ローラ形状の定着部材である定着ローラ27と、ローラ状の加圧部材である加圧ローラ28とで構成され、これらのローラ27、28のうちの一方のローラの回転軸は固定され、他方のローラの回転軸は移動自在として他方のローラが一方のローラに対して接離可能に支持され、かつ他方のローラが一方のローラに向けてばねで付勢されて、定着ローラ27と加圧ローラ28との間で定着ニップnが形成される。定着ローラ27には、内部に定着熱源30が内蔵されており、この定着熱源30で定着ローラ27が加熱されるようになっている。
制御回路40は、PIDコントローラ41と、PWM駆動回路42とを備え、定着ローラ27の定着電源30への印加電力を制御する。
Kp:比例ゲイン
TI :積分時間
TD:微分時間
e(t):目標制御温度と定着ローラ27の温度の誤差(=r(t)-y(t))
r(t):目標制御温度
y(t):定着ローラ27の温度
T:制御周期
が得られる。式(2)を用いて、制御周期ごとに目標制御温度と定着ローラ27の温度の誤差情報からDUTYを計算する。
本例に係る画像形成装置100では、その目標温度に達するまでのウォームアップ時、目標温度に達したウォームアップ終了後、用紙20を通して定着を開始するまでの待機時、用紙20を通して定着を行っている印刷時(通紙時)において制御回路40により、温度検知手段29で測定した定着ローラ27の温度に基づいて定着熱源30をフィードバック制御し、定着ローラ27が最適な温度になるよう制御する。
前述のように、一般に熱源への入力電力と、出力温度の関係は非線形関係にある。このため、温度上昇時の傾きと、温度下降時の傾きの絶対量が異なる。従来は、これらを考慮せずに、上昇時と下降時で同一の制御を行っているために、温度リップルを抑えきることができなかった。
24 定着装置
27 定着ローラ(定着部材)
28 加圧ローラ(加圧部材)
29 温度検知手段
30 定着熱源
41 コントローラ
50 支持ローラ
51 支持ローラ
52 定着ベルト(定着部材)
n 定着ニップ
Claims (19)
- 定着熱源により定着部材を加熱し、その定着部材の温度を温度検知手段により検知してその検知結果に基づきコントローラで前記定着熱源を制御することにより前記定着部材の温度を目標制御温度に維持し、その定着部材を記録材の画像面に接触してその画像面のトナー像を記録材に定着する定着方法において、
前記コントローラとしてPIDコントローラを使用し、
そのPIDコントローラは、比例ゲインKp、積分時間TI、微分時間TDをPID制御パラメータとして、ある条件を基に通常モードから、それらのPID制御パラメータを可変にするPID可変モードに遷移するものであり、
そのPID可変モードに遷移した時刻をt0とするときの定着部材の温度をT0として、そのT0の値を記憶し、次にあるサンプリング時間Tsだけ経過した後の定着部材の温度を取得してT1とし、それらのT0とT1を比較して、T1>T0の場合には温度が上昇している状態であるから、前記PID制御パラメータはKp_up、TI_up、TD_upのまま変更せず、温度制御を続け、再び時間Tsが経過するのを待ち、このサイクルを続ける一方、反対に、T1<T0であった場合、温度が下降に転じたため、前記PID制御パラメータを温度が下降している際に最適になるPID制御パラメータである、Kp_down、TI_down、TD_downに変更するものであるとともに、反対に定着部材の温度が下降から上昇に転じた場合は、上昇から下降に転じた場合と同様の手順で、温度をTs間隔で取得し、温度が下降から上昇に転じた場合に、前記PID制御パラメータをKp_down、TI_down、TD_down からK p_up 、TI_up、TD_upに変更するものであり、
前記定着部材の温度が上昇している温度上昇時と、下降している温度下降時とで、そのPIDコントローラの定数を変更することにより、前記温度検知手段により検知した前記定着部材の温度と、前記目標制御温度との偏差に応じて前記定着熱源の制御周期あたりに定着熱源が点灯する割合を制御することを特徴とする定着方法。 - 温度上昇時と温度下降時の一方から他方に変化したとき、前記コントローラの制御方法を変更することを特徴とする、請求項1に記載の定着方法。
- 目標制御温度に達するまでのウォームアップ時に、前記コントローラの制御方法を変更することを特徴とする、請求項1に記載の定着方法。
- 目標制御温度に達したウォームアップ終了時に、前記コントローラの制御方法を変更することを特徴とする、請求項1に記載の定着方法。
- 目標制御温度に達したウォームアップ終了後、記録材を通して定着を開始するまでの待機時に、前記コントローラの制御方法を変更することを特徴とする、請求項1に記載の定着方法。
- 記録材を通して定着を行っている通紙時に、前記コントローラの制御方法を変更することを特徴とする、請求項1に記載の定着方法。
- 定着熱源により定着部材を加熱し、その定着部材の温度を温度検知手段により検知してその検知結果に基づきコントローラで前記定着熱源を制御することにより前記定着部材の温度を目標制御温度に維持し、その定着部材を記録材の画像面に接触してその画像面のトナー像を記録材に定着する定着方法において、
前記コントローラとしてI‐PDコントローラを使用し、
そのI‐PDコントローラは、比例ゲインKp、積分時間TI、微分時間TDをPID制御パラメータとして、ある条件を基に通常モードから、それらのPID制御パラメータを可変にするPID可変モードに遷移するものであり、
そのPID可変モードに遷移した時刻をt0とするときの定着部材の温度をT0として、そのT0の値を記憶し、次にあるサンプリング時間Tsだけ経過した後の定着部材の温度を取得してT1とし、それらのT0とT1を比較して、T1>T0の場合には温度が上昇している状態であるから、前記PID制御パラメータはKp_up、TI_up、TD_upのまま変更せず、温度制御を続け、再び時間Tsが経過するのを待ち、このサイクルを続ける一方、反対に、T1<T0であった場合、温度が下降に転じたため、前記PID制御パラメータを温度が下降している際に最適になるPID制御パラメータである、Kp_down、TI_down、TD_downに変更するものであるとともに、反対に定着部材の温度が下降から上昇に転じた場合は、上昇から下降に転じた場合と同様の手順で、温度をTs間隔で取得し、温度が下降から上昇に転じた場合に、前記PID制御パラメータをKp_down、TI_down、TD_down からK p_up 、TI_up、TD_upに変更するものであり、
前記定着部材の温度が上昇している温度上昇時と、下降している温度下降時とで、そのI‐PDコントローラの定数を変更することにより、前記温度検知手段により検知した前記定着部材の温度と、前記目標制御温度との偏差に応じて前記定着熱源の制御周期あたりに定着熱源が点灯する割合を制御することを特徴とする定着方法。 - 定着熱源により定着部材を加熱し、その定着部材の温度を温度検知手段により検知してその検知結果に基づきコントローラで前記定着熱源を制御することにより前記定着部材の温度を目標制御温度に維持し、その定着部材を記録材の画像面に接触してその画像面のトナー像を記録材に定着する定着方法において、
前記コントローラとしてPI‐Dコントローラを使用し、
そのPI‐Dコントローラは、比例ゲインKp、積分時間TI、微分時間TDをPID制御パラメータとして、ある条件を基に通常モードから、それらのPID制御パラメータを可変にするPID可変モードに遷移するものであり、
そのPID可変モードに遷移した時刻をt0とするときの定着部材の温度をT0として、そのT0の値を記憶し、次にあるサンプリング時間Tsだけ経過した後の定着部材の温度を取得してT1とし、それらのT0とT1を比較して、T1>T0の場合には温度が上昇している状態であるから、前記PID制御パラメータはKp_up、TI_up、TD_upのまま変更せず、温度制御を続け、再び時間Tsが経過するのを待ち、このサイクルを続ける一方、反対に、T1<T0であった場合、温度が下降に転じたため、前記PID制御パラメータを温度が下降している際に最適になるPID制御パラメータである、Kp_down、TI_down、TD_downに変更するものであるとともに、反対に定着部材の温度が下降から上昇に転じた場合は、上昇から下降に転じた場合と同様の手順で、温度をTs間隔で取得し、温度が下降から上昇に転じた場合に、前記PID制御パラメータをKp_down、TI_down、TD_down からK p_up 、TI_up、TD_upに変更するものであり、
前記定着部材の温度が上昇している温度上昇時と、下降している温度下降時とで、そのPI‐Dコントローラの定数を変更することにより、前記温度検知手段により検知した前記定着部材の温度と、前記目標制御温度との偏差に応じて前記定着熱源の制御周期あたりに定着熱源が点灯する割合を制御することを特徴とする定着方法。 - 定着熱源と、その定着熱源により加熱する定着部材と、その定着部材の温度を検知する温度検知手段と、その温度検知手段の検知結果に基づき前記定着熱源を制御することにより前記定着部材の温度を目標制御温度に維持するコントローラとを備え、前記定着部材を記録材の画像面に接触してその画像面のトナー像を記録材に定着する定着装置において、
前記コントローラとして、前記定着部材の温度が上昇している温度上昇時と、下降している温度下降時とで、定数を変更することにより、前記温度検知手段により検知した前記定着部材の温度と、前記目標制御温度との偏差に応じて前記定着熱源の制御周期あたりに定着熱源が点灯する割合を制御するPIDコントローラを使用するものであり、
そのPIDコントローラは、比例ゲインKp、積分時間TI、微分時間TDをPID制御パラメータとして、ある条件を基に通常モードから、それらのPID制御パラメータを可変にするPID可変モードに遷移するものであり、
前記PID可変モードに遷移した時刻をt0とするときの定着部材の温度をT0として、そのT0の値を記憶し、次にあるサンプリング時間Tsだけ経過した後の定着部材の温度を取得してT1とし、それらのT0とT1を比較して、T1>T0の場合には温度が上昇している状態であるから、前記PID制御パラメータはKp_up、TI_up、TD_upのまま変更せず、温度制御を続け、再び時間Tsが経過するのを待ち、このサイクルを続ける一方、反対に、T1<T0であった場合、温度が下降に転じたため、前記PID制御パラメータを温度が下降している際に最適になるPID制御パラメータである、Kp_down、TI_down、TD_downに変更するものであるとともに、反対に定着部材の温度が下降から上昇に転じた場合は、上昇から下降に転じた場合と同様の手順で、温度をTs間隔で取得し、温度が下降から上昇に転じた場合に、前記PID制御パラメータをKp_down、TI_down、TD_down からK p_up 、TI_up、TD_upに変更するものであることを特徴とする定着装置。 - 定着熱源と、その定着熱源により加熱する定着部材と、その定着部材の温度を検知する温度検知手段と、その温度検知手段の検知結果に基づき前記定着熱源を制御することにより前記定着部材の温度を目標制御温度に維持するコントローラとを備え、前記定着部材を記録材の画像面に接触してその画像面のトナー像を記録材に定着する定着装置において、
前記コントローラとして、前記定着部材の温度が上昇している温度上昇時と、下降している温度下降時とで、定数を変更することにより、前記温度検知手段により検知した前記定着部材の温度と、前記目標制御温度との偏差に応じて前記定着熱源の制御周期あたりに定着熱源が点灯する割合を制御するI‐PDコントローラを使用するものであり、
そのI‐PDコントローラは、比例ゲインKp、積分時間TI、微分時間TDをPID制御パラメータとして、ある条件を基に通常モードから、それらのPID制御パラメータを可変にするPID可変モードに遷移するものであり、
前記PID可変モードに遷移した時刻をt0とするときの定着部材の温度をT0として、そのT0の値を記憶し、次にあるサンプリング時間Tsだけ経過した後の定着部材の温度を取得してT1とし、それらのT0とT1を比較して、T1>T0の場合には温度が上昇している状態であるから、前記PID制御パラメータはKp_up、TI_up、TD_upのまま変更せず、温度制御を続け、再び時間Tsが経過するのを待ち、このサイクルを続ける一方、反対に、T1<T0であった場合、温度が下降に転じたため、前記PID制御パラメータを温度が下降している際に最適になるPID制御パラメータである、Kp_down、TI_down、TD_downに変更するものであるとともに、反対に定着部材の温度が下降から上昇に転じた場合は、上昇から下降に転じた場合と同様の手順で、温度をTs間隔で取得し、温度が下降から上昇に転じた場合に、前記PID制御パラメータをKp_down、TI_down、TD_down からK p_up 、TI_up、TD_upに変更するものであることを特徴とする定着装置。 - 前記定着部材として、定着ローラを用い、その定着ローラとの間で定着ニップを形成する加圧部材を設け、その定着ニップに記録材を通してその画像面のトナー像を記録材に定着することを特徴とする、請求項9または10に記載の定着装置。
- 前記定着ローラに前記定着熱源を内蔵することを特徴とする、請求項11に記載の定着装置。
- 前記定着部材として、複数の支持ローラに掛けまわす定着ベルトを用い、その定着ベルトとの間で定着ニップを形成する加圧部材を設け、その定着ニップに記録材を通してその画像面のトナー像を記録材に定着することを特徴とする、請求項9または10のいずれか1に記載の定着装置。
- 前記支持ローラに前記定着熱源を内蔵することを特徴とする、請求項13に記載の定着装置。
- 前記定着ベルトのまわりに前記定着熱源を配置することを特徴とする、請求項13に記載の定着装置。
- 前記定着熱源として、電磁誘導を利用して発熱する熱源を用いることを特徴とする、請求項11または13に記載の定着装置。
- 前記加圧部材として、前記定着部材とともに回転する加圧ローラを用いることを特徴とする、請求項11ないし16のいずれか1に記載の定着装置。
- 前記加圧部材として、前記定着部材とともに回転しない加圧パッドを用いることを特徴とする、請求項11ないし16のいずれか1に記載の定着装置。
- 請求項9ないし18のいずれか1に記載の定着装置を備えることを特徴とする、画像形成装置。
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