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JP2003280447A - 画像形成装置 - Google Patents

画像形成装置

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Publication number
JP2003280447A
JP2003280447A JP2002082190A JP2002082190A JP2003280447A JP 2003280447 A JP2003280447 A JP 2003280447A JP 2002082190 A JP2002082190 A JP 2002082190A JP 2002082190 A JP2002082190 A JP 2002082190A JP 2003280447 A JP2003280447 A JP 2003280447A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
temperature
fixing
paper
detecting
image forming
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP2002082190A
Other languages
English (en)
Inventor
Masaki Mochizuki
正貴 望月
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Canon Inc
Original Assignee
Canon Inc
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
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Publication date
Application filed by Canon Inc filed Critical Canon Inc
Priority to JP2002082190A priority Critical patent/JP2003280447A/ja
Publication of JP2003280447A publication Critical patent/JP2003280447A/ja
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 定着性の向上及び、ヒ−タへの最適な電力供
給を行う。 【解決手段】 複数の発熱体と発熱体の温度検知手段を
備えたフィルム加熱方式を定着手段として用いている画
像形成装置において、プリント中に印字ドット数よりト
ナ−量を検知するピクセルカウント、および定着排紙側
に用紙表面の温度を検出するセンサを設けることで、定
着後の用紙表面温度を正確に検知し、CPUで管理しヒ
−タの電力を制御することで最適な定着を行うことを提
供する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、電子写真プロセス
にて形成されたトナ−像を転写紙上に定着させる熱定着
装置の温調制御に関するものである。
【0002】
【従来の技術】従来、例えば電子写真プロセスを用いた
複写機、プリンタ、ファクシミリ等の画像形成装置にお
いて、転写材や感光紙等の被記録材上に転写方式あるい
は直接方式で形成担持させた未定着画像(トナー像)を
熱定着させる加熱装置(熱定着装置)としては熱ローラ
式の装置が多用されている。この熱ローラ式の装置は、
ハロゲンヒータ等を熱源にして所定の定着温度に加熱・
温調された加熱ローラ(定着ローラ)と、弾性層を有し
て前加熱ローラに圧接する加圧ローラを基本構成とし、
該両ローラの圧接ニップ部(定着ニップ部)に被加熱材
としての被記録材を導入して挟持搬送させることで、加
熱ローラの熱と圧接ニップ部の圧力とで未
【0003】定着画像を被記録材面に定着させるもので
ある。最近では、フィルム加熱方式の加熱装置が提案さ
れ、熱定着装置として実用化もされている。この加熱装
置は、被加熱材を加熱体に耐熱性フィルム材を介して密
着させ、加熱体と耐熱性フィルム材とを総体移動させて
加熱体の熱を耐熱性フィルム材を舞して被加熱材に与え
る方式・構成のものである。
【0004】このようなフィルム加熱方式の加熱装置
は、昇温の速い低熱容量の加熱体や薄膜のフィルム材を
用いることができるため、省電力化やウエイトタイムの
短縮化(クイックスタート性)が可能になる。画像形成
装置等の本機の機内昇温を低めることができる等の利点
を有し、効果的なものである。
【0005】加熱体としては、耐熱性・絶縁性のセラミ
ック基板(絶縁基板)と、該基板に印刷・焼成を経て形
成された通電発熱体(厚膜抵抗体)を基本構成とし、該
通電発熱体に電力を供給して発熱させる低熱容量・高速
昇温の所謂セラミックヒータが用いられている。一般的
に、該セラミックヒータはトライアック等のスイッチン
グ素子を介して交流電源に接続されており、この交流電
源により電力が供給される。加熱装置には温度検出素
子、例えばサーミスタ感温素子が設けられており、この
温度検出素子により加熱装置の温度が検出され(特開平
08−305189に示されている)、その検出温度情
報をもとに、エンジンコントローラがスイッチング素子
をオン/オフ制御することにより、セラミックヒータへ
の電源供給をオン/オフし、加熱装置の温度が目標の一
定温度に温度制御されるセラミックヒータのオン/オフ
制御は商用電源の波数制御または位相制御により行われ
る。熱源となるセラミックヒータは、絶縁基板上に発熱
体パターンと、温度検出素子が接続される配線パターン
が独立に形成されている。一般に発熱体パターンは一次
AC電圧が供給され、温度検出素子、例えばサーミスタ
感温素子が接続される配線パターン(サーミスタパター
ン)は二次のDC電圧が供給されている。したがって、
発熱体パターンとサーミスタパターンの間で沿面距離を
確保する必要があり、発熱パターンとサーミスタパター
ンは絶縁基板上の異なる面で構成される、あるいは絶縁
基板の長手方向に距離を保って形成される、あるいは絶
縁基板上に印刷された発熱パターン上に設けた絶縁体上
にサーミスタ感温素子を設けることによって形成され
る。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、さらに
定着性を向上させ、かつヒ−タへの最適な電力供給をお
こなう。
【0007】
【課題を解決するための手段】複数の発熱体と発熱体の
温度検知手段を備えたフィルム加熱方式を定着手段とし
て用いている画像形成装置において、プリント中に印字
ドット数よりトナ−量を検知するピクセルカウント、お
よび定着装置排紙側に用紙表面の温度を検出するセンサ
を設けることで、定着後の用紙温度を正確に検知し、C
PUで管理しヒータの電力を制御することで最適な定着
を行うことを提供する。
【0008】
【発明の実施の形態】(第1の実施例)画像形成装置の
うち、プリンタを例にとって説明する。プリンタは図1
のごとき機構をしている。図1において、101は静電
担持体である感光体ドラム、102は光源としての半導
体レーザ、103はスキャナモータ104にて回転する
回転多面鏡、105は半導体レーザ102から発射さ
れ、感光体ドラム101上を走査するレーザビームであ
る。
【0009】106は感光体ドラム101上を一様に帯
電するための帯電ローラ、107は感光体ドラム101
上に形成された静電潜像をトナーにて現像するための現
像器である。108は現像器107にて現像されたトナ
ー像を所定の記録用紙に転写するための転写ローラ、1
09は記録用紙に転写されたトナーを熱にて融着するた
めの定着器である。
【0010】110は1回転することにより、記録用紙
のサイズを識別する機能を有するカセットから用紙を給
紙し、搬送路に送り出すカセット給紙ローラ、111は
記録用紙のサイズを識別する機能を有しない手差し給紙
口から用紙を搬送路に送り込む手差し給紙ローラであ
る。115はカセットから給紙された用紙を搬送する搬
送ローラである。
【0011】116は給紙された用紙の先端と後端を検
出するためのプレフィードセンサ、117は搬送された
用紙を感光体ドラム101へ送り込む転写前ローラ、1
18は給紙された用紙に対し、感光体ドラム101への
画像書き込み(記録/印字)と用紙搬送の同期を取ると
ともに、給紙された用紙の搬送方向の長さを測定するた
めのトップセンサである。119は定着後の用紙を機外
に排出するための排出ローラである。127は、定着さ
れた用紙の表面温度を測定するセンサである。表面を測
定するセンサとしては、サ−モパイルなどがある。
【0012】このような機構部を制御するための制御系
回路構成のブロック図を図2に示す。図2において、2
01は不図示のホストコンピュータ等の外部機器から送
られる画像コードデータをプリンタの印字に必要なビッ
トデー++タに展開するとともに、プリンタ内部情報を
読み取りそれを表示するためのプリンタコントローラで
ある。
【0013】202はプリンタエンジンの各部をプリン
タコントローラ201の指示にしたがって動作制御する
とともに、プリンタコントローラ201へプリンタ内部
情報を報知するためのプリンタエンジン制御部である。
203はプリンタエンジン制御部202の指示にしたが
い、記録用紙搬送のためにモータ/ローラ等の駆動/停
止を行う用紙搬送制御部、204は帯電、現像、転写等
各工程における各高圧出力制御をプリンタエンジン制御
部202の指示にしたがっておこなう高圧制御部であ
る。205はスキャナモータ104の駆動/停止、レー
ザビームの点灯をエンジン制御部202の指示にしたが
って制御する光学系制御部である。207は定着ヒータ
への通電の駆動/停止をプリンタエンジン制御部の指示
にしたがって行う定着器制御部である。208は、印字
ドット数を数えるピクセルカウント機構であり、127
は定着後の用紙表面の温度を測定する表面温度検出セン
サで、ともにプリントエンジン制御部202と接続され
ている。
【0014】次に、本発明における給電回路を図3に示
す。図3において301は、本画像形成装置を接続する
交流電源で、本画像形成装置は商用電源をACフィルタ
302を介してヒ−タ基板323へ供給する事によりヒ
ータ基板323を発熱させる。このヒータ基板323へ
の電力供給は、トライアック304により通電/遮断を
行う。抵抗305、306はトライアック304のため
のバイアス抵抗でフォトトライアックカプラ307は一
次回路と二次回路間の沿面距離を確保するためのデバイ
スである。フォトトライアックカプラ307の発光ダイ
オードに通電することによりトライアック304をオン
する。抵抗308はフォトトライアックカプラ307の
電流を制限するための抵抗であり、トランジスタ309
によりオン/オフする。トランジスタ309は抵抗31
0を介してエンジン制御部202からのオン信号にした
がって動作する。
【0015】また、ACフィルタ302を介して交流電
源301はゼロクロス検出回路312に入力される。ゼ
ロクロス検出回路では、商用電源電圧がある値以下の電
圧になっていることをエンジン制御部202に対してパ
ルス信号で報知する。以下、エンジン制御部202に送
信されるこの信号をZEROX信号と呼ぶ。
【0016】エンジン制御部202はZEROX信号の
パルスのエッジを検出し、位相制御または波数制御によ
りトライアック304をオン/オフする。
【0017】また、207はプリント後の用紙表面温度
を検知するための温度検出素子、例えばサ−モパイルで
ある。この温度検出素子によって検出される温度は電圧
に変換され、エンジン制御部202にフィ−ドバックさ
れる(特開平08−305189では、温度検出手段は
ヒ−タにのみ設けている)。
【0018】また、208はドット数をカウントするピ
クセルカウンタであり、プリント毎に必ずドット数を検
出し情報をエンジン制御部202に入力している。エン
ジン制御部202にて、ピクセルカウンタの検出値に基
づいて温度検知された値を補正する(プリント後の紙表
面温度は、ドット数によりトナ−量が異なるので温度検
出値を補正する必要がある)。ヒ−タ基板323の温度
は、エンジン制御部202にて補正値で監視され、エン
ジン制御部202内で設定されているヒ−タ基板323
の設定温度と比較することによって、ヒ−タ基板323
に供給すべき電力を算出し、その供給する電力に対応し
た位相角(位相制御)または波数(波数制御)に換算
し、その制御条件によりエンジン制御部202がトラン
ジスタ509にON信号を出力する。
【0019】一枚プリント及び連続プリントの一枚目の
時には、プリント後の用紙温度によるフィ−ドバックを
行うことが出来ない。そこで、ヒ−タ基板323上に設
けている温度検出素子313、例えばサ−ミスタ感温素
子である。この温度検出素子313によって検出される
温度は、抵抗314と温度検出素子313との分圧とし
て検出され、エンジン制御部202にTH信号としてA
/D入力される。ヒータ基板323の温度は、TH信号
としてエンジン制御部202において監視され、エンジ
ン制御部202内部で設定されているヒータ基板323
の設定温度と比較する事によって、ヒータ基板323に
供給するべき電力を算出し、その供給する電力に対応し
た位相角(位相制御)または波数(波数制御)に換算
し、その制御条件によりエンジン制御部202がトラン
ジスタ509にON信号を送出する。
【0020】(第2の実施例)実施例1では、定着後の
用紙表面温度をピクセルカンタのみを用いて補正を行っ
た。本実施例では、ピクセルカウンタの他にメディア検
知による紙種に応じた補正を行う方法について述べる。
【0021】図1において、127は定着された後の用
紙表面温度を測定するための温度検知素子、そして記録
用紙のサイズを識別する機能を有するカセット128
は、実施例1では備えていない紙種(厚紙・薄紙)を判
別するためのメディア検知センサを備えている。そのほ
かの機構については、実施例1と変わりはない。
【0022】このような機構部を制御するための制御系
回路構成のブロック図を図4に示す。図4において、メ
ディア検出部209以外の部分については実施例1に示
したとおりである。メディア検出部209は、エンジン
制御部202と接続されており用紙の種類は1枚毎ごと
にエンジン制御部202にて監視されている。これによ
り、エンジン制御部202において、印字のドット数,
プリント後の紙表面温度,用紙の種類を監視することが
でき、定着制御を行う上で最適な電力をヒ−タ基板32
3に通電することが可能である。
【0023】次に、本発明における給電回路を図5に示
す。図5において、ヒ−タ基板323への電力供給方法
は実施例1と同様でありエンジン制御部202からのO
N信号に従って動作する。また、温度検出素子207は
定着後の紙表面温度を検出する機構であり実施例1で述
べたようにエンジン制御部202へ検出値をフィ−ドバ
ックし、ピクセルカウンタの検出値に基づいて表面温度
の検出値を補正する。この補正された値を補正値1とす
る。また、記録用紙をセットしておくカセット128に
は、記録用紙の種類(厚さ)を判別するメディア検知セ
ンサが備えられている。メディア検知センサは、エンジ
ン制御部202と接続されておりカセット128にセッ
トされている紙種を監視している。そして、紙種に応じ
てエンジン制御部202内で補正値1に対して厚紙・薄
紙等によってさらに補正をかける。これ検出値に基づい
て、エンジン制御部202内で設定されているヒ−タ基
板323の設定温度と比較することによって、ヒ−タ基
板323に供給すべき電力を算出し、その供給する電力
に対応した位相角(位相制御)または波数(波数制御)
に換算し、その制御条件によりエンジン制御部202が
トランジスタ509にON信号を出力する。
【0024】一枚プリント及び連続プリントの一枚目の
時には、定着後の記録用紙温度をフィ−ドバックするこ
とは出来ないので、実施例1と同様にサ−ミスタを用い
てヒ−タ基板323に供給するべき電力を算出し、その
供給する電力に対応した位相角(位相制御)または波数
(波数制御)に換算し、その制御条件によりエンジン制
御部202がトランジスタ509にON信号を送出す
る。
【0025】
【発明の効果】最適な電力で定着を行うので、省エネで
最適な定着条件を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 画像形成装置の概略構成図
【図2】 実施例1の画像形成装置の制御構成図
【図3】 実施例1の加熱装置に電力を供給する電力供
給回路
【図4】 実施例2の画像形成装置の制御構成図
【図5】 実施例2の加熱装置に電力を供給する電力供
給回路
【符号の説明】
101 感光体ドラム 102 の半導体レーザ 103 回転多面鏡 104 スキャナモータ

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 感光体上の静電画像をトナ−画像に現像
    し、トナ−画像を記録媒体上に転写してそれを永久画像
    とするためにフィルム加熱方式の熱定着手段を用いて前
    記記録媒体上に前記トナー画像を定着し、及び前記フィ
    ルム加熱方式に複数の通電発熱体からなる加熱体を備
    え、かつ発熱体の温度検出手段を備えている画像形成装
    置において、 ドット数よりトナ−残量を検出する手段1、 定着装置排紙側に転写材表温度検出センサを備える手
    段、 前記転写材表面温度検出センサにより、定着後の転写材
    表面の温度を検出する手段2、 ヒ−タ供給電力を検出する手段3、 前記検出手段2により検出された値を、前記検出手段1
    の検出値に応じて補正する手段、 前記補正された検出値に基づき、前記検出手段3により
    定着温調を制御する手段を備えていることを特徴とする
    画像形成装置。
  2. 【請求項2】 紙種を判別する手段、前記紙種判別手段
    により、紙の厚さに応じて前記検出手段2により検出さ
    れた値を補正する手段を有することを特徴とする請求項
    1記載の画像形成装置。
  3. 【請求項3】 プリント一枚及び1枚目の時には、前記
    発熱体の温度検出を行い前記発熱体の温度をホットオフ
    セットしない高温に設定することを特徴とする請求項1
    記載の画像形成装置。
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Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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