Deprecated: The each() function is deprecated. This message will be suppressed on further calls in /home/zhenxiangba/zhenxiangba.com/public_html/phproxy-improved-master/index.php on line 456
JP3535529B2 - Heating equipment - Google Patents
[go: Go Back, main page]

JP3535529B2 - Heating equipment - Google Patents

Heating equipment

Info

Publication number
JP3535529B2
JP3535529B2 JP10863692A JP10863692A JP3535529B2 JP 3535529 B2 JP3535529 B2 JP 3535529B2 JP 10863692 A JP10863692 A JP 10863692A JP 10863692 A JP10863692 A JP 10863692A JP 3535529 B2 JP3535529 B2 JP 3535529B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
heating
temperature
heating element
wave number
film
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.)
Expired - Fee Related
Application number
JP10863692A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JPH05281865A (en
Inventor
亮 早川
康正 大塚
洋二 友行
大三 福沢
幸一 奥田
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.)
Filing date
Publication date
Application filed by Canon Inc filed Critical Canon Inc
Priority to JP10863692A priority Critical patent/JP3535529B2/en
Publication of JPH05281865A publication Critical patent/JPH05281865A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP3535529B2 publication Critical patent/JP3535529B2/en
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • Fixing For Electrophotography (AREA)
  • Control Of Temperature (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 【0001】 【産業上の利用分野】本発明は、通電により発熱し、供
給電力の制御により温度制御される加熱体に耐熱性フィ
ルムを介して被加熱材を密着させて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
方式の加熱装置に関する。 【0002】 【従来の技術】上記のようなフィルム加熱方式の加熱装
置は特開昭63−313182号公報・特開平2−15
7878号公報等で提案されており、電子写真装置・静
電記録装置等の画像形成装置において記録材上に形成担
持させた未定着画像を加熱して定着する像加熱装置(画
像加熱定着装置)や、画像を担持した記録材を加熱して
つや等の表面性を改質する装置、仮定着処理する装置等
として活用できる。 【0003】図7にフィルム加熱方式の像加熱装置の一
例の概略構成を示した。図8は加熱体の一部切り欠き平
面模型図と、通電制御系のブロック図である。 【0004】1はエンドレスベルト状のポリイミド等の
耐熱性定着フィルムであり、互いに略並行に配設した駆
動ローラ11と、テンションローラを兼ねる従動ローラ
12と、加熱体(ヒータ)2の3部材間に懸回張設させ
てある。 【0005】13は加熱体2を断熱支持させたヒータホ
ルダ、10は加熱体2との間にフィルム1を挟んでフィ
ルムを加熱体2の面に圧接する加圧ローラである。 【0006】フィルム1は駆動ローラ11の回転によ
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2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(A)側から搬送されてく
る未定着トナー画像Tを担持した記録材Pの搬送速度と
略同じ周速度で回転駆動される。 【0007】加熱体2は後述するように電力供給により
発熱する発熱源4を含み、該発熱源4の発熱により昇温
する。 【0008】加熱体2が発熱源4に対する電力供給によ
り加熱され、またフィルム1が回転駆動されている状態
において、加熱体2と加圧ローラ10との圧接部N(定
着ニップ部)の、フィルム1と加圧ローラ10との間に
記録材Pが導入されることで、該記録材Pがフィルム1
に密着してフィルムと一緒の重なり状態で圧接部Nを通
過していく。 【0009】この圧接部通過過程で加熱体2からフィル
ム1を介して記録材Pに熱エネルギーが付与されて記録
材P上の未定着トナー画像Tが加熱溶融定着される。記
録材Pは圧接部N通過後フィルム1から分離して排出さ
れていく。 【0010】本例の加熱体2は、 a.フィルム1の移動方向に略直交する方向を長手とす
る、Al2 O3 (アルミナ),AlN,SiC等の電
気絶縁性・耐熱性・低熱容量の細長のセラミック基板3
と、 b.この基板3の一方面側(表面側)の基板幅方向中央
部に基板長手に沿って直線細帯状に形成した発熱源とし
てのAg/Pd,RuO2,Ta2 N等の通電発熱抵
抗体4と、 c.この通電発熱抵抗体4の両端部にそれぞれ導通させ
て基板面に形成した電極端子(給電パターン)5・6
と、 d.基板3の通電発熱抵抗体形成面を被覆させてヒータ
ー表面保護層としてのガラス等の電気絶縁性オーバーコ
ート層7と、 e.基板3の他方面側(背面側)にそれぞれ接触させて
設けたサーミスタ等の温度検出素子8、及び温度ヒュー
ズ(安全ヒューズ)9等よりなる。 【0011】加熱体2のオーバーコート層7側がフィル
ム接触摺動面側であり、この面側を外部露呈させて加熱
体2を断熱性のヒーターホルダ13を介して不図示の支
持部に固定支持させてある。 【0012】加熱体2は通電発熱抵抗体4の両端電極端
子5・6間に交流電源20より電圧が印加され、該通電
発熱抵抗体4が発熱することで昇温する。 【0013】加熱体2の温度は基板背面の温度検出素子
8で検出されてその検出情報が通電制御回路15へフィ
ードバックされて交流電源20から通電発熱抵抗体4へ
の通電が制御されることで定着実行時に温度検出素子8
で検出される加熱体2の温度が所定の温度(定着温度)
になるように温調制御される。 【0014】加熱体2の温調制御は通電発熱抵抗体4に
対する印加電圧または電流をコントロールするか、通電
時間をコントロールする方法が採られている。通電時間
をコントロールする方法には、電源波形の半波ごとに、
通電する、通電しない、を制御するゼロクロス波数制
御、電源波形の半波ごとに通電する位相角を制御する位
相制御がある。 【0015】即ち、温度検出素子(サーミスタ)8の出
力をA/D交換しCPUに取り込み、その情報をもとに
トライアックにより通電発熱抵抗体4に通電するAC電
圧を位相制御あるいは波数制御等のパルス幅変調をかけ
温度検出素子8による加熱体の検知温度が一定となるよ
うに通電発熱抵抗体4への通電を制御している。 【0016】温度ヒューズ9は通電発熱抵抗体4に対す
る通電路に直列に接続して加熱体2の基板3の背面に接
触させて配設してあり、通電発熱抵抗体4への通電制御
が不能の事態を生じて加熱体2が異常昇温(加熱体の暴
走)すると、該温度ヒューズ9が作動して通電発熱抵抗
体4への通電回路が開放され通電発熱抵抗体に対する通
電がオフされる。 【0017】加圧ローラ10を回転駆動ローラにし、該
ローラの回転摩擦力でフィルム1を加熱体2面に密着摺
動させながら回転駆動させる構成にすることもできる。 【0018】フィルム1をロール巻の長尺フィルムに
し、これを繰り出させて加熱体2面に密着走行させる構
成にすることもできる。 【0019】上記のようなフィルム加熱方式の装置は、
加熱体2として低熱容量のものを用いることができるた
め、従来の熱ローラ方式等の加熱装置に比べウエイトタ
イム短縮化(クイックスタート性)が可能となり、また
クイックスタートが可能となるため、使用していない時
の予熱が必要なくなり、総合的な意味での省電力化もは
かれる。その他、他の加熱方式の装置の種々の欠点を解
決できる等の利点を有し、効果的なものである。 【0020】 【発明が解決しようとする課題】かしながら、上記の
ようなフィルム加熱方式の加熱装置において、従来は、
その加熱体の温度制御は加熱体の熱容量が小さいために
熱ローラ方式のように単純なON・OFF制御ができな
い。 【0021】そのためフィルム加熱方式の加熱装置にお
いて温調を行うためには、加熱体を温調温度に保つため
に必要な電力に対し少し大きな電力と少し小さな電力を
その時々の加熱体の温度によりきりかえなければならな
い。 【0022】その方法として前記したように、印加する
交流電圧の位相制御や波数制御により行われてきた。こ
の2つの制御方式の内、波数制御は位相制御に比べノイ
ズの発生が少ないという利点を有している。波数制御は
ある特定の波数(以後、基本波数と記す)の内の何波か
をON、残りをOffする方法によりきめ細かな制御を
行う方法である。 【0023】ONする波を基本波数中に分散することに
より温度リップルを小さくすることができるが、ON−
Offの回数が増えてしまい、電源側への負荷変動が頻
繁になり、近くで使われているCRTの画像シュリンク
や蛍光灯のちらつき等が発生してしまうため、基本波数
内でONする波とOffする波を各々まとめてしまう方
法が用いられた。 【0024】波数制御において基本波数を多くすること
は電力をそれだけ多くの段階に分ける事ができる反面、
一回の基本波数の時間が長くなってしまうので応答遅れ
がでるという問題もある。 【0025】逆に基本波数を小さくすると応答時間は早
くなる反面、電力を大まかにしか制御できないという問
題がある。 【0026】従来は加熱装置の種々の条件、例えば、プ
ロセススピード、加熱体の熱容量、フィルムの厚み等に
より基本波数が設定されてきたが、本発明者等の実験で
は加熱装置立ち上げ時はオーバーシュートの低減、瞬間
最大電力の低減のためには基本波数を多くとれば良い事
がわかった。しかし基本波数を多くしベタ画像等の記録
材を通紙すると、基本波数が多いための応答遅れが大き
な温度リップルを作り、基本波数周期での定着画像に光
沢ムラができるという問題が発生した。 【0027】逆に通紙中の光沢ムラがでない様な波数ま
で基本波数を小さくすると(小さくし過ぎても光沢ムラ
が出る)、装置たち上げ時にはオーバーシュートが大き
くなり、瞬間最大電力も大きくなってしまった。 【0028】本発明はこの問題を解消すること、即ち、
波数制御により加熱体に対する電力供給を行なうフィル
ム加熱方式の加熱装置について、装置立ち上げ時には加
熱体温度のオーバーシュートを低減し、瞬間最大電力を
低くおさえ、また被加熱体の導入加熱処理時(通紙時)
には温度リップルを小さくできるようにして、像加熱装
置にあってはベタ画像の定着処理においても光沢ムラ等
が発生せず、良好で均一な加熱定着画像を得ることがで
きるようにしたものを提供することを目的とする。 【0029】 【0030】 【0031】 【0032】 【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、波数制御により加熱体に対する電力供給を行
うフィルム加熱方式の加熱装置である。すなわち、交流
電圧を印加されて発熱する加熱体と、前記加熱体に接触
しつつ移動するフィルムと、前記加熱体の温度を検知す
る温度検知素子と、前記温度検知素子の検知温度が目標
温度を維持するように、前記交流電圧の所定単位の波数
のうち前記加熱体に印加する波数を、検知温度に基づい
て決定する通電制御手段と、を有し、前記フィルムを介
して被加熱材を加熱するフィルム加熱方式の加熱装置に
おいて、上記通電制御手段は、前記加熱体を目標温度に
立ち上げる加熱装置立ち上げ時の前記交流電圧の所定単
位の波数を、被加熱材通紙時の前記交流電圧の所定単位
の波数よりも多くしたことを特徴とする加熱装置、であ
る。 【0033】 【0034】 【0035】 【0036】 【0037】 【作用】波数制御を行うフィルム加熱方式の加熱装置に
おいて、加熱体を目標温度に立ち上げる加熱装置立ち上
げ時の交流電圧の所定単位の波数(基本波数)を、被加
熱材通紙時の交流電圧の所定単位の波数よりも多くした
ことにより、立ち上げ時には加熱体温度のオーバーシュ
ートを低減し、瞬間最大電力を低くおさえ、また通紙時
には温度リップルを小さくできる事により、像加熱装置
にあってはベタ画像の定着においても光沢ムラ等が発生
せず、良好で均一な定着処理画像を得ることができる。 【0038】 【0039】 【実施例】〈実施例1〉(図1) 本実施例は、前述図7の像加熱装置を、プロセススピー
ド(記録材送りスピード)24mm/secで、A4サ
イズ記録材を毎分4枚出力するレーザー・ビーム・プリ
ンター(不図示)に装着して使用し、該像加熱装置の加
熱体2を本発明に従って通電制御したものである。 【0040】図1はその像加熱装置の加熱体2の拡大横
断面模型図と、通電制御系16のブロック図である。加
熱体2の基板3は厚さ1mmの良熱伝導性のセラミック
である。発熱源としての通電発熱抵抗体4の抵抗値は3
4Ωである。温度検出素子8はサーミスタである。サー
ミスタ8の出力信号はA/Dコンバータ21を介してC
PU22に入力される。CPU22はこの入力信号に基
づき、ACドライバ23を介して通電発熱抵抗体4への
通電電力を制御し、加熱体2の表面温度を180℃にな
るよう温調している。 【0041】また、入力電圧が一般的には±10%の割
合で変動し、100V系と115V系を共用をしようと
すると、その入力電圧が約35〜40V変動する事が考
えられるため、入力電圧検知回路24を設けて入力電圧
検知を行った。 【0042】上記のような像加熱装置においては装置の
種々の条件によりその装置特有の立ち上げ時の最適な電
力がある。この最適電力は実験により得られるが、本実
施例の像加熱装置においては180Wが最適である事が
わかった。電力が180Wより小さくなると立ち上りに
時間がかかりすぎ、またそれより大きくなるとオーバー
シュートが大きくなりすぎるという問題がある。 【0043】入力電圧検知回路24により検知した電圧
により出力が180Wになるような基本波数中の出力波
数を求め加熱体2の通電発熱抵抗体4に通電する、この
時基本波数が少ないと制御段階が荒くなり180Wに近
い値がうまく出ない場合がでてくる。本発明者等の実験
によると、60Hzの交流電圧印加の場合は、その半周
期分の波を1波と考え基本波数を20波以上にすると良
好な結果が得られ、それ以下では電力が180Wから大
きくずれてしまう場合があり、オーバーシュートが大き
くなってしまったり、1波あたりの電力が大きいために
瞬間的に必要以上のムダな電力を消費してしまう事があ
る。 【0044】また基本波数を40波以上にすると、その
1回の基本波数による制御時間が長くなり過ぎてしま
い、基本波数内での電力のムラが温度に現れスムーズな
温度の立ち上げができなくなる。 【0045】次に通紙中は本発明者等の実験によると、
加熱体2の温度を180℃に保つためには120〜13
0Wの電力が必要であることがわかった。電圧検知回路
24により検知した電圧で出力波数を求め120〜13
0Wに制御を行なうが、立ち上げ時と同じ20波を基本
波数として制御した場合、文字パターン等では容易に認
識できないが、ベタ画像等を通紙した場合、基本波数が
多いため、温度制御の応答遅れが出てしまい、温度リッ
プルが大きくなり、加熱定着後のベタ画像に加熱温度が
異なるために基本波数周期の光沢ムラが発生した。 【0046】本発明者等の実験によれば、やはり通紙中
の温度リップルを小さくするための基本波数をも多すぎ
れば応答遅れ、少なすぎれば電力段階が荒くなりすぎる
ということから、各々の像加熱装置が種々の条件により
特有で最適な基本波数があるという事がわかった。 【0047】本実施例の像加熱装置では基本波数が14
波の時温度リップルは最小となり、ベタ画像においても
光沢ムラはみられたなかった。 【0048】本発明者等の実験によれば、ベタ画像加熱
時においてその光沢ムラの発生を防止するためには以下
の条件を満たす事が良いとわかった。 【0049】 L>l ……… l=Vp×n/2f ……… 上記の2式において、Lは加熱体2と加圧部材としての
加圧ローラ10により形成される定着ニップ部Nの被加
熱材(記録材)進行方向長さであり、Vpはプロセスス
ピード、fは交流電源周波数、nは基本波数である。 【0050】上記の式の意味するところは、基本波数の
1周期に対し温度リップルも1周期するため温度リップ
ル1周期の被加熱材(記録材)に対する長さlが定着ニ
ップ部Nの幅よりも短くなれば光沢ムラが発生しにくく
なることがわかった。 【0051】以上説明してきたように、フィルム加熱方
式の加熱装置において波数制御を行なう場合、1つの加
熱装置においても装置立ち上げ時と通紙時ではその最適
の基本波数が異なる事がわかり、本実施例では装置立ち
上げ時は基本波数を20波とし、通紙時は基本波数を1
4波とする事により、立ち上げ時はオーバーシュートを
低減し、瞬間最大電力を低くおさえ、かつ通紙時の温度
リップルを小さくする事でベタ画像でも均一で良好な定
着画像を得る事ができた。 【0052】 【0053】〈参考例〉(図2〜図6)フィルム加熱方式の加熱装置において、加熱体の温度を
一定電力で立ち上げると、速度が大きい場合は温度オー
バーシュートが大きくなって、像加熱装置にあってはホ
ットオフセット(高温オフセット)が生じてしまう。逆
に遅い場合には像定着に必要な温度に達する時間が長く
なって、定着性が悪くなったり、あるいは1枚プリント
の所要時間が長くなる。 また制御温度への立ち上げ時に
は、一定温度間(例えば120〜140℃)の昇温速度
をもとに加熱体の通電電力を決定し、それ以後(140
℃以上)では、その出力を保つように制御していた。
こで本参考例は、フィルム加熱方式の加熱装置につい
て、加熱体温度のオーバーシュートを減少せしめ、かつ
制御温度へ素早く到達させて、像加熱装置にあっては定
着不良の発生を防止するようにしたものである。 (1)図2は本参考例の加熱体通電制御系のブロック図
である。制御はサーミスタ8の出力をADコンバータ2
1でデジタル化し、CPU22で温度の高低として判断
してACドライバ23で通電発熱抵抗体4に対する通電
をON/OFFして発熱を制御する。具体的な制御フロ
ーは図3のようになる。 【0054】ステップ1でサーミスタ7の温度Tを制御
温度T1 と比較する。T1 以下ならYESでステップ
2へ進む。ステップ1でNOなら制御温度T1 に達し
ているならエンドになる。 【0055】ステップ2では加熱体2の昇温速度を検知
する。例えば、これは100msec毎にサーミスタ出
力を検出してこの差分をもとに算出すれば良い。 【0056】ステップ3では表1のテーブルに従って制
御温度とその時の温度の差分T1−Tと昇温速度dT/
dtをもとに加熱体の出力を決定する。 【0057】 【表1】 このようにT1 −Tが大きい程出力を大きく、dT/d
tが大きい程小さくすることで、オーバーシュートを少
なくし、かつ装置立ち上げ速度を短くするようにでき
る。 【0058】この結果を図4に示す。本参考例(実線)
は従来例(破線)より明らかにオーバーシュートを短縮
し、かつ装置立ち上げ時間を短縮できた。 【0059】なおステップ3での制御はテーブルでなく
演算でも良く、またテーブルの値は装置によって適宜定
められる。 【0060】(2)上述(1)の参考例においては目標
とする制御温度はT1 で一定であった。しかし高温オフ
セットを防止するためには装置の暖まり具合、特に定着
フィルム1や加圧ローラ10の暖まり具合よって制御温
度を変えることが好ましい。この装置の暖まり具合は加
熱体の加熱開始時のdT/dtが大きい時は暖まってお
り、dT/dtが小さい時は冷えている。 【0061】そこでdT/dtをもとに制御温度を T1 ,T1 ′,T1 ″…(T1 >T1 ′>T1 ″…)と
持ち、選択すると良い。 【0062】従って本参考例は図5のように制御する。 【0063】制御を開始すると、ステップ1で制御温度
1 と加熱体温度T1 を比較する。T≧T1 なら制御温
度に達しているので制御は終了である。T<T1 の場合
にステップ2へ進み、加熱体2の昇温速度dT/dtを
求める。 【0064】ステップ3で加熱体に対する電源ON直後
かどうかを判断し、YESならステップ4でdT/dt
をもとに表2のテーブルをたてに見て制御温度を新たに
設定し直す。 【0065】 【表2】ステップ3でNOの場合はそのままステップ5へ行く。
そしてステップ5でステップ4の新しい制御温度T1
の差分とdT/dtを用いて加熱体の出力を決定する。
ステップ6でこの出力で制御する。 【0066】このように制御することでホットオフセッ
トと定着不良を防止し、連続プリントのみならず間欠プ
リントにも対応できる制御となった。図6はいろいろな
ケースについて本参考例を適用した結果を示すものであ
る。 【0067】以上説明したように、加熱体2の昇温速度
と制御温度までの差分をもとに加熱体の出力を制御す
る、即ち、昇温速度と制御温度とその時点の温度との差
分とを用いて差部が大きい場合には昇温速度を大きく
し、差分が小さくなれば昇温速度を小さくすることによ
って、オーバーシュートを小さくし、かつ定着不良を発
生させることないように最短時間で制御温度に達するよ
うにすることができた。 【0068】 【発明の効果】以上のように本発明は、フィルム加熱方
式の加熱装置において、装置立ち上げ時には加熱体温度
のオーバーシュートを低減し、瞬間最大電力を低くおさ
え、また被加熱体の導入加熱処理時(通紙時)には温度
リップルを小さくできる、また制御温度へ素早く到達さ
せることができ、像加熱装置にあってはベタ画像の定着
処理においても光沢ムラ・定着ムラ等が発生せず、良好
で均一な加熱定着処理画像を得ることができる。
Description: BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method in which a material to be heated is brought into close contact with a heating element which generates heat when energized and whose temperature is controlled by controlling supplied electric power, through a heat-resistant film. The present invention relates to a film heating type heating device for applying heat energy of a heating body to a material to be heated via a film. 2. Description of the Related Art A heating apparatus of the above film heating type is disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 63-313182 and Japanese Patent Application Laid-Open No. 2-15 / 1990.
No. 7878, etc., an image heating apparatus (an image heating and fixing apparatus) for heating and fixing an unfixed image formed and supported on a recording material in an image forming apparatus such as an electrophotographic apparatus and an electrostatic recording apparatus. Further, it can be used as a device for modifying the surface properties such as gloss by heating a recording material carrying an image, and a device for performing a temporary deposition process. FIG. 7 shows a schematic configuration of an example of a film heating type image heating apparatus. FIG. 8 is a partially cutaway plan model view of a heating element and a block diagram of a power supply control system. Reference numeral 1 denotes an endless belt-like heat-resistant fixing film made of polyimide or the like, which comprises a driving roller 11 disposed substantially parallel to each other, a driven roller 12 also serving as a tension roller, and a heating element (heater) 2. Is stretched around. [0005] Reference numeral 13 denotes a heater holder for supporting the heating element 2 in a heat-insulating manner, and 10 denotes a pressure roller for pressing the film against the surface of the heating element 2 with the film 1 interposed between the heating element 2 and the heating element. The rotation of the drive roller 11 causes the film 1 to adhere to the surface of the heating body 2 in the clockwise direction indicated by an arrow at least during execution of image fixing, and slide on the surface of the heating body 2 at a predetermined peripheral speed, ie, not shown. The recording material P carrying the unfixed toner image T conveyed from the image forming section (A) is rotated at a peripheral speed substantially equal to the conveying speed of the recording material P. The heating element 2 includes a heat source 4 that generates heat when supplied with electric power, as will be described later, and is heated by the heat generated by the heat source 4. In a state where the heating element 2 is heated by supplying power to the heat source 4 and the film 1 is driven to rotate, the film N at the pressure contact portion N (fixing nip) between the heating element 2 and the pressure roller 10 is The recording material P is introduced between the pressure roller 10 and the pressure roller 10 so that the recording material P
And passes through the press-contact portion N in an overlapping state with the film. In the process of passing through the pressing portion, thermal energy is applied to the recording material P from the heating body 2 via the film 1 so that the unfixed toner image T on the recording material P is heated and fused. The recording material P is separated and discharged from the film 1 after passing through the pressure contact portion N. [0010] The heating element 2 of the present embodiment comprises: a. An elongated ceramic substrate 3 of electric insulation, heat resistance, and low heat capacity made of Al2O3 (alumina), AlN, SiC or the like having a longitudinal direction substantially perpendicular to the moving direction of the film 1.
And b. A heat-generating resistor 4 such as Ag / Pd, RuO2, Ta2N, etc., as a heat source formed in the center of the substrate 3 on one surface side (front surface side) in the width direction of the substrate along the length of the substrate; c. Electrode terminals (power supply patterns) 5.6 formed on the substrate surface by conducting to both ends of the energizing heating resistor 4 respectively.
And d. An electrically insulating overcoat layer 7 made of glass or the like as a heater surface protective layer by covering the surface of the substrate 3 on which the heat generating resistor is formed; e. It comprises a temperature detecting element 8 such as a thermistor provided in contact with the other surface side (back side) of the substrate 3 and a temperature fuse (safety fuse) 9. The overcoat layer 7 side of the heater 2 is a film contact sliding surface side, and this surface is exposed to the outside, and the heater 2 is fixedly supported on a support (not shown) via a heat-insulating heater holder 13. Let me do it. A voltage is applied to the heating element 2 from the AC power supply 20 between the electrode terminals 5 and 6 at both ends of the current-generating resistor 4, and the temperature of the heating element 2 rises as the current-generating resistor 4 generates heat. The temperature of the heating element 2 is detected by a temperature detecting element 8 on the back surface of the substrate, and the detected information is fed back to an energization control circuit 15 to control the energization from the AC power supply 20 to the energizing heating resistor 4. Temperature detection element 8 during fixing
Is the predetermined temperature (fixing temperature)
The temperature is controlled so that The temperature control of the heating element 2 is controlled by controlling the voltage or current applied to the energized heating resistor 4 or by controlling the energizing time. The method of controlling the power-on time is as follows:
There are zero-cross wave number control for controlling whether or not current is supplied, and phase control for controlling the phase angle to be supplied for each half-wave of the power supply waveform. That is, the output of the temperature detecting element (thermistor) 8 is A / D exchanged and taken into the CPU, and based on the information, the AC voltage applied to the heating resistor 4 by the triac is controlled by phase control or wave number control. The energization to the energizing heating resistor 4 is controlled so that pulse width modulation is applied and the temperature of the heating element detected by the temperature detecting element 8 becomes constant. The temperature fuse 9 is connected in series to the current path for the current-generating resistor 4 and is disposed in contact with the back surface of the substrate 3 of the heating element 2. When the temperature of the heating element 2 rises abnormally (runaway of the heating element) due to the situation described above, the temperature fuse 9 operates to open an energizing circuit to the energizing heating resistor 4 and turn off energization to the energizing heating resistor. . The pressure roller 10 may be a rotary drive roller, and the film 1 may be driven to rotate while the film 1 is brought into close contact with the surface of the heating element 2 by the rotational frictional force of the roller. It is also possible to adopt a configuration in which the film 1 is formed into a long roll-wound film, which is unwound and run in close contact with the surface of the heating element 2. The film heating type apparatus as described above includes:
Since a heating element having a low heat capacity can be used as the heating element 2, the weight time can be shortened (quick start property) as compared with a conventional heating apparatus such as a heat roller method, and a quick start is possible. This eliminates the need for preheating when not in use, and also saves power in a comprehensive sense. In addition, it has an advantage that various drawbacks of other heating-type devices can be solved, and is effective. [0020] While however to [0006], in the heating apparatus of a film heating system as described above, conventionally,
In the temperature control of the heating element, simple ON / OFF control cannot be performed unlike the heat roller method because the heat capacity of the heating element is small. Therefore, in order to control the temperature in the heating apparatus of the film heating type, a little larger electric power and a little smaller electric power than the electric power required to maintain the heated body at the regulated temperature are obtained depending on the temperature of the heated body at each time. I have to change it. As described above, the method has been performed by controlling the phase and the wave number of the applied AC voltage. Of these two control methods, wave number control has an advantage that noise generation is smaller than phase control. The wave number control is a method of performing fine control by turning on some of a specific wave number (hereinafter referred to as a fundamental wave number) and turning off the rest. The temperature ripple can be reduced by dispersing the ON waves in the fundamental wave number.
Since the number of times of turning off increases, the load fluctuation on the power supply side becomes frequent, and the shrinkage of the image of the CRT used nearby or the flickering of the fluorescent lamp occur. A method of combining the waves to be turned off was used. Increasing the fundamental wave number in wave number control allows the power to be divided into as many stages as possible,
There is also a problem that a response delay occurs because the time of one fundamental wave becomes long. Conversely, when the fundamental wave number is reduced, the response time is shortened, but there is a problem that the power can be controlled only roughly. Conventionally, the fundamental wave number has been set according to various conditions of the heating apparatus, for example, the process speed, the heat capacity of the heating element, the thickness of the film, and the like. It was found that it is sufficient to increase the fundamental wave number in order to reduce the shoot and the instantaneous maximum power. However, when a recording material such as a solid image is passed through by increasing the fundamental wave number, a temperature ripple having a large response delay due to the large fundamental wave number is generated, and there is a problem that a fixed image at the fundamental wave number cycle has uneven gloss. Conversely, if the fundamental wave number is reduced to a wave number at which gloss unevenness does not occur during paper passing (even if it is too small, gloss unevenness occurs), the overshoot increases when the apparatus is raised, and the instantaneous maximum power also increases. I have. The present invention solves this problem, that is,
For a film heating type heating device that supplies power to the heating element by controlling the wave number, the overshoot of the heating element temperature is reduced when the apparatus is started up, the maximum instantaneous electric power is kept low, and the heating operation is performed during the introduction heating process of the object to be heated. Paper)
In the image heating apparatus, the temperature ripple can be reduced so that even in the fixing process of a solid image, unevenness of gloss does not occur and a good and uniform heat-fixed image can be obtained. The purpose is to provide. According to the present invention, there is provided a heating apparatus of a film heating system for supplying power to a heating element by controlling a wave number, characterized by the following constitution. . That is, a heating element that generates heat when an AC voltage is applied thereto, a film that moves while being in contact with the heating element, a temperature detection element that detects the temperature of the heating element, and a detection temperature of the temperature detection element that is a target temperature. Power supply control means for determining, based on the detected temperature, the wave number to be applied to the heating element among the predetermined unit wave numbers of the AC voltage, and heating the material to be heated via the film. In the heating device of the film heating type, the energization control means sets a predetermined unit wave number of the AC voltage at the time of starting the heating device to start the heating element to a target temperature, and sets the AC voltage at the time of passing the material to be heated. A heating unit, wherein the number of waves is larger than the predetermined unit wave number. In a film heating type heating device for controlling the wave number, a heating device for starting a heating body to a target temperature is started.
The predetermined unit of wave number of the AC voltage at the lower (basic wave number), by the more than wave number of a predetermined unit of the AC voltage during the material to be heated sheet passing, reduces the overshoot of the heating element temperature during start-up, By keeping the maximum instantaneous power low and reducing the temperature ripple during paper passing, the image heating device does not cause uneven gloss even when fixing a solid image, and obtains a good and uniform fixed processed image. Can be. Embodiment 1 (FIG. 1) In this embodiment, the image heating apparatus of FIG. 7 is used to process an A4 size recording material at a process speed (recording material feeding speed) of 24 mm / sec. Is mounted on a laser beam printer (not shown) that outputs four sheets per minute, and the energization of the heating element 2 of the image heating apparatus is controlled according to the present invention. FIG. 1 is an enlarged cross-sectional model diagram of the heating element 2 of the image heating apparatus and a block diagram of the power supply control system 16. The substrate 3 of the heating element 2 is a 1-mm-thick ceramic having good thermal conductivity. The resistance of the current-carrying heating resistor 4 as a heat source is 3
4Ω. The temperature detecting element 8 is a thermistor. The output signal of the thermistor 8 is supplied to C
It is input to PU22. Based on the input signal, the CPU 22 controls the electric power supplied to the electric heating resistor 4 via the AC driver 23, and regulates the surface temperature of the heating element 2 to 180 ° C. In general, the input voltage fluctuates at a rate of ± 10%, and if the 100 V system and the 115 V system are shared, the input voltage may fluctuate by about 35 to 40 V. An input voltage was detected by providing a voltage detection circuit 24. In the above-described image heating apparatus, there is an optimum power at the time of startup peculiar to the apparatus depending on various conditions of the apparatus. Although this optimum power can be obtained by experiments, it has been found that 180 W is optimal in the image heating apparatus of this embodiment. If the power is less than 180 W, there is a problem that it takes too much time to rise, and if it is more than 180 W, the overshoot becomes too large. The output wave number of the basic wave number such that the output becomes 180 W is obtained from the voltage detected by the input voltage detection circuit 24, and the current is passed through the heating resistor 4 of the heating element 2. At this time, if the fundamental wave number is small, the control step is performed. May become rough, and a value close to 180 W may not be obtained well. According to experiments by the present inventors, in the case of application of an AC voltage of 60 Hz, a good result is obtained when the fundamental wave number is set to 20 or more considering that a half cycle of the wave is regarded as one wave. , The overshoot becomes large, and the power per one wave is large, so that unnecessary power is instantaneously consumed. If the fundamental wave number is set to 40 or more, the control time by one fundamental wave number becomes too long, and unevenness in power within the fundamental wave number appears in the temperature, making it impossible to start up the temperature smoothly. . Next, according to experiments performed by the present inventors during paper passing,
In order to keep the temperature of the heating element 2 at 180 ° C., 120 to 13
It turned out that 0 W power was required. The output wave number is obtained from the voltage detected by the voltage detection circuit 24.
Although the control is performed at 0 W, when the same 20 waves as at the start-up are used as the basic wave number, it cannot be easily recognized by a character pattern or the like. However, when a solid image or the like is passed, the basic wave number is large. A response delay occurred, the temperature ripple increased, and the solid image after heating and fixing differed in heating temperature, causing gloss unevenness in the fundamental wave number cycle. According to the experiments of the present inventors, the response delay is too large if the fundamental wave number for reducing the temperature ripple during paper passing is too large, and the power stage becomes too rough if the fundamental wave number is too small. It has been found that the image heating apparatus has a unique and optimum fundamental wave number depending on various conditions. In the image heating apparatus of this embodiment, the fundamental wave number is 14
At the time of the wave, the temperature ripple was minimized, and no gloss unevenness was observed in the solid image. According to experiments by the present inventors, it has been found that the following conditions should be satisfied in order to prevent the occurrence of gloss unevenness during solid image heating. L> l 1 = Vp × n / 2f In the above two formulas, L is the surface of the fixing nip N formed by the heating element 2 and the pressure roller 10 as a pressure member. Vp is the process speed, f is the AC power supply frequency, and n is the fundamental wave number. The above equation means that the temperature ripple also has one cycle with respect to one cycle of the fundamental wave number, so that the length 1 of the temperature ripple for one cycle of the material to be heated (recording material) is larger than the width of the fixing nip N. It was also found that the glossiness became less likely to occur when the length was shorter. As described above, when the wave number control is performed in the heating apparatus of the film heating system, it is understood that the optimum fundamental wave number is different between the start-up of the apparatus and the sheet passing even in one heating apparatus. In the embodiment, the fundamental wave number is set to 20 when the apparatus is started, and the fundamental wave number is set to 1 when the paper is passed.
By using four waves, overshoot is reduced at startup, the maximum instantaneous power is kept low, and the temperature ripple during paper passing is reduced, so that a uniform and good fixed image can be obtained even for solid images. Was. Reference Example (FIGS. 2 to 6) In a film heating type heating device, the temperature of a heating body is
When starting with constant power, if the speed is high, the temperature
The bar chute becomes large and the image heating device
Offset (high-temperature offset) occurs. Reverse
If it is too late, the time required to reach the temperature required for
And the fixability deteriorates, or one print
The required time is longer. Also, when starting up to the control temperature
Is the heating rate during a certain temperature (for example, 120 to 140 ° C.)
Is determined on the basis of the above, and thereafter (140
(° C. or higher), the output was controlled to be maintained. So
Here, the present reference example relates to a film heating type heating device.
To reduce the overshoot of the heating element temperature, and
Quickly reach the control temperature, and if the image heating device
This is to prevent the occurrence of poor wearing. (1) FIG. 2 is a block diagram of a heating element energization control system of the present embodiment . Control is based on the output of the thermistor 8
In step 1, the CPU 22 determines that the temperature is high or low. A specific control flow is as shown in FIG. In step 1, the temperature T of the thermistor 7 is compared with the control temperature T1. If T1 or less, proceed to step 2 with YES. If NO in step 1, the process ends if the control temperature T1 has been reached. In step 2, the rate of temperature rise of the heating element 2 is detected. For example, this may be calculated by detecting a thermistor output every 100 msec and based on this difference. In step 3, according to the table shown in Table 1, the difference T1-T between the control temperature and the temperature at that time and the temperature increase rate dT /
The output of the heating element is determined based on dt. [Table 1] Thus, the output increases as T 1 -T increases, and dT / d
By making t smaller as t becomes larger, overshoot can be reduced and the apparatus start-up speed can be made shorter. FIG. 4 shows the result. Reference example (solid line)
Can clearly reduce the overshoot and shorten the apparatus start-up time as compared with the conventional example (broken line). Note that the control in step 3 may be an operation instead of a table, and the values in the table are appropriately determined by the apparatus. (2) In the reference example of (1), the target control temperature was constant at T 1 . However, in order to prevent high-temperature offset, it is preferable to change the control temperature according to the degree of warming of the apparatus, particularly the degree of warming of the fixing film 1 and the pressure roller 10. This device is warm when dT / dt at the start of heating of the heating element is large, and is cold when dT / dt is small. Therefore, it is preferable to select and have the control temperatures T 1 , T 1 ′, T 1 ″ (T 1 > T 1 ′> T 1 ″) based on dT / dt. Therefore, the present embodiment is controlled as shown in FIG. When the control is started, in step 1, the control temperature T 1 is compared with the heating element temperature T 1 . Control since reaching the control temperature if T ≧ T 1 is terminated. When T <T 1, the process proceeds to step 2, where the temperature rise rate dT / dt of the heating element 2 is determined. In step 3, it is determined whether or not the power to the heating element has just been turned on. If YES, dT / dt in step 4
, The control temperature is newly set by looking at the table in Table 2. [Table 2] If the answer is NO in Step 3, the process goes directly to Step 5.
And determines the output of the heating body using the difference and the dT / dt of the new control temperature T 1 of the step 4 in Step 5.
In step 6, the output is controlled. By performing such control, hot offset and defective fixing can be prevented, and control can be performed not only for continuous printing but also for intermittent printing. FIG. 6 shows the results of applying this embodiment to various cases. As described above, the output of the heating element is controlled based on the difference between the heating rate of the heating element 2 and the control temperature, that is, the difference between the heating rate, the control temperature, and the temperature at that time. When the difference is large, the heating rate is increased when the difference is large, and when the difference is small, the heating rate is decreased, so that the overshoot is reduced and the shortest time is set so that the fixing failure does not occur. To reach the control temperature. As described above, according to the present invention, in the film heating type heating apparatus, the overshoot of the heating body temperature is reduced at the time of starting the apparatus, the instantaneous maximum power is suppressed, and The temperature ripple can be reduced during the introduction heating process (when the paper is passed), and the control temperature can be quickly reached. In the case of the image heating device, unevenness in gloss and fixing may occur even in the fixing process of a solid image. Thus, a good and uniform heat-fixed image can be obtained.

【図面の簡単な説明】 【図1】 実施例1の像加熱装置の加熱体の拡大横断面
模型図と、通電制御系のブロック図 【図2】 参考例の(1)の像加熱装置についての同上
図 【図3】 制御フロー図 【図4】 参考例と従来例との加熱体温度変化グラフ 【図5】 参考例の(2)の像加熱装置についての制御
フロー図 【図6】 他の参考例の加熱体温度変化グラフ 【図7】 フィルム加熱方式の像加熱装置の一例の概略
構成図 【図8】 加熱体の一部切り欠き平面模型図と通電制御
系のブロック図 【符号の説明】 1 耐熱性定着フィルム 2 加熱体(ヒータ) 3 ヒータ基板 4 通電発熱抵抗体 5・6 通電用電極端子 7 表面保護層 8 温度検出素子としてのサーミスタ 9 温度ヒューズ 10 加圧ローラ 11 フィルム駆動ローラ 12 従動ローラ(テンションローラ) 15・16 通電制御回路 20 交流電源 21 A/Dコンバータ 22 CPU 23 ACドライバ 24 入力電圧検知回路 P 記録材 T トナー像
An enlarged cross-sectional model view of the heater of the BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS [Figure 1] An image heating apparatus according to the first embodiment, the block diagram of a power supply control system [2] The image heating apparatus (1) of Reference Example [FIG. 3] Control flow diagram [FIG. 4] Heating body temperature change graph of reference example and conventional example [FIG. 5] Control flow diagram of (2) image heating apparatus of reference example [FIG. of reference example heater temperature change graph 7 an example schematic diagram of the image heating apparatus of film heating type FIG. 8 is a block diagram of a part cut-away schematic plan view of the heater energization control system [code Explanation: 1 Heat-resistant fixing film 2 Heating element (heater) 3 Heater substrate 4 Electric heating element 5 ・ 6 Electric electrode terminal 7 Surface protection layer 8 Thermistor as temperature detecting element 9 Thermal fuse 10 Pressure roller 11 Film driving roller 12 Follower roller (tension roller 15.16 power supply control circuit 20 AC power supply 21 A / D converter 22 CPU 23 AC driver 24 Input voltage detection circuit P Recording material T Toner image

フロントページの続き (72)発明者 友行 洋二 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 福沢 大三 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 奥田 幸一 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 (56)参考文献 特開 平2−161483(JP,A) 特開 平2−43587(JP,A) 特開 平3−175510(JP,A) 特開 平2−12412(JP,A)Continuation of front page    (72) Inventor Yoji Tomoyuki               3-30-2 Shimomaruko, Ota-ku, Tokyo               Inside Canon Inc. (72) Inventor Daizo Fukuzawa               3-30-2 Shimomaruko, Ota-ku, Tokyo               Inside Canon Inc. (72) Inventor Koichi Okuda               3-30-2 Shimomaruko, Ota-ku, Tokyo               Inside Canon Inc.                (56) References JP-A-2-161483 (JP, A)                 JP-A-2-43587 (JP, A)                 JP-A-3-175510 (JP, A)                 JP-A-2-12412 (JP, A)

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】 【請求項1】 交流電圧を印加されて発熱する加熱体
と、前記加熱体に接触しつつ移動するフィルムと、前記
加熱体の温度を検知する温度検知素子と、前記温度検知
素子の検知温度が目標温度を維持するように、前記交流
電圧の所定単位の波数のうち前記加熱体に印加する波数
を、検知温度に基づいて決定する通電制御手段と、を有
し、前記フィルムを介して被加熱材を加熱するフィルム
加熱方式の加熱装置において、 上記通電制御手段は、前記加熱体を目標温度に立ち上げ
加熱装置立ち上げ時の前記交流電圧の所定単位の波数
を、被加熱材通紙時の前記交流電圧の所定単位の波数よ
りも多くしたことを特徴とする加熱装置。
(57) [Claim 1] A heating element that generates heat when an AC voltage is applied thereto, a film that moves while being in contact with the heating element, and a temperature detection element that detects the temperature of the heating element. Power supply control means for determining, based on the detected temperature, the wave number to be applied to the heating element among the predetermined unit wave numbers of the AC voltage so that the detected temperature of the temperature detecting element maintains the target temperature. And a heating device of a film heating type for heating the material to be heated through the film, wherein the energization control means includes a predetermined unit wave number of the AC voltage at the time of starting the heating device for starting the heating body to a target temperature. The number of waves of a predetermined unit of the AC voltage when the material to be heated is passed.
JP10863692A 1992-03-31 1992-03-31 Heating equipment Expired - Fee Related JP3535529B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP10863692A JP3535529B2 (en) 1992-03-31 1992-03-31 Heating equipment

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP10863692A JP3535529B2 (en) 1992-03-31 1992-03-31 Heating equipment

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPH05281865A JPH05281865A (en) 1993-10-29
JP3535529B2 true JP3535529B2 (en) 2004-06-07

Family

ID=14489825

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP10863692A Expired - Fee Related JP3535529B2 (en) 1992-03-31 1992-03-31 Heating equipment

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP3535529B2 (en)

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3376279B2 (en) 1998-06-03 2003-02-10 キヤノン株式会社 Fixing device
JP2010237283A (en) 2009-03-30 2010-10-21 Canon Inc Image forming apparatus
JP5822592B2 (en) * 2011-08-04 2015-11-24 キヤノン株式会社 Image forming apparatus

Also Published As

Publication number Publication date
JPH05281865A (en) 1993-10-29

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JPH05273878A (en) Heating device and fixing device
JPH10221986A (en) Heating heater for image forming apparatus and heat fixing apparatus
JPH1091017A (en) Image heating device
JP2000206811A (en) Heat fixing device and image forming device
JP2776101B2 (en) Heating equipment
JP2004212510A (en) Image forming device
JPWO2001048559A1 (en) Image forming apparatus and fixing device
JPH06250539A (en) Heating device
JP2019128551A (en) Image heating device and image forming apparatus
JP3535529B2 (en) Heating equipment
JPH0996991A (en) Heat fixing device and image forming device
JPH10232576A (en) Heating means of image forming apparatus and heat fixing apparatus
JP2019101251A (en) Image heating device
JPH10312133A (en) Heating device and image forming device
JPH06308854A (en) Heating device
JPH1020711A (en) Image forming device
JPH07199694A (en) Image forming device
JPH10213996A (en) Power controller for thermal fixing device
JPH0836323A (en) Image forming device
JPH05289562A (en) Heating device
JP3599353B2 (en) Heat fixing device
JP2001109322A (en) Fixing method and device
JP2001022220A (en) Fixing device
JPH05281864A (en) Heating device and image recording device
JPH08106234A (en) Heating device

Legal Events

Date Code Title Description
A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20040203

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20040312

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20080319

Year of fee payment: 4

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090319

Year of fee payment: 5

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100319

Year of fee payment: 6

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100319

Year of fee payment: 6

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110319

Year of fee payment: 7

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120319

Year of fee payment: 8

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees