[发明专利]定影装置和图像形成装置、及加热控制方法和加热控制装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种以加热对象的温度为控制对象的控制方法，以及使用这种控制方法的装置。特别是涉及到电子照相装置中的定影装置、喷墨打印机中的干燥装置、用于可重写媒介的消除装置、以及安装有这些装置的图像形成装置。 

背景技术

在已经众所周知的、安装有电子照相装置中的定影装置、喷墨打印机中的干燥装置、用于可重写媒介的消除装置等的图像形成装置中，一般都需要将加热器等热源控制在所希望的温度，并进行图像的定影/干燥/消除等图像形成处理。 

例如在电子照相方法中的定影装置里，通过电子照相方法在记录媒介上形成调色剂图像，然后以加热加压熔融的方法使图像定影，使用这种定影装置的打印机、复印机、传真机已为公众所知。电子照相方法中的定影装置所采取的最一般的，将记录媒介上的调色剂层定影到记录媒介上的方法是，提供电力使加热器发热，通过将该热量传热到调色剂层来进行熔融定影。在这种定影装置中，通过将提供电力给加热器以使调色剂层熔融的定影部件的温度、升温到所希望的温度并维持，然后使记录媒介通过由定影部件和与其相对的转动体所形成的夹持部，进行调色剂层的熔融定影。 

在该定影装置中，为了不损坏图像品质地将调色剂层定影到记录媒介上，有必要将在夹持部提供热量给调色剂层的定影部件的温度维持在一定的所希望的温度里，如果温度高于或低于所希望的温度时，就有可能引起过量(热量过多造成调色剂层从定影部件一侧剥落)或定影不良(热量不足造成调色剂层熔融不够而导致定影强度不足)等图像不良。还有，随着近年来的彩色化、高画质化，对因定影温度而变动很大的光泽度进行更精密地控制的要求也提高了。因此，维持定影部件的温度稳定是近年特别受到重视的课题。 

更进一步地，装置从充分放置被冷却的状态下由用户接通电源后，到机器可以使用为止，有必要使定影部件快点到达所希望的温度，缩短到定影装置可 以使用为止的预热时间，是如何缩短用户的等待时间的重要课题。 

为了解决该等待时间缩短的课题，通过降低定影部件的热容量，来缩短定影装置的预热时间的定影装置已得到开发并被广泛使用。其中之一是在相对于低热容量定影薄膜的转动体里形成夹持。 

常见的还有，使用带子作为定影部件，将带子张设在两个以上的转动体上，其中一个采用的是用于形成定影夹持的低传热性转动体，其与相对的转动体形成夹持，而在架设带子的另一边的转动体里设置有热源(即带子定影)。在采用这种方式的定影装置中，通过将热源产生的热量用带子输送到定影夹持位置的方法，来将热量加到调色剂层上以进行熔融定影。 

但是随着等待时间缩短技术的进步，通过使用这些技术来降低定影部件的热容量，相对于提供给加热器的电力，定影部件表面温度的响应性增快，温度上升或温度下降中控制上的时间常数变小。由此，为了维持表面温度的稳定，如何降低控制上的误差很重要，温度控制也被要求有更进一步的高精度化。 

关于定影装置的加热控制方法，例如对加热器的动力驱动(加热控制)，是通过控制提供给加热器的电力来进行的。 

作为提供给加热器电力的控制方法有阈值控制法，其通过设置在定影温度里的热电元件、热敏电阻等温度探测器来检测温度，根据与目标温度的差，当检测温度低于目标温度时接通去加热器的通电，当高于目标温度时切断去加热器的通电。但是由阈值控制法所进行的温度控制，由于会因热敏电阻的检测延迟或传热延迟等、控制上的无用时间而产生延迟，从而对目标温度发生了温度波动，使高精度的温度控制变得困难。 

因此，有这样一种控制方法，其根据温度的反馈量，通过对控制对象进行加热器操作量的计算输出的补偿器(操作量计算方法)来进行。例如，作为补偿器来对PI、PID操作量进行计算，在该PI控制或PID控制中，通过对P、I或P、I、D系数的调谐来进行设计。 

在PID控制中，是以，输出目标温度和现在温度之偏差的比例值之比例动作、输出所述偏差之积分的比例值之积分动作、输出所述偏差之微分的比例值之微分动作的和，面向目标温度来控制的。 

即使在采用这样的手段的时候，也因为存在着从电流流入加热器到加热器发热为止的发热延迟、从加热器开始到定影部件表层为止的传热延迟、由于温度探测器的响应性慢而造成检测延迟等众多的无用时间，对于时间常数小的系 统会产生诸如温度的过冲或下冲等波动所引发的无用时间。为了进行更高精度的控制，仅以PID控制来进行温度控制已成为重要课题，浪费时间补偿的必要性也越来越大。