JP2001242743A - 定着器の温度検出用非接触温度センサの補正方法及び定着器の温度制御方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 電子写真プリンタの定着器において、ヒート
ローラの通紙部領域の表面温度を検出する場合、非接触
温度センサで検出するのが望ましいが、センサとその周
面とに空隙が生じるため、正確な表面温度を測定するの
が難しい。また温度差を補正する場合も、センサの取付
け誤差により補正値がばらつくため予め確定することが
できない。 【解決手段】 ヒートローラの非通紙部領域の表面温度
を検出する接触サーミスタと、通紙部領域の表面温度を
検出する非接触サーミスタを設け、ヒートローラを所定
の温度にした状態で各サーミスタが検出する温度の温度
差と、予め確定した通紙部領域と非通紙部領域の温度差
とを加算して、非接触温度サーミスタが検出する検出温
度から実際の表面温度の近似値を算出するための補正値
を求める。また電源投入後に行なわれるウォーミングア
ップ動作中に上記補正値を求める。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、電子写真プリンタ
の定着器の温度管理に関し、特に非接触温度センサによ
って検出されるヒートローラ周面の表面温度の補正方
法、および、検出されたヒートローラ周面の温度情報に
よって発熱部を制御してヒートローラの温度を制御する
温度制御方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】図１２は、電子写真プリンタの一般的な
定着器の要部構成を模式的に示した斜視図であり、図１
３は、図１２中の指示線Ａ，Ａの位置での要部断面図で
ある。図中、ヒートローラ１０２は、定着器１０１の筐
体１１１内部に回転自在に配置され、図示しない駆動手
段によって駆動されることにより、軸線１０３を回転軸
中心として回転する。ヒートローラ１０２は、アルミニ
ウムや鉄等で形成された中空の中空素管１０４（図１
３）で外殻が構成され、その外周面は中空素管自身の保
護やトナー付着防止等のため、ＰＦＡ（ペルフルオロア
ルコキシフッ素樹脂）やＰＴＦＥ（ポリテトラフルオロ
エチレン樹脂）のフッソ樹脂等からなる耐熱離型層１０
５で覆われている。

【０００３】中空素管１０４の内部には、このヒートロ
ーラ１０２を暖める目的で軸線１０３に沿ってハロゲン
ランプ１０６が配置され、通電されることにより中空素
管１０４の内側から、ヒートローラ１０２の外周面全体
に熱が伝わってこれを暖めるように構成されている。

【０００４】バックアップローラ１０７は、芯金１０８
をゴム等の弾性層１０９で覆ったもので、軸線１１０を
回転軸中心として回転可能に筐体１１１内部に保持され
る。その際に、ヒートローラ１０２の軸線１０３とバッ
クアップローラ１０７の軸線１１０とが平行に配置さ
れ、更にバックアップローラ１０７の周面がヒートロー
ラ１０２の周面に圧接するように図示しない付勢手段に
よって付勢される。

【０００５】従って、ヒートローラ１０２が図示しない
定着器モータによって矢印Ｐ１方向（図１３）に回転駆
動されると、バックアップローラ１０７も摩擦力により
回転力を受けて回転し、両ローラ間に移送される記録紙
１１２（図１３）を協働して矢印Ｐ２方向に移送する。
この間、記録紙１１２がヒートローラ１０２で加熱、加
圧されてトナーの定着が行なわれる。

【０００６】ヒートローラ１０２の周面近傍には、記録
紙１１２が巻き付くの防止するため、張り付いた記録紙
を分離してそれ以降の領域に記録紙が進入しないように
する分離爪１１３（図１３）が配置されている。

【０００７】接触サーミスタ１１４は、ヒートローラ１
０２の非通紙部領域、即ちヒートローラ１０２の端部近
傍の周面に接触して配置され、その部分の表面温度を検
出する。 尚、ヒートローラ１０２の周面に接触して配
置する接触サーミスタ１１４を、ヒートローラ１０２の
端部の非通紙部領域に配置するのは、ヒートローラ１０
２の周面に付着したトナーが接触サーミスタ１１４と接
触して落下し、落下したトナーによって記録紙１１２が
汚れるのを防ぐためである。

【０００８】ヒートローラ１０２の表面温度は、接触サ
ーミスタ１１４によって検出され、その温度データは図
示しない制御部に送られる。制御部ではこの温度データ
に基づき、ヒートローラ１０２の表面温度が所定の値を
保つようにハロゲンランプ１０６の電源をオン・オフ制
御する。

【０００９】ところで、定着器１０１の中空素管１０４
（図１３）は、省エネルギー対策、或いはウォームアッ
プ時間の短縮のため、その肉厚を薄くすることが望まれ
る。しかしながら、前記のような定着器１０１で、単に
中空素管１０４の肉厚を薄くして温度制御すると以下の
ような不都合が生じる。

【００１０】図１４は、ヒートローラ１０２とバックア
ップローラ１０７によって記録紙１１２を移送してトナ
ーの定着を行う際の、通紙部領域と非通紙部領域のヒー
トローラ１０２の表面温度分布を示している。記録紙の
定着が連続して行われると、同図に示すように、非通紙
部領域の表面温度が一定であるのに対して通紙部領域の
表面温度が低下する。これは、ヒートローラ１０２の通
紙部領域の表面の熱が記録紙に移動して温度が低下する
にもかかわらず、中空素管１０４の肉厚が薄いために熱
の導伝路が狭まって長手方向の見かけの熱伝導が悪くな
り、熱が長手方向に流れにくくなっているためと考えら
れる。

【００１１】この問題を解消するため、ヒートローラ１
０２（図１２）の通紙部領域の周面近傍、例えばヒート
ローラの長手方向中央部の外周面近傍に非接触のサーミ
スタ１１５（図１２）を配設して通紙部領域の表面温度
を直接検出し、この部分の温度が所望の値になるように
温度制御する方法がとられる。

【００１２】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、非接触
サーミスタ１１５（図１２）が検出する非接触検出表面
温度ｙは、前記した実際の実表面温度ｘより低く、また
非接触サーミスタ１１５の取り付け誤差により、非接触
サーミスタ１１５とこれに対向するヒートローラ１０２
の温度検出位置１１６（図１２）間の隙間Ｄがばらつく
ため、非接触検出表面温度ｙから正確な実表面温度ｘを
導くことが困難であった。

【００１３】また電源オン時のヒートローラ１０２の初
期温度が、室温と同じ状態から後述するウォーミングア
ップがスタートするコールドスタート時と、印刷動作を
終了させた後、間もなく再度電源をオンした場合のよう
に、電源オン時のヒートローラ１０２の初期温度が、室
温以上に高い場合とでは、ウォーミングアップ時のヒー
トローラの表面温度分布が異なるため、ウォーミングア
ップ動作の終了前に、非接触検出表面温度ｙを補正し
て、ヒートローラ１０２の温度検出位置１１６の実表面
温度ｘに精度良く近似させることが難しかった。

【００１４】一方、図１５は、定着器１０１の電源オン
直後のウォーミングアップに引き続いて連続印刷が行わ
れ、記録紙１１２が連続的にヒートローラ１０２とバッ
クアップローラ１０７の協働で移送される場合の、ヒー
トローラ１０２の温度検出位置１１６の実表面温度ｘ
と、ヒートローラ１０２の非通紙部領域に配置された接
触サーミスタ１１４で検出される端部表面温度ｚの変化
特性を示す。尚、この時の温度制御は、印刷動作時には
端部表面温度ｚに基づいて制御され、この端部表面温度
ｚが定着温度ｔ３を維持するようにハロゲンランプ１０
６をオン／オフして行なうものとする。

【００１５】同図において、印刷を行わないウォーミン
グアップ動作時には、ハロゲンランプ１０６の配光にも
よるが、通常ヒートローラ１０２の中央部の温度検出位
置１１６の実表面温度ｘのほうが、端部の端部表面温度
ｚより高くなる。そして印刷動作に移ると通紙部領域の
熱が記録紙に奪われ、逆に温度検出位置１１６の実表面
温度ｘが、端部表面温度ｚより低くなり、ある程度低下
したところで平衡状態となる。従って、連続印刷が行わ
れる場合、この制御ではヒートローラ１０２の通紙部領
域の温度が低下して定着が不十分となる恐れがあった。

【００１６】本発明の目的は、非接触検出表面温度ｙを
補正して実表面温度ｘに近似する補正表面温度ｘｘを算
出するための補正値を決定することにあり、更に定着器
の電源オン直後に行なわれるウォーミングアップ動作が
終了した段階で正確な補正値を決定し、印刷動作中常に
非接触検出表面温度ｙから補正表面温度ｘｘが得られる
ようにすることにある。また、本発明の別の目的は、連
続印刷時に、ヒートローラの通紙部領域の表面温度が、
非通紙部領域の表面温度に比べて低下しても、通紙部領
域の表面温度が所定の定着温度を安定して保てるように
温度制御することにある。

【００１７】

【課題を解決するための手段】定着器のヒートローラの
外周面を加熱すべく、ヒートローラの内部にオン／オフ
可能な発熱体を配置し、前記ヒートローラの通紙部領域
の外周面近傍に非接触温度センサを配置し、前記ヒート
ローラの非通紙部領域の外周面に接触する接触温度セン
サを配置し、前記非接触温度センサで検出した非接触検
出温度を補正して前記通紙部領域の実際の表面温度に近
似する補正表面温度を求めるため、前記ヒートローラの
外周面が定着に必要な定着温度程度に加熱され、且つ前
記通紙部領域に記録紙が接触しない特定状態での前記通
紙部領域の表面温度と前記非通紙部領域の表面温度との
温度差である第１の補正値を予め確定して記憶し、前記
特定状態において、前記接触温度センサで検出した端部
表面温度と前記非接触温度センサで検出した前記非接触
検出温度との温度差である第２の補正値を求めて記憶
し、前記第１と前記２の補正値を加算して、前記特定状
態以外の状態における前記非接触検出温度に加算するこ
とにより前記補正表面温度を算出する。

【００１８】また、定着器のヒートローラの外周面を加
熱すべく、ヒートローラの内部にオン／オフ可能な発熱
体を配置し、前記ヒートローラの通紙部領域の外周面近
傍に非接触温度センサを配置し、前記ヒートローラの非
通紙部領域の外周面に接触する接触温度センサを配置
し、前記ヒートローラと共に協働して記録紙を移送する
ために該ヒートローラに圧接した状態でバックアップロ
ーラを配置し、前記非接触温度センサで検出した非接触
検出温度を補正して前記通紙部領域の実際の表面温度に
近似する補正表面温度を求めるため、前記ヒートローラ
の外周面が定着に必要な定着温度程度に加熱され、且つ
前記通紙部領域に記録紙が接触しない特定状態での前記
通紙部領域の表面温度と前記非通紙部領域の表面温度と
の温度差である第１の補正値を予め確定して記憶し、前
記定着器の電源投入時に前記発熱体をオンして発熱さ
せ、更に前記ヒートローラを回転状態として表面温度を
前記定着温度程度まで立上げるウォーミングアップ動作
を行ない、前記ヒートローラの回転を停止してウォーミ
ングアップ動作を終了する前に前記接触温度センサで検
出した端部表面温度と前記非接触温度センサで検出した
前記非接触検出温度との温度差である第２の補正値を求
めて記憶し、前記第１と前記２の補正値を加算して、前
記特定状態以外の状態における前記非接触検出温度に加
算することにより前記補正表面温度を算出する。

【００１９】この場合、更に前記発熱体をオンする前の
前記ヒートローラの初期温度を検出し、該初期温度に応
じて前記ヒートローラの回転を停止するタイミングを段
階的に変え、前記初期温度が低いほど前記タイミングを
遅くしてもよい。更に、前記初期温度を前記非接触温度
センサで検出してもよい。

【００２０】別の発明では、定着器のヒートローラの外
周面を加熱すべく、ヒートローラの内部にオン／オフ可
能な発熱体を配置し、前記ヒートローラの通紙部領域の
外周面近傍に非接触温度センサを配置し、前記ヒートロ
ーラの非通紙部領域の外周面に接触する接触温度センサ
を配置し、前記非接触温度センサで検出した非接触検出
温度、または前記接触温度センサで検出した端部表面温
度に基づいて前記発熱体をオン／オフし、前記ヒートロ
ーラの表面温度を制御するため、連続印刷時に、まず前
記端部表面温度が所定温度になるように温度制御される
第１の温度制御状態とし、前記非通紙部領域の表面温度
と前記通紙部領域の表面温度の差が略一定になる平衡状
態の段階で、その時点の前記非接触検出温度を目標値と
して記憶し、以後、前記非接触検出温度が前記目標値と
なるよう温度制御される第２の温度制御状態とする。

【００２１】この場合、前記第１の温度制御状態中に記
録紙の印刷枚数が所定枚数に達したら前記第２の温度制
御状態に切換えてもよい。更に、前記第２の温度制御状
態中に、前記端部表面温度が所定値を超えた場合、前記
発熱体をオフとし、前記非通紙部領域の表面温度が前記
所定値以上にならないようにしてもよい。

【００２２】

【発明の実施の形態】図１は、本発明による補正方法及
び制御方法を実行する制御系のブロック図である。この
制御系１は、前記した図１２の定着器１０１のヒートロ
ーラ１０２の表面温度を算出し、またハロゲンランプ１
０６のオン・オフを制御するものである。

【００２３】図中、制御回路２は、非接触サーミスタ１
１５によって検出したヒートローラ１０２の温度検出位
置１１６（図１２）の温度情報ＴＩＮＦ１と接触サーミ
スタ１１４によって検出したヒートローラ１０２の端部
の温度情報ＴＩＮＦ２とを入力し、後述する所定の処理
手順に従ってヒートローラ１０２の温度検出位置１１６
の実際の実表面温度ｘに近似する補正表面温度ｘｘを算
出する。またハロゲンランプ１０６のオン・オフを制御
するための切換指令信号ＣＯＮＶを出力すると共に、ヒ
ートローラ１０２を回転させる定着器モータ１１７を回
転駆動する回転駆動信号ＭＯＤを出力する。

【００２４】図２のフローチャートは、本発明の補正方
法による実施の形態１の処理手順を示し、図１の制御系
１の制御回路２によって実行される。図３は、図２のフ
ローチャートによる処理手順に従って実行された時のウ
ォーミングアップ動作の特性を示すグラフであり、この
図３を参照しながら、図２のフローチャートを説明す
る。

【００２５】このフローは、定着器１０１の電源がオン
になった時点でスタートし（ステップ１）、ヒートロー
ラ１０２（図１２）の非通紙部領域に配置された接触サ
ーミスタ１１４で検出される非通紙部領域の端部表面温
度ｚを読み取り（ステップ２）、この端部表面温度ｚが
所定の立上げ温度ｈ１より高いか否かをチェックする
（ステップ３）。端部表面温度ｚが立上げ温度ｈ１に至
らない場合、ハロゲンランプ１０６をオンにし（ステッ
プ４）、ステップ２に戻って端部表面温度ｚが立上げ温
度ｈ１を越えるまでステップ２乃至４のフローを繰り返
えす。ステップ２乃至４のフロー中で、ハロゲンランプ
１０６をオンにするタイミングが図３の時刻ｔ０に相当
し、端部表面温度ｚが立上げ温度ｈ１を越えるタイミン
グが時刻ｔ１に相当する。

【００２６】時刻ｔ１で端部表面温度ｚが立上げ温度ｈ
１を越えるのが確認されると、定着器モータ１１７をオ
ンにし、計測時間ｔｐの計測を開始する（ステップ５，
６）。その後再び非通紙部領域の端部表面温度ｚを読み
取り（ステップ７）、端部表面温度ｚが所定の閾値温度
ｈ２より高いか否かをチェックする（ステップ８）。端
部表面温度ｚが閾値温度ｈ２に至らない場合、ステップ
７に戻って端部表面温度ｚが閾値温度ｈ２を越えるタイ
ミングを監視する。

【００２７】上昇する端部表面温度ｚが閾値温度ｈ２を
越えると、ハロゲンランプ１０６をオフし（ステップ
９）、到達時間Ｔｂが経過するのを待つ（ステップ１
０）。この到達時間Ｔｂは、温度上昇中のヒートローラ
１０２が熱源であるハロゲンランプ１０６がオフとなっ
た後もしばらく温度上昇を続けた後、定着温度ｈ３近傍
に至る時間を見越して設定するもので、予め実験等に基
づいて設定されるものである。

【００２８】ステップ７乃至１０のフロー中で、端部表
面温度ｚが閾値温度ｈ２を越えるタイミングが図３の時
刻ｔ２に相当し、到達時間Ｔｃの経過した時点が時刻ｔ
３に相当する。

【００２９】その後、再度非通紙部領域の端部表面温度
ｚを読み取り（ステップ１１）、このときの端部表面温
度ｚが定着温度ｈ３より低い場合はハロゲンランプをオ
ンし、逆に高い場合はハロゲンランプをオフする（ステ
ップ１２，１３，１４）。そしてこの制御フローは、ス
テップ１５で時刻ｔ１以後の計測時間ｔｐが安定化時間
Ｔｂを越えたと判断されるまで繰りさせれる。安定化時
間Ｔｂを経過すると、ステップ１６で後述する検出温度
の補正処理が行なわれ、その後、定着器モータ１１７を
オフにしてウォーミングアップ処理を終了する（ステッ
プ１７）。

【００３０】ステップ１１乃至１７のフローは、図３の
時刻ｔ３乃至ｔ５に相当し、補正処理の開始時刻が時刻
ｔ４であり、このとき、端部表面温度ｚは、ステップ１
１乃至１５の制御ループにより定着温度ｈ３を維持して
いる。

【００３１】次に、ステップ１６で行なわれる補正処理
について図３、及び図４を参照しながら説明する。図４
は、ウォーミングアップ動作中の補正処理が開始される
時刻ｔ４でのヒートローラ１０２の各部での温度分布を
示す温度分布図である。ウォーミングアップ動作が前記
したコールドスタートで開始された場合、時刻ｔ４の時
点で、ヒートローラ１０２の表面温度は、平衡した温度
分布を示す。

【００３２】棒状のハロゲンランプ１０６は、端部より
中央部の昇温力が大きく、ヒートローラ１０２の端部が
中央部より放熱しやすい等の理由により、記録紙を移送
することによって、記録紙に熱を奪われることのない時
刻ｔ４の段階では、ヒートローラ１０６の中央部は、端
部より数℃から数１０℃温度が高い状態で安定する。

【００３３】時刻ｔ４の時点での、非接触検出表面温
度、実表面温度及び端部表面温度を、各々ｙ０、ｘ０、
及びｚ０とすると、この時のヒートローラ１０６の中央
部と端部の温度差を示す非印刷時温度差定数Ａ０（＝ｘ
０−ｚ０）は、予め実験で求められる数値であり、制御
回路２は、この非印刷時温度差定数Ａ０を内蔵するレジ
スタに格納しているものとする。

【００３４】次に時刻ｔ４での端部表面温度ｚ０と非接
触検出表面温度ｙ０の温度差を示す検出温度差定数Ｃ０
（＝ｚ０−ｙ０）を求め、制御回路２内のレジスタに格
納する。これらの定数Ａ０、Ｃ０を得ることにより、実
表面温度ｚと非接触検出表面温度ｙの温度補正量（Ａ０
＋Ｃ０）が定まり、この温度補正量（Ａ０＋Ｃ０）は、
時刻ｔ４の時だけでなく、ヒートローラ１０６が高温に
保たれる印刷動作時には略一定となる。従って、非接触
検出表面温度ｙを読み取ることにより、必要に応じて、
実表面温度ｘに近似する補正表面温度ｘｘ（＝ｙ＋Ａ０
＋Ｃ０）を算出することが出来る。

【００３５】以上のように、本発明による実施の形態１
の補正方法によれば、ヒートローラ１０６の通紙部領域
の温度検出位置１１６近傍に配置した非接触サーミスタ
１１５で検出される非接触検出表面温度ｙ０を読み込む
ことによって、温度検出位置１１６の実表面温度ｘに近
似する補正表面温度ｘｘを算出することが出来る。ま
た、検出温度差定数Ｃ０をウォーミングアップ時に計測
して設定するため、非接触サーミスタ１１５と温度検出
位置１１６の隙間Ｄ（図１２）が製造誤差等によってば
らついても、その影響を踏まえて補正されるため、補正
誤差として影響を及ぼすことはない。

【００３６】また、記録紙の定着が連続して行われ、非
通紙部領域の表面温度に対して通紙部領域の表面温度が
低下した場合にも、非接触検出表面温度ｙに温度補正量
（Ａ０＋Ｃ０）を加えることで、その時の温度検出位置
１１６の実表面温度ｘに近似する補正表面温度ｘｘを得
ることができる。

【００３７】しかしながら、前記した実施の形態１の補
正方法では、電源オン時のヒートローラ１０２の初期温
度が、室温と同じ状態からウォームアップするコールド
スタートでなく、印刷動作を終了させた後、間もなく再
度電源をオンした場合のように、電源オン時のヒートロ
ーラ１０２の初期温度が室温以上に高い場合には、後述
するように非印刷時温度差定数Ａ０が一定とならず、補
正された補正表面温度ｘｘが必ずしも実表面温度ｘに近
似しない問題があった。

【００３８】以下、これらの問題点を解消する本発明の
補正方法による実施の形態２の処理手順について説明す
る。図５は、図３のグラフにおいて、ハロゲンランプ１
０６がオンになる時刻ｔ０直前の非接触検出表面温度ｙ
をパラメータとして、補正処理が開始される時刻ｔ４時
点での実表面温度ｘと非接触検出表面温度ｙの差（ｘ−
ｙ）の変化を示す特性図である。同図から明らかなよう
に、非接触検出表面温度ｙが室温程度の２８℃の状態か
らウォーミングアップ動作がスタートするコールドスタ
ートの場合、端部表面温度ｚが所定の定着温度ｈ３に略
落ち着く時刻ｔ４の段階で（ｘ−ｙ）は３３℃である。

【００３９】一方、印刷が終了して電源をオフにした
後、間もなく再度電源をオンにした場合などのように、
ヒートローラ１０６の初期表面温度が高く、非接触検出
表面温度ｙが例えば１００℃程度の状態からウォーミン
グアップ動作がスタートする場合、時刻ｓ４の段階で
（ｘ−ｙ）は２７℃となり、前記したコールドスタート
の場合に比べて６℃減少する。

【００４０】以上のように初期条件によって時刻ｔ４で
の（ｘ−ｙ）が変化する原因の一つは、ハロゲンランプ
１０６の配光にある。通常、通紙部領域の発光量は、非
通紙部領域の発光量に比べて高く設定してある。このた
め、ヒートローラ１０６の表面温度が室温状態の低い温
度から端部表面温度ｚが所定の閾値温度ｔ２になるまで
ハロゲンランプ１０６をオンにすると、ヒートローラ１
０６の表面温度が高い状態から始めた場合に比べて温度
検出位置１１６の部分のオーバーシュートが大きくな
り、時刻ｔ４時点で、その部分の温度が高くなる。

【００４１】このオーバーシュートを抑えるには、一定
時間ヒートローラ１０６とバックアップローラ１０７を
回転させ、ヒートローラ１０６のオーバーシュート分の
熱をバックアップローラ１０７側に移動させる手法がと
られる。

【００４２】本発明の補正方法による実施の形態２で
は、図５の特性図に示す様に、ウォーミングアップ前の
ヒートローラの温度が低いほどオーバーシュートが大き
くなる傾向を踏まえ、ウォーミングアップ前の非接触検
出表面温度ｙの値に応じてヒートローラの駆動時間を変
えて、オーバーシュートを効率良く抑え、その後、前記
した補正を実行するようにしたものである。

【００４３】図６のフローチャートは、本発明の補正方
法による実施の形態２の処理手順を示し、図１に示す制
御系１の制御回路２によって実行される。図７は、図６
のフローチャートによる処理手順に従って実行された時
のウォーミングアップ動作の特性を示すグラフであり、
この図７を参照しながら、図６のフローチャートを説明
する。尚、このフローチャートは、前記した図２のフロ
ーチャートと共通する過程が多く、共通部分を明示する
ことで説明の重複をさけ、重複する部分は要点のみを記
述する。

【００４４】先ず、定着器１０１の電源が投入されると
（ステップ１）、非接触サーミスタ１１５（図１２）で
検出される非接触検出表面温度ｙを読み取り（ステップ
２）、その時点ｔｐ０、即ちハロゲンランプ１０６がオ
ンとなる前の非接触検出表面温度ｙｐが、ｙｐ≦７０
℃、７０℃＜ｙｐ＜１１０℃、及び１１０℃≦ｙｐのど
の温度領域に属するかを判定する（ステップ３，４）。

【００４５】この時の非接触検出表面温度ｙｐが、ｙｐ
≦７０℃を満たす場合には前記した安定化時間Ｔｂを所
定の値ｔｂの３倍（Ｔｂ＝ｔｂ×３）に設定し（ステッ
プ５）、７０℃＜ｙｐ＜１１０℃を満たす場合には、安
定化時間Ｔｂを所定の値ｔｂの２倍（Ｔｂ＝ｔｂ×２）
に設定し（ステップ６）、そして１１０℃≦ｙｐを満た
す場合には、安定化時間Ｔｂを所定の値ｔｂ（Ｔｂ＝ｔ
ｂ）とする（ステップ７）。

【００４６】実施の形態２の処理手順によれば、以上の
様に安定化時間Ｔｂを状況に応じて設定した後、図２の
フローチャートのステップ２以降に説明した前記実施の
形態１の作業手順を実行する。

【００４７】この場合、図７のグラフに示す様に、電源
がオンになった時刻ｔｐ０から時刻ｔ０の間に図６のフ
ローチャートのステップ２乃至ステップ７が実行され、
安定化時間Ｔｂが決定される。この安定化時間Ｔｂは、
時刻ｔ１から時刻ｔ４の期間を決定するもので、前記し
たように時刻ｔｐ０で検出された非接触検出表面温度ｙ
ｐの値に応じてその期間が定められる。

【００４８】この間、ヒートローラ１０２が駆動される
ため、前記したようにヒートローラ１０２の中央部のオ
ーバーシュートが速やかに軽減され、時刻ｔ４で前記し
た温度補正が実行される前に、オーバーシュートによる
実表面温度ｘと非接触検出表面温度ｙの差（ｘ−ｙ）の
ばらつきが抑えられる。

【００４９】以上の様に、本発明による実施の形態２の
補正方法によれば、ウォーミングアップ動作時のハロゲ
ンランプがオンとなる前のヒートローラの温度によって
ウォーミングアップ時のヒートローラ１０２の駆動時間
を変え、この温度によって異なる特性となるオーバーシ
ュートの影響を除いているため、精度の高い温度補正量
（Ａ０＋Ｃ０）を得ることが出来る。

【００５０】また、ハロゲンランプがオンとなる前のヒ
ートローラの温度によって、オーバーシュートを軽減す
るための安定化時間を設定するため、余計な時間を要す
ることなく、速やかにウォーミングアップ動作を終了す
ることが出来る。

【００５１】次に、連続印刷時において、ヒートローラ
の通紙部領域の表面温度が、非通紙部領域の表面温度に
比べて低下しても、通紙部領域の表面温度が所定の定着
温度を保てるように温度制御する方法について説明す
る。図８乃至図１０のフローチャートは、本発明の温度
制御方法による実施の形態３の処理手順を示し、図１に
示す制御系１の制御回路２によって実行される。図１１
は、図８乃至図１０のフローチャートによる処理手順に
従って制御が実行され、特に後述する印刷枚数がＮ枚以
上の場合のヒートローラ１０２の温度検出位置１１６の
実表面温度ｘと、ヒートローラ１０２の非通紙部領域に
配置された接触サーミスタ１１４で検出される端部表面
温度ｚの変化特性を示すグラフであり、この図１１を参
照しながら、図８乃至図１０のフローチャートを説明す
る。

【００５２】図８のフローチャートのステップ１で印刷
が起動されると、ステップ２で印刷が連続印刷か否かを
判定する。尚、この印刷起動は、前記した電源オン直後
のウォーミングアップが終了した後、引き続いて行なわ
れる場合を想定して説明する。また、連続印刷とは、１
ページの印刷が終了した後、ヒートローラ１０２とバッ
クアップローラ１０７の回転が停止せずに、次ページの
印刷が行われるようなモードいう。

【００５３】１ページの印刷の場合は、ステップ３に進
み、接触サーミスタ１１４で検出される端部表面温度ｚ
が設定温度Ｈを維持するようにハロゲンランプ１０６を
オン／オフする温度制御状態とする。この温度制御状態
はステップ６で印刷動作が終了されるまで続くものとす
る。この場合設定温度Ｈは、定着温度ｈ３に初期設定さ
れ、１ページ印刷が終了した後印刷動作を終了する（ス
テップ３乃至６）。

【００５４】ステップ２で連続印刷と判定された場合、
ステップ７に進み、連続印刷がＮページ以上か否かをチ
ェックする。Ｎページより少ない場合は、図９に示す
のフローのステップ２０に進み、接触サーミスタ１１４
で検出される端部表面温度ｚが設定温度Ｈを維持するよ
うにハロゲンランプ１０６をオン／オフする温度制御状
態とする。この温度制御状態はステップ２６で印刷動作
が終了されるまで続くものとする。このとき設定温度Ｈ
を定着温度ｈ３に、またカウンタの印刷枚数ｎをゼロに
各々初期設定する（ステップ２１，２２）。

【００５５】１ページ印刷して印刷枚数カウンタを１つ
増やし（ステップ２３，２４）、更に印刷データが残っ
ているか否かを判定する（ステップ２５）。印刷データ
がない場合は、ステップ２６に進んで印刷動作を終了
し、印刷データがある場合はステップ２７に進む。

【００５６】前記したように、印刷が行われて記録紙が
通過するとヒートローラの通紙部領域の温度が記録紙に
奪われてその部分の温度が低下する。この温度低下は記
録紙の通過枚数に比例し、やがて非通紙部領域に対して
ある温度差ａになった段階で平衡状態となり、その後記
録紙が通過してもしばらく間その温度差ａはあまり変わ
らない。

【００５７】従って、１ページ印刷させる毎に設定温度
Ｈをｂだけ高くし（ステップ２８）、温度低下分を補う
ように制御温度を上げる。ステップ２３からステップ２
８を繰り返すことによって、印刷枚数が進むにつれて設
定温度Ｈが増加し、やがて（ｈ３＋ａ）になった段階で
設定温度Ｈを固定する（ステップ２７）。この間、印刷
データがなくなった時点で印刷動作を終了する（ステッ
プ２５，２６）。

【００５８】図８のステップ７で印刷枚数がＮ枚以上と
判定された場合、ステップ８に進み、接触サーミスタ１
１４で検出される端部表面温度ｚが設定温度Ｔを維持す
るようにハロゲンランプ１０６をオン／オフする温度制
御状態とする。この接触サーミスタ１１４による制御状
態は、後述するステップ３１（図１０）で、非接触サー
ミスタ１１５で検出される非接触検出表面温度ｙによる
制御に切り換えられるまで続く。

【００５９】図１１のグラフは、これ以後のフローに従
って制御が行われた場合の実表面温度ｘと端部表面温度
ｚの変化特性を示すグラフであり、以下このフラグを参
照しながら説明する。この制御は、設定温度Ｈを定着温
度ｈ３に、またカウンタの印刷枚数ｎをゼロに各々初期
設定して（ステップ９，１０）開始されるが、このとき
の制御開始時刻が図１１の時刻ｔ１に相当する。

【００６０】ステップ１１乃至ステップ１５のフロー
は、前記した図９のステップ２３乃至２８のフローと同
じであり、図１１のグラフでは時刻ｔ１から時刻ｔ３ま
での期間に相当する。１ページ印刷するごとに設定温度
Ｈにｂを加算し、ヒートローラ１０２の通紙部領域の温
度低下が収まって平衡状態となる温度差ａだけ上昇した
時刻ｔ２以後設定温度Ｈはｈ３＋ａを保つ。この時、図
８のフローでは、ステップ１５をパスした制御ループ
（ステップ１１乃至ステップ１４）が実行されている。

【００６１】印刷枚数ｎが所定枚数Ｎを越えるとステッ
プ１３で判定され、図１０に示すのフローのステップ
３０に進む。ステップ３０では、この時点で非接触サー
ミスタ１１５が検出する非接触検出表面温度ｙの検出温
度値を目標値Ｙとしてレジスタに格納する。そして以
後、非接触検出表面温度ｙが目標値Ｙを維持するようハ
ロゲンランプ１０６をオン／オフする温度制御状態とす
る（ステップ３１）。この非接触サーミスタ１１５によ
る制御状態は、後述するステップ３５またはステップ３
９で印刷動作が終了されるまで続く。

【００６２】この制御の開始は、図１１のグラフの時刻
ｔ３に相当する。ステップ３２では端部表面温度ｚがこ
れ以上温度を上げてはならない上限Ｚlimを越えるか否
かを監視し、超えていない場合は印刷データがなくなる
まで上記した温度制御の下での印刷を続行する（ステッ
プ３２，３３，３７，３８）。尚、この上限温度Ｚlim
は、部品の耐熱温度を考慮して設定されるものである。

【００６３】この制御下で印刷が続行されると、例えば
外部温度等の状態変化によって非通紙部領域に対する通
紙部領域の温度差が前記平衡状態のａ以上に大きくなっ
ても通紙部領域の表面温度を一定（ｈ３）に保てるが、
そのため端部表面温度ｚが制御によって上昇する。図１
１のグラフでは、時刻ｔ３から時刻ｔ４の間、上記ステ
ップによる制御が行われる。

【００６４】端部表面温度ｚが上限Ｚlimを超えると、
ステップ３２でこれを判定してステップ３４に進み、ハ
ロゲンランプ１０６をオフとし、ステップ３５で印刷動
作を停止する。ただし、印刷は停止するがヒートローラ
１０２とバックアップローラ１０７の回転は継続させ
る。そして所定時間Ｔｋの経過をまって再度ステップ３
２に進み、端部表面温度ｚが上限Ｚlim以下になってい
る場合には、再度非接触検出表面温度ｙが目標値Ｙを維
持するようハロゲンランプ１０６をオン／オフする温度
制御状態とし印刷動作を再開する（ステップ３３，３
７）。このときの時刻が図１１のグラフの時刻ｔ５に相
当し、以後ステップ３８で印刷データがなくなったこと
が判定され、ステップ３９で印刷動作が終了するまで上
記の制御が繰り返される。

【００６５】以上のように、本発明による実施の形態３
の温度制御方法によれば、連続印刷の場合、先ずヒート
ローラ１０７の非通紙部領域に配置された接触サーミス
タ１１４で検出される端部表面温度ｚが所定温度になる
ように制御され、非通紙部領域に対する通紙部領域の温
度低下が収まって、ある程度平衡状態となって所望の温
度に安定した時の非接触検出表面温度ｙの検出温度値を
目標値Ｙとしてレジスタに格納し、以後、非接触検出表
面温度ｙが目標値Ｙを維持するようハロゲンランプ１０
６をオン／オフするので、ヒートローラの表面温度を安
定維持することが可能となる。

【００６６】尚、前記の実施の形態２では、ハロゲンラ
ンプ１０６がオンとなる前のヒートローラの温度を非接
触サーミスタ１１５で検出したがこれに限定されるもの
でなく、接触サーミスタ１１４で検出してもよい。また
前記実施の形態３では、印刷枚数が所定値になった段階
で、接触サーミスタが検出する端部表面温度による温度
制御から非接触サーミスタが検出する非接触検出表面温
度による温度制御に切換えたが、これに限定されるもの
でなく、連続印刷開始からの経過時間に基づいて温度制
御を切換えてもよいなど、種々の態様が考えられるもの
である。

【００６７】

【発明の効果】本発明の補正方法によれば、ヒートロー
ラの通紙部領域の温度検出位置近傍に配置した非接触温
度センサで検出される非接触検出表面温度を読み込むこ
とによって、温度検出位置の実表面温度に近似する補正
表面温度を算出することが出来る。また、検出温度差定
数をウォーミングアップ時に逐次測定して設定するた
め、非接触サーミスタと温度検出位置の隙間が製造誤差
によってばらついてもその影響を受けることがない。

【００６８】本発明による別の補正方法によれば、ウォ
ーミングアップ動作時の発熱体がオンとなる前のヒート
ローラの温度によってウォーミングアップ時のヒートロ
ーラの駆動時間を変え、この温度によって異なる特性と
なるオーバーシュートの影響を除いているため、精度の
高い温度補正量を得ることが出来る。

【００６９】また、ヒートローラの温度によってウォー
ミングアップ時のヒートローラの駆動時間を変えている
ため、余計な時間を要することなく、速やかにウォーミ
ングアップ動作を終了することが出来る。

【００７０】補正表面温度が、定着に必要な温度となる
ように発熱体をオン／オフすることによって、安定した
ヒートローラの温度制御を実現することが出来る。

【００７１】本発明による温度制御方法によれば、連続
印刷の場合、まずヒートローラの非通紙部領域に配置さ
れた接触温度センサで検出される端部表面温度が所定温
度になるように制御され、非通紙部領域に対する通紙部
領域の温度低下が収まって、ある程度平衡状態となって
所望の温度に安定した時の非接触検出温度の検出温度値
を目標値として記憶し、以後、非接触検出温度が検出温
度値を維持するよう発熱体をオン／オフするので、ヒー
トローラの表面温度を安定維持することが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明による制御方法の制御系の実施の形態
を示すブロック図である。

【図２】 本発明による実施の形態１の処理手順を示す
フローチャートである。

【図３】 実施の形態１の処理手順によって制御された
ときのヒートローラ１０２の表面温度の変化を示したグ
ラフである。

【図４】 ウォーミングアップ動作中の補正処理が開始
される時点でのヒートローラ１０２の表面温度分布図で
ある。

【図５】 非接触検出表面温度ｙをパラメータとして、
非印刷時温度差定数Ａ０の変化を示す特性図である。

【図６】 本発明による実施の形態２の処理手順を示す
フローチャートである。

【図７】 実施の形態２の処理手順によって制御された
ときのヒートローラ１０２の表面温度の変化を示したグ
ラフである。

【図８】 本発明による実施の形態３の処理手順を示す
フローチャートである。

【図９】 本発明による実施の形態３の処理手順を示す
フローチャートである。

【図１０】 本発明による実施の形態３の処理手順を示
すフローチャートである。

【図１１】 実施の形態３の処理手順によって制御され
たときのヒートローラ１０２の表面温度の変化を示した
グラフである。

【図１２】 電子写真プリンタの一般的な定着器の要部
構成を模式的に示した斜視図である。

【図１３】 図１２に示す定着器の要部断面図である。

【図１４】 通紙部領域と非通紙部領域のヒートローラ
１０２の周面温度分布図である。

【図１５】 従来の制御方法による連続印刷時の温度検
出位置１１６の実表面温度ｘと、非通紙部領域に配置さ
れた接触サーミスタ１１４で検出される端部表面温度ｚ
の変化特性を示す図である。

【符号の説明】

１ 制御系、 ２ 制御回路、 １０１ 定着器 、１
０２ ヒートローラ、１０３ 軸線、 １０４ 中空素
管、 １０５ 耐熱離型層、 １０６ ハロゲンラン
プ、 １０７ バックアップローラ、 １０８ 芯金、
１０９ 弾性層、 １１０ 軸線、 １１１ 筐体、
１１２ 記録紙、 １１３ 分離爪、１１４ 接触サ
ーミスタ、 １１５ 非接触サーミスタ。 １１６ 温
度検出位置、 １１７ 定着器モータ。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｇ０３Ｇ 21/00 ３８４ Ｇ０３Ｇ 21/00 ３８４ Ｇ０５Ｄ 23/27 Ｇ０５Ｄ 23/27 Ｆターム(参考） 2H027 DA12 DA39 DA46 DC05 DE01 DE07 DE10 EA12 EA15 EC06 EC07 EC09 EC10 ED25 EE01 EE04 EE07 EE08 EF06 FA02 FB07 JC08 JC16 2H033 AA03 AA18 BA08 BA25 BA32 BB01 BB19 BB37 CA03 CA04 CA07 CA19 CA22 CA28 CA30 CA40 CA45 5H323 AA36 BB01 CA08 CB02 DA01 EE01 EE04 FF03 FF10 GG04 GG16 HH05 KK05 LL07 LL18 MM02 9A001 HH34 KK42

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 定着器のヒートローラの外周面を加熱す
   べく、ヒートローラの内部にオン／オフ可能な発熱体を
   配置し、前記ヒートローラの通紙部領域の外周面近傍に
   非接触温度センサを配置し、前記ヒートローラの非通紙
   部領域の外周面に接触する接触温度センサを配置し、前
   記非接触温度センサで検出した非接触検出温度を補正し
   て前記通紙部領域の実際の表面温度に近似する補正表面
   温度を求める定着器の温度検出用非接触温度センサの補
   正方法であり、 前記ヒートローラの外周面が定着に必要な定着温度程度
   に加熱され、且つ前記通紙部領域に記録紙が接触しない
   特定状態での前記通紙部領域の表面温度と前記非通紙部
   領域の表面温度との温度差である第１の補正値を予め確
   定して記憶し、 前記特定状態において、前記接触温度センサで検出した
   端部表面温度と前記非接触温度センサで検出した前記非
   接触検出温度との温度差である第２の補正値を求めて記
   憶し、 前記第１と前記２の補正値を加算して、前記特定状態以
   外の状態における前記非接触検出温度に加算することに
   より前記補正表面温度を算出するための温度補正値を求
   めることを特徴とする定着器の温度検出用非接触温度セ
   ンサの補正方法。
2. 【請求項２】 定着器のヒートローラの外周面を加熱す
   べく、ヒートローラの内部にオン／オフ可能な発熱体を
   配置し、前記ヒートローラの通紙部領域の外周面近傍に
   非接触温度センサを配置し、前記ヒートローラの非通紙
   部領域の外周面に接触する接触温度センサを配置し、前
   記ヒートローラと共に協働して記録紙を移送するために
   該ヒートローラに圧接した状態でバックアップローラを
   配置し、前記非接触温度センサで検出した非接触検出温
   度を補正して前記通紙部領域の実際の表面温度に近似す
   る補正表面温度を求める定着器の温度検出用非接触温度
   センサの補正方法であり、 前記ヒートローラの外周面が定着に必要な定着温度程度
   に加熱され、且つ前記通紙部領域に記録紙が接触しない
   特定状態での前記通紙部領域の表面温度と前記非通紙部
   領域の表面温度との温度差である第１の補正値を予め確
   定して記憶し、 前記定着器の電源投入時に前記発熱体をオンして発熱さ
   せ、更に前記ヒートローラを回転状態として表面温度を
   前記定着温度程度まで立上げるウォーミングアップ動作
   を行ない、前記ヒートローラの回転を停止してウォーミ
   ングアップ動作を終了する前に前記接触温度センサで検
   出した端部表面温度と前記非接触温度センサで検出した
   前記非接触検出温度との温度差である第２の補正値を求
   めて記憶し、 前記第１と前記２の補正値を加算して、前記特定状態以
   外の状態における前記非接触検出温度に加算することに
   より前記補正表面温度を算出するための温度補正値を求
   めることを特徴とする定着器の温度検出用非接触温度セ
   ンサの補正方法。
3. 【請求項３】 更に前記発熱体をオンする前の前記ヒー
   トローラの初期温度を検出し、 該初期温度に応じて前記ヒートローラの回転を停止する
   タイミングを段階的に変え、前記初期温度が低いほど前
   記タイミングを遅くしたことを特徴とする請求項２記載
   の定着器の温度検出用非接触温度センサの補正方法。
4. 【請求項４】 前記初期温度を前記非接触温度センサで
   検出することを特徴とする請求項３記載の定着器の温度
   検出用非接触温度センサの補正方法。
5. 【請求項５】 定着器のヒートローラの外周面を加熱す
   べく、ヒートローラの内部にオン／オフ可能な発熱体を
   配置し、前記ヒートローラの通紙部領域の外周面近傍に
   非接触温度センサを配置し、前記ヒートローラの非通紙
   部領域の外周面に接触する接触温度センサを配置し、前
   記非接触温度センサで検出した非接触検出温度、または
   前記接触温度センサで検出した端部表面温度に基づいて
   前記発熱体をオン／オフし、前記ヒートローラの表面温
   度を制御する温度制御方法であって、 連続印刷時に、まず前記端部表面温度が所定温度になる
   ように温度制御される第１の温度制御状態とし、前記非
   通紙部領域の表面温度と前記通紙部領域の表面温度の差
   が略一定になる平衡状態の段階で、その時点の前記非接
   触検出温度を目標値として記憶し、以後、前記非接触検
   出温度が前記目標値となるよう温度制御される第２の温
   度制御状態とすることを特徴とする定着器の温度制御方
   法。
6. 【請求項６】 前記第１の温度制御状態中に記録紙の印
   刷枚数が所定枚数に達したら前記第２の温度制御状態に
   切換えることを特徴とする請求項５記載の定着器の温度
   制御方法。
7. 【請求項７】 前記第２の温度制御状態中に、前記端部
   表面温度が所定値を超えた場合、前記発熱体をオフと
   し、前記非通紙部領域の表面温度が前記所定値以上にな
   らないようにしたことを特徴とする請求項５記載の定着
   器の温度制御方法。