JP2005315990A - Image forming apparatus - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、記録媒体上に転写したトナー像を加熱定着する画像形成装置に関し、特に、画像形成装置の定着ローラの温度制御の改良に関する。 The present invention relates to an image forming apparatus that heats and fixes a toner image transferred onto a recording medium, and more particularly to improvement in temperature control of a fixing roller of the image forming apparatus.
一般に、電子写真方式による画像形成装置においては、転写紙などの画像支持体(記録媒体)の一面に転写されているトナー像を当該画像支持体に熱定着させるために、当該画像支持体の一面に接する定着加熱ローラと、この定着加熱ローラに圧着されるよう配置された加圧ローラとを備えてなる定着装置が広く用いられている。 Generally, in an electrophotographic image forming apparatus, one surface of an image support is used to thermally fix a toner image transferred to one surface of an image support (recording medium) such as transfer paper to the image support. 2. Description of the Related Art A fixing device is widely used that includes a fixing heating roller in contact with the fixing heating roller and a pressure roller disposed so as to be pressed against the fixing heating roller.
そして、ある種の定着装置においては、定着加熱ローラの加熱手段として、たとえばハロゲンランプなどのヒータランプ(以下、単に「ヒータ」と呼ぶ)や誘導加熱方式の熱源(加熱手段)がローラ内に設けられている。 In a certain type of fixing device, a heater lamp such as a halogen lamp (hereinafter simply referred to as “heater”) or an induction heating type heat source (heating means) is provided in the roller as a heating means of the fixing heating roller. It has been.
このような定着装置では目標定着温度を設定しておき、定着ローラが目標定着温度になるように上記加熱手段への電力供給を制御している。そして、そのような温度制御のために、温度センサを定着ローラ近傍に配置し、定着ローラの温度を検知するようにしている。 In such a fixing device, a target fixing temperature is set, and power supply to the heating unit is controlled so that the fixing roller reaches the target fixing temperature. For such temperature control, a temperature sensor is disposed in the vicinity of the fixing roller so as to detect the temperature of the fixing roller.
なお、温度センサには応答性と呼ばれる熱応答特性を有しており、測定対象物の温度を瞬時に測れるものではなく、一定時間後に測定結果を得ることができるという問題を有している。 Note that the temperature sensor has a thermal response characteristic called responsiveness, and does not measure the temperature of the measurement object instantaneously, but has a problem that a measurement result can be obtained after a certain time.
このような応答性の問題に鑑みて、以下の特許文献1では、検出温度の温度変化率、温度センサの応答性(時定数)および補正率を加算して、定着ローラの温度制御を行うようにしている。
以上の特許文献1記載の温度制御では、所定温度以上の場合には補正を行わない。このため、所定温度以下の場合(ウォームアップ時)には温度補正によりオーバーシュートを抑えることができるものの、所定温度以上の場合(スタンバイ時や画像形成実行時)には温度補正しないためにオーバーシュートを抑えることができず実温度と検知温度との誤差が大きくなる。
In the temperature control described in
なお、温度センサとして、接触サーミスタを使用した場合にはローラに傷を付け、画質に悪影響を与える可能性がある。一方、非接触サーミスタを使用すると、間接的な温度検知となるため、実温度を検知できず、しかも応答性が悪化する問題がある。 Note that when a contact thermistor is used as the temperature sensor, the roller may be damaged and the image quality may be adversely affected. On the other hand, when a non-contact thermistor is used, the temperature is indirectly detected, so that the actual temperature cannot be detected and the response is deteriorated.
また、近年、非接触の温度検知手段として、赤外線温度センサが使用されることがある。この赤外線温度センサは、測定対象物から放射される赤外線を検知した結果である温度検知信号を出力すると共に、周囲温度を検知した結果である温度補償信号を出力するように構成されており、温度検知信号と温度補償信号とから、測定対象物の温度を算出する構成になっている。 In recent years, infrared temperature sensors are sometimes used as non-contact temperature detection means. This infrared temperature sensor is configured to output a temperature detection signal that is a result of detecting infrared rays radiated from a measurement object, and to output a temperature compensation signal that is a result of detecting an ambient temperature. The temperature of the measurement object is calculated from the detection signal and the temperature compensation signal.
なお、この温度検知信号と温度補償信号とから測定対象物の温度を算出する際の算出テーブル(ルックアップテーブル)は、センサを製造するメーカーが提供しているものである。 A calculation table (look-up table) for calculating the temperature of the measurement object from the temperature detection signal and the temperature compensation signal is provided by a manufacturer that manufactures the sensor.
ところが、温度変化の大きい定着ローラの温度検出に赤外線温度センサを使用した場合、装置内の周囲温度が上昇するにつれて定着ローラ以外の各種部品から輻射される赤外線が増加し、これにより赤外線温度センサの誤差が大きくなることが、発明者の実験により判明した。 However, when the infrared temperature sensor is used to detect the temperature of the fixing roller having a large temperature change, the infrared radiation radiated from various parts other than the fixing roller increases as the ambient temperature in the apparatus rises. It became clear by experiment of an inventor that an error becomes large.
なお、発明者が詳細に検討した結果、装置内の周囲温度が所定温度より低い場合には、温度検知信号と温度補償信号とから算出された検知温度よりも、実際の温度(実温度)が10℃程度低いことが判明した。同様に、装置内の周囲温度が所定温度より高い場合には、温度検知信号と温度補償信号とから算出された検知温度よりも、実温度が10℃程度高いことが判明した(図12参照)。 As a result of detailed examination by the inventor, when the ambient temperature in the apparatus is lower than the predetermined temperature, the actual temperature (actual temperature) is higher than the detected temperature calculated from the temperature detection signal and the temperature compensation signal. It was found to be about 10 ° C lower. Similarly, when the ambient temperature in the apparatus is higher than the predetermined temperature, it has been found that the actual temperature is about 10 ° C. higher than the detected temperature calculated from the temperature detection signal and the temperature compensation signal (see FIG. 12). .
このように、温度補償信号を使用しているにもかかわらず、周囲温度の変化によって誤差の方向や誤差の大きさが変化してしまうことにより、定着ローラの温度を目標温度の範囲内で安定させることが極めて困難な状況になっていた。 In this way, despite the use of the temperature compensation signal, the direction of the error and the magnitude of the error change due to changes in the ambient temperature, so that the fixing roller temperature is stabilized within the target temperature range. It was a very difficult situation.
本発明は、以上のような課題を解決するためになされたものであって、その目的は、装置内の温度変化が大きい場合であっても、赤外線温度センサの温度検知信号と温度補償信号とにより算出された検知温度と実温度との間に差異が生じることを抑制し、定着ローラの温度を目標温度の範囲内で安定させることが可能な画像形成装置を提供することにある。 The present invention has been made to solve the above-described problems, and its purpose is to detect the temperature detection signal and the temperature compensation signal of the infrared temperature sensor even when the temperature change in the apparatus is large. It is an object of the present invention to provide an image forming apparatus capable of suppressing the difference between the detected temperature calculated by the above and the actual temperature and stabilizing the temperature of the fixing roller within the target temperature range.
以上の課題を解決する本発明は、以下に記載するようなものである。
(1)請求項1記載の発明は、記録媒体上に転写したトナー像を加熱定着する画像形成装置であって、加熱定着を行う定着ローラを加熱する加熱手段と、前記加熱手段に対応する前記定着ローラを測定対象物として、前記測定対象物から放射される赤外線を検知した結果である温度検知信号を出力すると共に、周囲温度を検知した結果である温度補償信号を出力する温度検知手段と、前記温度検知信号と前記温度補償信号とから前記定着ローラの温度を算出する温度算出手段と、前記温度補償信号に応じて、前記温度算出手段で算出された前記定着ローラの温度を補正する補正手段と、前記補正手段で補正された前記定着ローラの温度を参照して、前記加熱手段への電力供給を制御し、前記定着ローラを所定の定着目標温度になるように制御する制御手段と、を有することを特徴とする画像形成装置である。
The present invention for solving the above problems is as described below.
(1) The invention described in
(2)請求項2記載の発明は、前記補正手段は、前記温度補償信号に基づいて、予め定められた補正テーブルあるいは補正式によって矯正値を求め、前記温度算出手段で算出された前記定着ローラの温度に前記矯正値を作用させて補正を行う、ことを特徴とする請求項1記載の画像形成装置である。
(2) In the invention according to
(3)請求項3記載の発明は、記録媒体上に転写したトナー像を加熱定着する画像形成装置であって、加熱定着を行う定着ローラを加熱する加熱手段と、前記加熱手段に対応する前記定着ローラを測定対象物として、前記測定対象物から放射される赤外線を検知した結果である温度検知信号を出力すると共に、周囲温度を検知した結果である温度補償信号を出力する温度検知手段と、前記温度検知信号と前記温度補償信号とから前記定着ローラの温度を算出する温度算出手段と、前記定着ローラの端部もしくは周囲の温度または装置内温度を検知する周囲温度検知手段と、前記周囲温度検知手段の検知結果に応じて、前記温度算出手段で算出された前記定着ローラの温度を補正する補正手段と、前記補正手段で補正された前記定着ローラの温度を参照して、前記加熱手段への電力供給を制御し、前記定着ローラを所定の定着目標温度になるように制御する制御手段と、を有することを特徴とする画像形成装置である。 (3) The invention described in claim 3 is an image forming apparatus for heating and fixing a toner image transferred onto a recording medium, the heating means for heating a fixing roller for heat fixing, and the heating means corresponding to the heating means. With the fixing roller as a measurement object, a temperature detection means for outputting a temperature detection signal that is a result of detecting infrared rays radiated from the measurement object, and for outputting a temperature compensation signal that is a result of detecting the ambient temperature; A temperature calculating means for calculating the temperature of the fixing roller from the temperature detection signal and the temperature compensation signal; an ambient temperature detecting means for detecting an end or ambient temperature of the fixing roller or an internal temperature; and the ambient temperature. According to the detection result of the detection means, a correction means for correcting the temperature of the fixing roller calculated by the temperature calculation means, and a temperature of the fixing roller corrected by the correction means. See, by controlling the power supply to the heating means, an image forming apparatus characterized by comprising a control means for controlling so that the fixing roller to a predetermined fixing target temperature.
(4)請求項4記載の発明は、前記補正手段は、前記周囲温度検知手段により検出された前記定着ローラの端部もしくは周囲の温度または装置内温度に基づいて、予め定められた補正テーブルあるいは補正式によって矯正値を求め、前記温度算出手段で算出された前記定着ローラの温度に前記矯正値を作用させて補正を行う、ことを特徴とする請求項3記載の画像形成装置である。 (4) According to a fourth aspect of the present invention, the correction means is a correction table determined in advance based on an end portion or ambient temperature of the fixing roller detected by the ambient temperature detection means or a temperature in the apparatus. 4. The image forming apparatus according to claim 3, wherein a correction value is obtained by a correction formula, and correction is performed by applying the correction value to the temperature of the fixing roller calculated by the temperature calculation unit.
(5)請求項5記載の発明は、前記補正手段は、前記加熱手段の熱容量毎に応じてそれぞれ異なる複数の補正テーブルあるいは補正式を有しており、前記制御手段は、前記熱容量に応じて予め設定された設定部の状態を検知した結果、あるいは、ウォームアップ時における温度上昇率を検知した結果、のいずれかにより、前記複数の補正テーブルあるいは補正式の中から適したものを前記矯正値算出のために選定する、ことを特徴とする請求項2または請求項4に記載の画像形成装置である。
(5) The invention according to
(6)請求項6記載の発明は、前記加熱手段と該加熱手段に対応する前記温度検知手段とがそれぞれ複数設けられており、前記制御手段は、前記加熱手段と該加熱手段に対応する前記温度検知手段との複数のそれぞれについて、独立して所定の定着目標温度になるように制御する、ことを特徴とする請求項1乃至請求項5のいずれかに記載の画像形成装置である。
(6) The invention according to
(7)請求項7記載の発明は、前記複数の加熱手段は電磁誘導加熱方式の加熱手段であり、加熱定着に使用可能な最大電力を、前記複数の加熱手段のいずれでも単独で発生することが可能に構成されており、前記制御手段は、前記加熱手段のいずれかに加熱定着に使用可能な最大の電力を供給する際には、他の加熱手段への電力の供給を行わない、ことを特徴とする請求項6記載の画像形成装置である。
(7) In the invention according to
本発明によると以下のような効果が得られる。
(1)請求項1記載の発明では、記録媒体上に転写したトナー像を加熱定着する画像形成の際に、温度検知信号と温度補償信号とから定着ローラの温度を算出し、算出された定着ローラの温度を温度補償信号に応じて補正する。
According to the present invention, the following effects can be obtained.
(1) According to the first aspect of the present invention, the temperature of the fixing roller is calculated from the temperature detection signal and the temperature compensation signal at the time of image formation in which the toner image transferred onto the recording medium is heated and fixed, and the calculated fixing is performed. The temperature of the roller is corrected according to the temperature compensation signal.
すなわち、温度検知信号と温度補償信号とから算出された検知温度を、さらに、温度補償信号に応じて補正するようにしているため、装置内の温度変化が大きい場合であっても、検知温度と実温度との間に差異が生じることが抑制される。この結果、周囲温度の変化にかかわらず定着ローラの温度を目標温度の範囲内で安定させることが可能になる。 That is, since the detected temperature calculated from the temperature detection signal and the temperature compensation signal is further corrected according to the temperature compensation signal, even if the temperature change in the apparatus is large, the detected temperature A difference between the actual temperature and the actual temperature is suppressed. As a result, it becomes possible to stabilize the temperature of the fixing roller within the range of the target temperature regardless of the change in the ambient temperature.
(2)請求項2記載の発明では、補正手段は、前記温度補償信号に基づいて、予め定められた補正テーブルあるいは補正式によって矯正値を求め、算出された定着ローラの温度に、矯正値を作用させて補正を行う。
(2) In the invention according to
すなわち、温度検知信号と温度補償信号とから算出された検知温度について、温度補償信号と補正テーブルあるいは補正式とから求められた矯正値を作用させて補正するようにしているため、装置内の温度変化が大きい場合であっても、検知温度と実温度との間に差異が生じることが有効に抑制される。この結果、周囲温度の変化にかかわらず定着ローラの温度を目標温度の範囲内で安定させることが可能になる。 In other words, the detected temperature calculated from the temperature detection signal and the temperature compensation signal is corrected by applying the correction value obtained from the temperature compensation signal and the correction table or the correction formula. Even when the change is large, the occurrence of a difference between the detected temperature and the actual temperature is effectively suppressed. As a result, it becomes possible to stabilize the temperature of the fixing roller within the range of the target temperature regardless of the change in the ambient temperature.
(3)請求項3記載の発明では、記録媒体上に転写したトナー像を加熱定着する画像形成の際に、温度検知信号と温度補償信号とから定着ローラの温度を算出し、さらに、周囲温度検知手段で定着ローラの端部もしくは周囲の温度または装置内温度を検知しておき、算出された定着ローラの温度を周囲温度検知手段の検知結果に応じて補正する。 (3) In the invention according to claim 3, the temperature of the fixing roller is calculated from the temperature detection signal and the temperature compensation signal at the time of image formation in which the toner image transferred onto the recording medium is heated and fixed. The detecting means detects the temperature of the end or the surrounding of the fixing roller or the temperature inside the apparatus, and corrects the calculated temperature of the fixing roller according to the detection result of the ambient temperature detecting means.
すなわち、温度検知信号と温度補償信号とから算出された検知温度を、さらに、周囲温度検知手段の検知結果に応じて補正するようにしているため、装置内の温度変化が大きい場合であっても、検知温度と実温度との間に差異が生じることが抑制される。この結果、周囲温度の変化にかかわらず定着ローラの温度を目標温度の範囲内で安定させることが可能になる。 That is, since the detected temperature calculated from the temperature detection signal and the temperature compensation signal is further corrected according to the detection result of the ambient temperature detection means, even if the temperature change in the apparatus is large The difference between the detected temperature and the actual temperature is suppressed. As a result, it becomes possible to stabilize the temperature of the fixing roller within the range of the target temperature regardless of the change in the ambient temperature.
(4)請求項4記載の発明では、補正手段は、周囲温度検知手段により検出された定着ローラの端部もしくは周囲の温度または装置内温度に基づいて、予め定められた補正テーブルあるいは補正式によって矯正値を求め、算出された定着ローラの温度に、矯正値を作用させて補正を行う。
(4) In the invention according to
すなわち、温度検知信号と温度補償信号とから算出された検知温度について、周囲温度検知手段の検知結果と補正テーブルあるいは補正式とから求められた矯正値を作用させて補正するようにしているため、装置内の温度変化が大きい場合であっても、検知温度と実温度との間に差異が生じることが有効に抑制される。この結果、周囲温度の変化にかかわらず定着ローラの温度を目標温度の範囲内で安定させることが可能になる。 That is, for the detection temperature calculated from the temperature detection signal and the temperature compensation signal, the correction value obtained from the detection result of the ambient temperature detection means and the correction table or the correction formula is applied and corrected. Even when the temperature change in the apparatus is large, the occurrence of a difference between the detected temperature and the actual temperature is effectively suppressed. As a result, it becomes possible to stabilize the temperature of the fixing roller within the range of the target temperature regardless of the change in the ambient temperature.
(5)請求項5記載の発明では、加熱手段の熱容量毎に応じてそれぞれ異なる複数の補正テーブルあるいは補正式を有しておき、熱容量に応じて予め設定された設定部の状態を検知した結果、あるいは、ウォームアップ時における温度上昇率を検知した結果、のいずれかにより、複数の補正テーブルあるいは補正式の中から適したものを、矯正値算出のために選定する。
(5) In the invention described in
すなわち、温度検知信号と温度補償信号とから算出された検知温度に対して矯正値を作用させる際に、熱容量に応じた設定あるいはウォームアップ時の温度上昇率のいずれかで複数の補正テーブルあるいは補正式の中から適したものを選定して矯正値を求めるようにしているので、装置内の温度変化が大きい場合であっても、その温度変化の生じ方に応じて矯正値が求められるようになり、検知温度と実温度との間に差異が生じることが極めて有効に抑制される。この結果、周囲温度の変化にかかわらず定着ローラの温度を目標温度の範囲内で安定させることが可能になる。 That is, when a correction value is applied to the detected temperature calculated from the temperature detection signal and the temperature compensation signal, a plurality of correction tables or corrections are performed depending on either the setting according to the heat capacity or the temperature increase rate during warm-up. Since the correct value is obtained by selecting a suitable one from the formula, even if the temperature change in the device is large, the correction value can be obtained according to how the temperature change occurs. Thus, the occurrence of a difference between the detected temperature and the actual temperature is extremely effectively suppressed. As a result, it becomes possible to stabilize the temperature of the fixing roller within the range of the target temperature regardless of the change in the ambient temperature.
(6)請求項6記載の発明では、加熱手段と該加熱手段に対応する温度検知手段との複数の組のそれぞれについて、独立して所定の定着目標温度になるように制御している。
すなわち、温度検知信号と温度補償信号とから算出された検知温度を、さらに周囲温度の検知結果に応じて補正するようにしており、このような算出と補正とをそれぞれの組で独立して実行するようにしているため、装置内の温度変化が各部で異なるような場合であっても、それぞれにおいて検知温度と実温度との間に差異が生じることが抑制される。この結果、定着ローラの全体にわたって、目標温度の範囲内で安定させることが可能になる。
(6) In the invention described in
In other words, the detection temperature calculated from the temperature detection signal and the temperature compensation signal is further corrected according to the detection result of the ambient temperature, and such calculation and correction are performed independently for each set. Therefore, even when the temperature change in the apparatus is different in each part, the difference between the detected temperature and the actual temperature is suppressed in each part. As a result, the entire fixing roller can be stabilized within the target temperature range.
(7)請求項7記載の発明では、複数の加熱手段は電磁誘導加熱(IH)方式の加熱手段であり、加熱定着に使用可能な最大電力を、複数の加熱手段のいずれでも単独で発生することが可能に構成されており、加熱手段のいずれかに加熱定着に使用可能な最大の電力を供給する際には、他の加熱手段への電力の供給を行わないように構成されている。すなわち、定着ローラに供給可能な最大電力を、複数の加熱手段のいずれか一方のみに供給することが可能に構成されている。
(7) In the invention according to
この結果、電磁誘導加熱方式の最大電力供給による加熱で温度上昇率が部分的に高い定着ローラであっても、定着ローラの温度を目標温度の範囲内で安定させることが可能になる。 As a result, the temperature of the fixing roller can be stabilized within the target temperature range even if the fixing roller has a partially high temperature rise rate due to heating by the maximum power supply of the electromagnetic induction heating method.
以下、図面を参照して本発明を実施するための最良の形態(以下、実施形態)を詳細に説明する。
この実施形態の画像形成装置は、原稿読み取り部(スキャナ)により複写対象物の内容を画像情報として読み取って複写する機能を備えた画像出力装置(複写装置)であっても、原稿読み取り部(スキャナ)が存在しない画像出力装置(プリンタ)であっても、本発明を適用することが可能である。
The best mode for carrying out the present invention (hereinafter referred to as an embodiment) will be described below in detail with reference to the drawings.
The image forming apparatus of this embodiment is a document reading unit (scanner) even if it is an image output device (copying device) having a function of reading and copying the contents of a copy object as image information by a document reading unit (scanner) The present invention can also be applied to an image output apparatus (printer) that does not have ().
〈第1の実施形態〉
図1は、本発明の画像形成装置の第1の実施形態を示す回路構成図である。なお、この図1では、本実施形態の動作説明に必要な部分(定着部)の周囲を中心に記載してあり、その他の画像形成装置として既知の部分については省略してある。
<First Embodiment>
FIG. 1 is a circuit configuration diagram showing a first embodiment of an image forming apparatus of the present invention. In FIG. 1, the periphery of the portion (fixing portion) necessary for the operation description of the present embodiment is mainly described, and other portions known as the image forming apparatus are omitted.
この画像形成装置100は、AC(交流)100V程度あるいはAC200V程度の商用電源10から電力の供給を受けており、この商用電源からの交流をそのまま定着装置に使用するほか、装置内部で必要な電圧の直流を生成して各部に供給している。なお、画像形成装置100が使用される国(仕向地)毎に商用電源10の電圧や周波数は若干異なっていることがある。
The
101は各部を制御する制御手段としてCPUなどで構成された制御部であり、内部の記憶手段の記憶内容と温度検知手段の検知結果とを参照し、周囲温度に影響されない正確な検知温度を補正しつつ算出する制御と、補正された温度を参照して加熱手段への電力供給を制御し定着ローラの温度を目標温度の範囲内で安定させる制御と、を行うものである。すなわち、この制御部101は、各種制御を行う制御手段と、定着ローラの温度を算出する温度算出手段と、算出された定着ローラの温度をさらに補正する補正手段と、を構成している。
なお、制御部101は、定着温度の制御と電源供給の制御を実行する専用の制御手段であってもよいし、画像形成装置100の全体の各種制御を行う制御部との兼用であってもよい。
Note that the
120は定着部130への電力供給の制御を行う電源手段としての定着電源部であり、ヒータ131aに電力供給を行うヒータ電源121と、メインリレー123と、を有している。ここで、ヒータ電源121は、ヒータ131aが誘導加熱方式のヒータである場合には誘導加熱方式の電源手段であり、ヒータ131aがランプ式のヒータである場合にはSSR(ソリッド・ステート・リレー)などのスイッチング手段であり、制御部101からの制御信号を受けて電力供給が制御可能なように構成されている。また、メインリレー123は、制御部101からの制御信号(メインリレーON/OFF信号)を受けて、ヒータ電源121への電力供給のオン/オフが制御可能なように構成されている。
A fixing
130は転写紙に転写されているトナー像を熱定着させるための定着装置であり、加熱定着を行う定着ローラ131と、加圧定着を行う定着ローラ132とを有して構成されている。
この加熱定着を行う定着ローラ131内部には、定着ローラ131全体を内部から加熱する加熱手段としてのヒータ131aが内蔵されて構成されている。
また、定着部130には、ヒータ131aに対応する前記定着ローラの温度(検知温度)を非接触で検知する温度検知手段としての温度センサ131asが配置されている。そして温度センサ131asは、定着ローラ131の表面温度を検知し、検知結果を制御部101に伝達している。
Inside the fixing roller 131 that performs the heat fixing, a
Further, the fixing
133は、定着部130の熱容量に応じて予め設定された設定部としてのジャンパピンである。このジャンパピン133は工場出荷時などに装着されるものである。そして、このジャンパピン133の装着有無は、プルアップ抵抗を用いた電圧の変化(すなわち、熱容量検知信号)としてCPU101aにて検知される。
また、この画像形成装置100において、温度センサ131asが温度検知手段を構成しており、定着ローラ131を測定対象物として、測定対象物から放射される赤外線を検知した結果である温度検知信号TD1を出力する共に、周囲温度を検知した結果である温度補償信号TC1を出力する。
Further, in this
そして、制御部101内部には、温度検知信号TD1を増幅するバッファアンプA1と、温度補償信号TC1を増幅するバッファアンプA2と、温度検知信号TD1の増幅信号(A1出力)と温度補償信号TC1の増幅信号(A2出力)との電位差を増幅して差信号TF1を生成する差動アンプA3とを有している。
The
ここで、バッファアンプA1の出力、バッファアンプA2の出力、差動アンプA3の出力、熱容量検知信号、は制御部101内部のCPU101aの入力ポートに供給されている。
Here, the output of the buffer amplifier A1, the output of the buffer amplifier A2, the output of the differential amplifier A3, and the heat capacity detection signal are supplied to the input port of the
この場合、バッファアンプA1、バッファアンプA2、差動アンプA3、およびCPU101aが、請求項における温度算出手段を構成している。
このような構成において、CPU101aは、温度検知信号TD1と温度補償信号TC1との電位差に相当する差信号TF1から温度補償された状態の定着ローラ131の表面温度を算出する。なお、温度検知信号と温度補償信号とから定着ローラ131の表面温度を算出する場合には、CPU101aは、温度検知信号TD1と温度補償信号TC1と差信号TF1とを所定回数分取り込んで、平均化してから定着ローラ131の温度を算出する。
In this case, the buffer amplifier A1, the buffer amplifier A2, the differential amplifier A3, and the
In such a configuration, the
なお、この温度検知信号TD1(あるいは差信号TF1)と温度補償信号TC1とから測定対象物の温度を算出する際の算出テーブル(ルックアップテーブル)は、赤外線温度センサを製造するメーカーが提供しているものである。このため、温度変化の大きい定着ローラの温度検出に赤外線温度センサを使用した場合、画像形成装置内や定着ローラ周辺の周囲温度が上昇するにつれて定着ローラ以外の各種部品から輻射される赤外線が増加し、これにより赤外線温度センサの誤差が大きくなることが、発明者の実験により判明している。 A calculation table (lookup table) for calculating the temperature of the measurement object from the temperature detection signal TD1 (or the difference signal TF1) and the temperature compensation signal TC1 is provided by the manufacturer of the infrared temperature sensor. It is what. For this reason, when an infrared temperature sensor is used to detect the temperature of a fixing roller having a large temperature change, the infrared radiation radiated from various parts other than the fixing roller increases as the ambient temperature in the image forming apparatus and around the fixing roller increases. Thus, it has been found by experiments of the inventors that the error of the infrared temperature sensor becomes large.
そこで、この実施形態では、温度検知信号TD1と温度補償信号TC1とを用いて算出された定着ローラの温度を、さらに温度補償信号TC1に応じて補正するようにしている。これにより、画像形成装置内の温度変化が大きい場合であっても、検知温度と実温度との間に差異が生じることが抑制される。 Therefore, in this embodiment, the temperature of the fixing roller calculated using the temperature detection signal TD1 and the temperature compensation signal TC1 is further corrected according to the temperature compensation signal TC1. Thereby, even when the temperature change in the image forming apparatus is large, the difference between the detected temperature and the actual temperature is suppressed.
以上のように構成された本実施形態の画像形成装置100における動作を、図2のフローチャート、図3及び図4の温度制御特性図を参照して説明する。
まず、画像形成装置100の電源SW102がオンされると、制御部101は、メインリレー123をオン(導通)状態にして、ヒータ電源121からヒータ131aに電力供給を行い、図2の温度制御の処理を実行する。
The operation of the
First, when the
制御部101は、温度検知信号TD1と温度補償信号TC1と差信号TF1とを取り込む。なお、少なくとも、差信号TF1と温度補償信号TC1とを取り込むようにしてもよい。以下、この実施形態では、CPU101aが、差信号TF1と温度補償信号TC1とを取り込むものとして説明を行う。また、CPU101aは、図示されていないA-D変換器により差信号TF1と温度補償信号TC1とをA-D変換して、ディジタルデータとして取り込む(図2S1)。
The
なお、データのばらつきの影響を最低限に抑えるため、差信号TF1と温度補償信号TC1とについてディジタルデータを予め定められた所定回数分取り込んで、平均化する(図2S2)。 In order to minimize the influence of data variation, digital data is acquired for a predetermined number of times for the difference signal TF1 and the temperature compensation signal TC1 and averaged (S2 in FIG. 2).
ここで、CPU101aは、CPU101a内部あるいは図示されない情報保持部に格納されているLUT形式の温度テーブルを参照し、平均化された差信号TF1のディジタルデータと温度補償信号TC1のディジタルデータとから温度補償された状態の定着ローラ131の表面温度TDCを算出する(図2S3)。
Here, the
なお、この段階で使用される温度テーブルは、赤外線温度センサ131asを製造するメーカーが提供している標準的なものである。このため、この段階で算出されている定着ローラ131の表面温度TDCには、周囲温度の変化に応じた誤差(図12)が含まれている。 Note that the temperature table used at this stage is a standard one provided by the manufacturer that manufactures the infrared temperature sensor 131as. For this reason, the surface temperature TDC of the fixing roller 131 calculated at this stage includes an error (FIG. 12) corresponding to a change in the ambient temperature.
そして、CPU101aは、CPU101a内部あるいは図示されない情報保持部に格納されているLUT形式の周囲温度テーブル(図3(a))を参照し、平均化された温度補償信号TC1のディジタルデータから、赤外線温度センサ131as近傍の周囲温度のデータを得る(図2S4)。
Then, the
さらに、CPU101aは、CPU101a内部あるいは図示されない情報保持部に格納されているLUT形式の矯正温度テーブル(図3(b))を参照し、周囲温度のディジタルデータから、矯正温度ΔTのデータを取得する(図2S5)。
Further, the
たとえば、温度補償信号TC1のディジタルデータが237である場合、周囲温度は20℃となる(図3(a))。そして、この周囲温度20℃に対応する矯正温度ΔTは−6℃となる(図3(b))。 For example, when the digital data of the temperature compensation signal TC1 is 237, the ambient temperature is 20 ° C. (FIG. 3A). The correction temperature ΔT corresponding to the ambient temperature of 20 ° C. is −6 ° C. (FIG. 3B).
ここで、矯正温度ΔTとは、赤外線温度センサ131asにて検知された検知温度と実際の温度である実温度との誤差(図12)を補正するための矯正値である。なお、この誤差は、図12にて説明したように、周囲温度の変化に応じて発生するものである。 Here, the correction temperature ΔT is a correction value for correcting an error (FIG. 12) between the detected temperature detected by the infrared temperature sensor 131as and the actual temperature that is the actual temperature. Note that this error is generated according to a change in ambient temperature, as described with reference to FIG.
したがって、定着ローラやヒータあるいは画像形成装置などの熱容量に応じて変化する上記誤差(矯正値)に応じて矯正温度ΔTを予め測定しておき、そのΔTをLUT形式の矯正温度テーブル(図3(b))として、CPU101a内部あるいは図示されない情報保持部に格納しておけばよい。
Therefore, the correction temperature ΔT is measured in advance according to the error (correction value) that changes according to the heat capacity of the fixing roller, the heater, the image forming apparatus, etc., and the ΔT is calculated as a correction temperature table (FIG. As b)), it may be stored in the
なお、矯正温度ΔTに関しては、LUT形式の矯正温度テーブルとする以外に、周囲温度のデータに応じて矯正温度ΔTが算出される補正式を用いることも可能である。この場合も、矯正温度補正式として、CPU101a内部あるいは図示されない情報保持部に格納しておけばよい。
As for the correction temperature ΔT, in addition to the correction temperature table in the LUT format, a correction formula for calculating the correction temperature ΔT according to the ambient temperature data can be used. In this case, the correction temperature correction formula may be stored in the
以上のようにして、周囲温度に基づいた矯正温度ΔTが取得されると、CPU101aは、以下の算出式(1)を参照して、矯正温度ΔTを作用させた矯正済み温度Tmを算出する(図2S6)。
Tm=TDC+ΔT…(1)、
このようにして、定着ローラ131の表面温度として、矯正温度ΔTを作用させた矯正済み温度Tmを得た時点で、CPU101aは矯正済み温度Tmと目標温度とを比較して(図2S7)、ヒータ制御信号を用いてヒータ電源121からヒータ131aへの電力供給を制御し(図2S8、S9)、定着ローラ131を所定の定着目標温度になるように制御する。
When the correction temperature ΔT based on the ambient temperature is acquired as described above, the
Tm = TDC + ΔT (1),
In this way, when the corrected temperature Tm obtained by applying the correction temperature ΔT is obtained as the surface temperature of the fixing roller 131, the
ここで、ヒータ電源121は、ヒータ131aが誘導加熱方式のヒータである場合には誘導加熱方式の電力供給制御を行い、ヒータ131aがランプ式のヒータである場合にはSSRによるスイッチング制御を行う。
Here, the
以上説明したように、温度検知信号TD1(あるいは、差信号TF1)と温度補償信号TC1とから算出された検知温度TDCについて、温度補償信号TC1と補正テーブルあるいは補正式とから求められた矯正温度ΔTを作用させて補正するようにしているため、図4に示すように、装置内の温度変化が大きい場合であっても、検知温度(矯正済み温度Tm)と実温度との間に差異が生じることが有効に抑制される。 As described above, with respect to the detected temperature TDC calculated from the temperature detection signal TD1 (or difference signal TF1) and the temperature compensation signal TC1, the correction temperature ΔT obtained from the temperature compensation signal TC1 and the correction table or correction equation. As shown in FIG. 4, there is a difference between the detected temperature (corrected temperature Tm) and the actual temperature as shown in FIG. Is effectively suppressed.
この結果、周囲温度の変化にかかわらず定着ローラの温度を目標温度の範囲内で安定させることが可能になる。発明者が実験により確認したところ、従来は図12のように発生していた約−10℃〜+10℃の合計20℃にわたる誤差が、図4に示すように解消されたことが判明した。 As a result, it becomes possible to stabilize the temperature of the fixing roller within the range of the target temperature regardless of the change in the ambient temperature. When the inventor confirmed by experiment, it was found that the error over a total of about 20 ° C. from about −10 ° C. to + 10 ° C., which has conventionally occurred as shown in FIG. 12, was eliminated as shown in FIG.
〈第2の実施形態〉
なお、図12において、周囲温度と、周囲温度に応じた誤差の発生状況は、定着ローラやヒータあるいは画像形成装置などの熱容量に応じて変化することが、発明者による実験により確認されている。また、画像形成装置100が使用される国(仕向地)毎に商用電源10の電圧や周波数は若干異なっており、それによっても、周囲温度に応じた誤差の発生状況が変化する。
<Second Embodiment>
In FIG. 12, it has been confirmed by experiments by the inventor that the ambient temperature and the occurrence state of the error according to the ambient temperature change according to the heat capacity of the fixing roller, the heater, the image forming apparatus, or the like. In addition, the voltage and frequency of the
そこで、図1に示したように、定着部130の熱容量に応じて予め設定された設定部としてのジャンパピン133を工場出荷時に装着可能なように構成すると共に、このジャンパピン133の装着有無をプルアップ抵抗を用いた電圧の変化(熱容量検知信号)としてCPU101aにて検知可能に構成しておく。
Therefore, as shown in FIG. 1, the
さらに、図3(b)に一例を示したと同種の矯正温度テーブルを、熱容量に応じて複数、CPU101a内部あるいは図示されない情報保持部に格納しておく(図5参照)。ここで、図5(a)は周囲温度テーブル、図5(b)は矯正温度テーブル#1、図5(c)は矯正温度テーブル#2、の一例を示す。
Further, a plurality of correction temperature tables of the same type as shown in FIG. 3B are stored in the
そして、CPU101aはジャンパピン133の装着有無に応じて、CPU101a内部あるいは図示されない情報保持部に格納されているLUT形式の矯正温度テーブル(図5(b)あるいは図5(c))の中から適したものを選択したうえで参照し、周囲温度のディジタルデータから、矯正温度ΔTのデータを取得すればよい。なお、ジャンパピン133を複数n個用意しておくことで、2^nの複数の状態(複数の熱容量)を識別することが可能になる。
Then, depending on whether or not the
なお、ジャンパピン133を用いる代わりに、ウォームアップ時の温度上昇率をCPU101aが求めて、この温度上昇率から熱容量を判断するようにしてもよい。このようにすることで、仕向地での電圧の変化などにも柔軟に対応することが可能になる。また、複数電圧で使用可能な画像形成装置の場合にも対応することが可能になる。
Instead of using the
以上のように、複数の矯正温度テーブルを備えて構成された本実施形態の画像形成装置100における動作を、図5の矯正温度テーブルの説明図、図6のフローチャートを参照して説明する。
As described above, the operation of the
まず、画像形成装置100の電源SW102がオンされると、制御部101は、メインリレー123をオン(導通)状態にして、ヒータ電源121からヒータ131aに電力供給を行い、図6の温度制御の処理を実行する。
First, when the
制御部101は、温度検知信号TD1と温度補償信号TC1と差信号TF1とを取り込む。なお、少なくとも、差信号TF1と温度補償信号TC1とを取り込むようにしてもよい。以下、この実施形態では、CPU101aが、差信号TF1と温度補償信号TC1とを取り込むものとして説明を行う。
The
まず、画像形成装置100の電源SW102がオンされると、制御部101は、メインリレー123をオン(導通)状態にして、ヒータ電源121からヒータ131aに電力供給を行い、図6の温度制御の処理を実行する。
First, when the
制御部101は、温度検知信号TD1と温度補償信号TC1と差信号TF1とを取り込む。ここで、CPU101aは、図示されていないA-D変換器により差信号TF1と温度補償信号TC1とをA-D変換して、ディジタルデータとして取り込む(図6S1)。なお、データのばらつきの影響を最低限に抑えるため、差信号TF1と温度補償信号TC1とについてディジタルデータを予め定められた所定回数分取り込んで、平均化する(図6S2)。
The
ここで、CPU101aは、CPU101a内部あるいは図示されない情報保持部に格納されているLUT形式の温度テーブルを参照し、平均化された差信号TF1のディジタルデータと温度補償信号TC1のディジタルデータとから温度補償された状態の定着ローラ131の表面温度TDCを算出する(図6S3)。
Here, the
なお、この段階で使用される温度テーブルは、赤外線温度センサ131asを製造するメーカーが提供している標準的なものであるため、この段階で算出されている定着ローラ131の表面温度TDCには、周囲温度の変化に応じた誤差(図12)が含まれている。 Note that the temperature table used at this stage is a standard one provided by the manufacturer that manufactures the infrared temperature sensor 131as. Therefore, the surface temperature TDC of the fixing roller 131 calculated at this stage is: An error (FIG. 12) corresponding to a change in ambient temperature is included.
そして、CPU101aは、CPU101a内部あるいは図示されない情報保持部に格納されているLUT形式の周囲温度テーブル(図5(a))を参照し、平均化された温度補償信号TC1のディジタルデータから、赤外線温度センサ131as近傍の周囲温度のデータを得る(図6S4)。
Then, the
CPU101aは、熱容量検知信号の状態を調べ、その状態(L/H)に応じて、CPU101a内部あるいは図示されない情報保持部に格納されているLUT形式の矯正温度テーブル(図5(b)あるいは図5(c))の中から適したものを選択する(図6S5)。
The
そして、CPU101aは、熱容量検知信号の状態に応じて、検知結果がLであれば選択を行った矯正温度テーブル#1を参照して、周囲温度のディジタルデータから、矯正温度ΔTのデータを取得する(図6S6)。
Then, according to the state of the heat capacity detection signal, the
たとえば、温度補償信号TC1のディジタルデータが237である場合、周囲温度は20℃となる(図5(a))。そして、この周囲温度20℃に対応する矯正温度テーブル#1での矯正温度ΔTは−6℃となる(図5(b))。
For example, when the digital data of the temperature compensation signal TC1 is 237, the ambient temperature is 20 ° C. (FIG. 5A). The correction temperature ΔT in the correction
また、CPU101aは、熱容量検知信号の状態に応じて、検知結果がHであれば選択を行った矯正温度テーブル#2を参照して、周囲温度のディジタルデータから、矯正温度ΔTのデータを取得する(図6S7)。
Further, the
たとえば、温度補償信号TC1のディジタルデータが237である場合、周囲温度は20℃となる(図5(a))。そして、この周囲温度20℃に対応する矯正温度テーブル#2での矯正温度ΔTは−10℃となる(図5(c))。
For example, when the digital data of the temperature compensation signal TC1 is 237, the ambient temperature is 20 ° C. (FIG. 5A). The correction temperature ΔT in the correction
ここで、矯正温度テーブル#1による矯正温度ΔTは、熱容量検知信号がLの場合に、赤外線温度センサ131asにて検知された検知温度と実際の温度である実温度との誤差(図12)を補正するための矯正値である。また、矯正温度テーブル#2による矯正温度ΔTは、熱容量検知信号がHの場合に、赤外線温度センサ131asにて検知された検知温度と実際の温度である実温度との誤差(図12)を補正するための矯正値である。なお、この誤差は、周囲温度の変化や熱容量に応じて発生しているものである。
Here, the correction temperature ΔT according to the correction
なお、矯正温度ΔTに関しては、LUT形式の矯正温度テーブルとする以外に、周囲温度のデータに応じて矯正温度ΔTが算出される複数のいずれかの補正式を用いることも可能である。この場合も、矯正温度補正式として、CPU101a内部あるいは図示されない情報保持部に複数の補正式を格納しておけばよい。
As for the correction temperature ΔT, in addition to the correction temperature table in the LUT format, any one of a plurality of correction equations for calculating the correction temperature ΔT according to the ambient temperature data can be used. Also in this case, a plurality of correction formulas may be stored in the
以上のようにして、周囲温度に基づいた矯正温度ΔTが取得されると、CPU101aは、上述した算出式(Tm=TDC+ΔT)を参照して、矯正温度ΔTを作用させた矯正済み温度Tmを算出する(図6S8)。
As described above, when the correction temperature ΔT based on the ambient temperature is acquired, the
このようにして、定着ローラ131の表面温度として、熱容量に応じて選択された矯正温度テーブルから参照された矯正温度ΔTを作用させた矯正済み温度Tmを得た時点で、CPU101aは矯正済み温度Tmと目標温度とを比較して(図6S9)、ヒータ制御信号を用いてヒータ電源121からヒータ131aへの電力供給を制御し(図6S10、S11)、定着ローラ131を所定の定着目標温度になるように制御する。
In this way, when the corrected temperature Tm obtained by applying the corrected temperature ΔT referred to from the corrected temperature table selected according to the heat capacity is obtained as the surface temperature of the fixing roller 131, the
この結果、温度検知信号と温度補償信号とから算出された検知温度に対して矯正値を作用させる際に、熱容量に応じた設定あるいはウォームアップ時の温度上昇率のいずれかで複数の補正テーブルあるいは補正式の中から適したものを選定して矯正値を求めるようにしているので、装置内の温度変化が大きい場合であっても、その温度変化の生じ方に応じて矯正値が求められるようになり、検知温度と実温度との間に差異が生じることが極めて有効に抑制される。この結果、周囲温度の変化にかかわらず定着ローラの温度を目標温度の範囲内で安定させることが可能になる。 As a result, when the correction value is applied to the detected temperature calculated from the temperature detection signal and the temperature compensation signal, a plurality of correction tables or a plurality of correction tables are set by either setting according to the heat capacity or the temperature increase rate during warm-up. Since the correction value is determined by selecting a suitable correction formula, even if the temperature change in the device is large, the correction value can be calculated according to how the temperature change occurs. Thus, the difference between the detected temperature and the actual temperature is extremely effectively suppressed. As a result, it becomes possible to stabilize the temperature of the fixing roller within the range of the target temperature regardless of the change in the ambient temperature.
〈第3の実施形態〉
図7は、本発明の画像形成装置の第3の実施形態を示す回路構成図である。なお、この図7では、本実施形態の動作説明に必要な部分(定着部)の周囲を中心に記載してあり、その他の画像形成装置として既知の部分については省略してある。また、図1と同一物には同一番号を付してある。
<Third Embodiment>
FIG. 7 is a circuit configuration diagram showing a third embodiment of the image forming apparatus of the present invention. In FIG. 7, the periphery of the portion (fixing portion) necessary for the explanation of the operation of the present embodiment is mainly described, and other portions known as the image forming apparatus are omitted. The same components as those in FIG. 1 are denoted by the same reference numerals.
なお、図1に示した構成に加え、定着部130には、周囲温度検知手段として、定着ローラの端部温度を接触しつつ検知する接触サーミスタ134が配置されている。そして接触サーミスタ134は、定着ローラ131端部の表面温度を検知し、検知結果を制御部101に伝達している。
In addition to the configuration shown in FIG. 1, a
そして、制御部101内部には、温度検知信号TD1を増幅するバッファアンプA1と、温度補償信号TC1を増幅するバッファアンプA2と、温度検知信号TD1の増幅信号(A1出力)と温度補償信号TC1の増幅信号(A2出力)との電位差を増幅して差信号TF1を生成する差動アンプA3とに加え、接触サーミスタ134の検知結果である端部温度検知信号TH1を増幅するバッファアンプA7とを有している。
The
ここで、バッファアンプA1の出力、バッファアンプA2の出力、差動アンプA3の出力、バッファアンプA7、熱容量検知信号、は制御部101内部のCPU101aの入力ポートに供給されている。
Here, the output of the buffer amplifier A1, the output of the buffer amplifier A2, the output of the differential amplifier A3, the buffer amplifier A7, and the heat capacity detection signal are supplied to the input port of the
以上のように構成された本実施形態の画像形成装置100における動作を、図8のフローチャート、図9のテーブルの説明図を参照して説明する。
まず、画像形成装置100の電源SW102がオンされると、制御部101は、メインリレー123をオン(導通)状態にして、ヒータ電源121からヒータ131aに電力供給を行い、図8の温度制御の処理を実行する。
The operation of the
First, when the
制御部101は、差信号TF1と温度補償信号TC1と端部温度検知信号TH1を取り込む。ここで、CPU101aは、図示されていないA-D変換器により差信号TF1と温度補償信号TC1と端部温度検知信号TH1とを、A-D変換してディジタルデータとして取り込む(図8S1)。なお、データのばらつきの影響を最低限に抑えるため、差信号TF1と温度補償信号TC1と端部温度検知信号TH1とについてディジタルデータを予め定められた所定回数分取り込んで、平均化する(図8S2)。
The
ここで、CPU101aは、CPU101a内部あるいは図示されない情報保持部に格納されているLUT形式の温度テーブルを参照し、平均化された差信号TF1のディジタルデータと温度補償信号TC1のディジタルデータとから温度補償された状態の定着ローラ131の表面温度TDCを算出する(図8S3)。
Here, the
なお、この段階で使用される温度テーブルは、赤外線温度センサ131asを製造するメーカーが提供している標準的なものである。このため、この段階で算出されている定着ローラ131の表面温度TDCには、周囲温度の変化に応じた誤差(図12)が含まれている。 Note that the temperature table used at this stage is a standard one provided by the manufacturer that manufactures the infrared temperature sensor 131as. For this reason, the surface temperature TDC of the fixing roller 131 calculated at this stage includes an error (FIG. 12) corresponding to a change in the ambient temperature.
そして、CPU101aは、CPU101a内部あるいは図示されない情報保持部に格納されているLUT形式の周囲温度テーブル(図9(a))を参照し、平均化された端部温度検知信号TH1のディジタルデータから、接触サーミスタ134の近傍の周囲温度のデータを得る(図8S4)。
Then, the
さらに、CPU101aは、CPU101a内部あるいは図示されない情報保持部に格納されているLUT形式の矯正温度テーブル(図9(b))を参照し、周囲温度のディジタルデータから、矯正温度ΔTのデータを取得する(図8S5)。
Further, the
たとえば、温度補償信号TH1のディジタルデータが248である場合、周囲温度は20℃となる(図9(a))。そして、この周囲温度20℃に対応する矯正温度テーブル#2での矯正温度ΔTは−10℃となる(図9(b))。
For example, when the digital data of the temperature compensation signal TH1 is 248, the ambient temperature is 20 ° C. (FIG. 9A). The correction temperature ΔT in the correction
ここで、矯正温度ΔTとは、赤外線温度センサ131asにて検知された検知温度と実際の温度である実温度との誤差(図12)を補正するための矯正値である。なお、この誤差は、図12にて説明したように、周囲温度の変化に応じて発生するものである。 Here, the correction temperature ΔT is a correction value for correcting an error (FIG. 12) between the detected temperature detected by the infrared temperature sensor 131as and the actual temperature that is the actual temperature. Note that this error is generated according to a change in ambient temperature, as described with reference to FIG.
したがって、定着ローラやヒータあるいは画像形成装置などの熱容量に応じて変化する上記誤差(矯正値)に応じて矯正温度ΔTを予め測定しておき、そのΔTをLUT形式の矯正温度テーブル(図9(b))として、CPU101a内部あるいは図示されない情報保持部に格納しておけばよい。
Therefore, the correction temperature ΔT is measured in advance according to the error (correction value) that changes according to the heat capacity of the fixing roller, the heater, the image forming apparatus, etc., and the ΔT is measured using the LUT-type correction temperature table (FIG. 9 ( As b)), it may be stored in the
なお、矯正温度ΔTに関しては、LUT形式の矯正温度テーブルとする以外に、周囲温度のデータに応じて矯正温度ΔTが算出される補正式を用いることも可能である。この場合も、矯正温度補正式として、CPU101a内部あるいは図示されない情報保持部に格納しておけばよい。
As for the correction temperature ΔT, in addition to the correction temperature table in the LUT format, a correction formula for calculating the correction temperature ΔT according to the ambient temperature data can be used. In this case, the correction temperature correction formula may be stored in the
以上のようにして、周囲温度に基づいた矯正温度ΔTが取得されると、CPU101aは、上述した算出式(Tm=TDC+ΔT)を参照して、矯正温度ΔTを作用させた矯正済み温度Tmを算出する(図8S6)。
As described above, when the correction temperature ΔT based on the ambient temperature is acquired, the
このようにして、定着ローラ131の表面温度として、矯正温度ΔTを作用させた矯正済み温度Tmを得た時点で、CPU101aは矯正済み温度Tmと目標温度とを比較して(図8S7)、ヒータ制御信号を用いてヒータ電源121からヒータ131aへの電力供給を制御し(図8S8、S9)、定着ローラ131を所定の定着目標温度になるように制御する。
In this way, when the corrected temperature Tm obtained by applying the correction temperature ΔT as the surface temperature of the fixing roller 131 is obtained, the
ここで、ヒータ電源121は、ヒータ131aが誘導加熱方式のヒータである場合には誘導加熱方式の電力供給制御を行い、ヒータ131aがランプ式のヒータである場合にはSSRによるスイッチング制御を行う。
Here, the
以上説明したように、温度検知信号TD1(あるいは、差信号TF1)と温度補償信号TC1とから算出された検知温度TDCについて、端部温度検知信号TH1と補正テーブルあるいは補正式とから求められた矯正温度ΔTを作用させて補正するようにしているため、図4に示すように、装置内の温度変化が大きい場合であっても、検知温度(矯正済み温度Tm)と実温度との間に差異が生じることが有効に抑制される。この結果、定着ローラ131の端部温度(周囲温度)の変化にかかわらず定着ローラの温度を目標温度の範囲内で安定させることが可能になる。 As described above, the detected temperature TDC calculated from the temperature detection signal TD1 (or the difference signal TF1) and the temperature compensation signal TC1 is corrected from the end temperature detection signal TH1 and the correction table or the correction formula. Since the temperature ΔT is applied and corrected, as shown in FIG. 4, even if the temperature change in the apparatus is large, there is a difference between the detected temperature (corrected temperature Tm) and the actual temperature. Is effectively suppressed. As a result, the temperature of the fixing roller can be stabilized within the target temperature range regardless of the change in the end temperature (ambient temperature) of the fixing roller 131.
なお、この第3の実施形態においても、第2の実施形態と同様に熱容量に応じた複数の矯正温度テーブルを予め用意しておき、熱容量検知信号の状態、あるいは、温度上昇率を参照して、矯正温度ΔTを取得する矯正温度テーブルを選択するような構成にしてもよい。この場合にも、温度変化の生じ方に応じて矯正値が求められるようになり、検知温度と実温度との間に差異が生じることが極めて有効に抑制される。この結果、周囲温度の変化にかかわらず定着ローラの温度を目標温度の範囲内で安定させることが可能になる。 In the third embodiment, as in the second embodiment, a plurality of correction temperature tables corresponding to the heat capacity are prepared in advance, and the state of the heat capacity detection signal or the temperature increase rate is referred to. The correction temperature table for acquiring the correction temperature ΔT may be selected. Also in this case, the correction value is obtained according to how the temperature change occurs, and the occurrence of a difference between the detected temperature and the actual temperature is extremely effectively suppressed. As a result, it becomes possible to stabilize the temperature of the fixing roller within the range of the target temperature regardless of changes in the ambient temperature.
〈第4の実施形態〉
上述した図7(第3の実施形態)では、図1(第1の実施形態)に示した構成に加え、定着部130には、周囲温度検知手段として、定着ローラの端部温度を接触しつつ検知する接触サーミスタ134が配置されている。そして接触サーミスタ134は、定着ローラ131端部の表面温度を検知し、端部温度検知信号TH1をCPU101aに供給している。また、第3の実施形態と同様に、温度補償信号TC1もCPU101aに供給されている。
<Fourth Embodiment>
In the above-described FIG. 7 (third embodiment), in addition to the configuration shown in FIG. 1 (first embodiment), the fixing
そこで、この第4の実施形態では、図7の構成の画像形成装置において、温度補償信号TC1あるいは端部温度検知信号TH1のいずれか一方をCPU101aが選択することにより、予め定められた補正テーブルあるいは補正式によって矯正温度ΔTを取得することを特徴としている。
Therefore, in the fourth embodiment, in the image forming apparatus having the configuration shown in FIG. 7, the
このために、温度補償信号TC1から周囲温度を求めるための周囲温度テーブル#1と、端部温度検知信号TH1から周囲温度を求めるための周囲温度テーブル#2と、を備えておく。また、温度補償信号TC1により検出された周囲温度から矯正温度ΔTを取得するための矯正温度テーブル#1と、端部温度検知信号TH1により検出された周囲温度から矯正温度ΔTを取得するための矯正温度テーブル#2と、を備えておく。なお、矯正温度テーブル#1の代わりに補正式#1を、矯正温度テーブル#2の代わりに補正式#2を用意しておいてもよい。
For this purpose, an ambient
CPU101aは、熱容量検知信号あるいはウォームアップ時の温度上昇率などを参照し、矯正温度ΔT取得に温度補償信号TC1あるいは端部温度検知信号TH1のいずれを用いるかを決定する(図10S10)。
The
温度補償信号TC1を用いることが決定された場合、制御部101は、温度検知信号TD1と温度補償信号TC1と差信号TF1とを取り込む。ここで、CPU101aは、図示されていないA-D変換器により差信号TF1と温度補償信号TC1とをA-D変換して、ディジタルデータとして取り込む(図10S11)。なお、データのばらつきの影響を最低限に抑えるため、差信号TF1と温度補償信号TC1とについてディジタルデータを予め定められた所定回数分取り込んで、平均化する(図10S12)。
When it is determined to use the temperature compensation signal TC1, the
ここで、CPU101aは、CPU101a内部あるいは図示されない情報保持部に格納されているLUT形式の温度テーブルを参照し、平均化された差信号TF1のディジタルデータと温度補償信号TC1のディジタルデータとから温度補償された状態の定着ローラ131の表面温度TDCを算出する(図10S13)。
Here, the
なお、この段階で使用される温度テーブルは、赤外線温度センサ131asを製造するメーカーが提供している標準的なものであるため、この段階で算出されている定着ローラ131の表面温度TDCには、周囲温度の変化に応じた誤差(図12)が含まれている。 Note that the temperature table used at this stage is a standard one provided by the manufacturer that manufactures the infrared temperature sensor 131as. Therefore, the surface temperature TDC of the fixing roller 131 calculated at this stage is: An error (FIG. 12) corresponding to a change in ambient temperature is included.
CPU101aは、CPU101a内部あるいは図示されない情報保持部に格納されているLUT形式の周囲温度テーブル#1を参照し、平均化された温度補償信号TC1のディジタルデータから、赤外線温度センサ131as近傍の周囲温度のデータを得る(図10S14)。
The
さらに、CPU101aは、CPU101a内部あるいは図示されない情報保持部に格納されているLUT形式の矯正温度テーブル#1を参照し、周囲温度のディジタルデータから、矯正温度ΔTのデータを取得する(図10S15)。
Further, the
ここで、矯正温度テーブル#1による矯正温度ΔTは、赤外線温度センサ131asにて検知された検知温度と実際の温度である実温度との誤差(図12)を補正するための矯正値である。なお、矯正温度ΔTに関しては、LUT形式の矯正温度テーブルとする以外に、周囲温度のデータに応じて矯正温度ΔTが算出される補正式#1を用いることも可能である。この場合も、矯正温度補正式#1として、CPU101a内部あるいは図示されない情報保持部に格納しておけばよい。
Here, the correction temperature ΔT based on the correction
以上のようにして、周囲温度に基づいた矯正温度ΔTが取得されると、CPU101aは、上述した算出式(Tm=TDC+ΔT)を参照して、矯正温度ΔTを作用させた矯正済み温度Tmを算出する(図10S16)。
As described above, when the correction temperature ΔT based on the ambient temperature is acquired, the
このようにして、定着ローラ131の表面温度として、CPU101aの決定に応じて選択された矯正温度テーブル#1から参照された矯正温度ΔTを作用させた矯正済み温度Tmを得た時点で、CPU101aは矯正済み温度Tmと目標温度とを比較して(図10S17)、ヒータ制御信号を用いてヒータ電源121からヒータ131aへの電力供給を制御し(図10S18、S19)、定着ローラ131を所定の定着目標温度になるように制御する。
In this way, when the corrected temperature Tm obtained by applying the correction temperature ΔT referred to from the correction
また、CPU101aの決定(図10S10)により端部温度検知信号TH1を用いることが決定された場合、制御部101は、差信号TF1と温度補償信号TC1と端部温度検知信号TH1を取り込む。ここで、CPU101aは、図示されていないA-D変換器により差信号TF1と温度補償信号TC1と端部温度検知信号TH1とを、A-D変換してディジタルデータとして取り込む(図10S21)。なお、データのばらつきの影響を最低限に抑えるため、差信号TF1と温度補償信号TC1と端部温度検知信号TH1とについてディジタルデータを予め定められた所定回数分取り込んで、平均化する(図10S22)。
If it is determined by the
ここで、CPU101aは、CPU101a内部あるいは図示されない情報保持部に格納されているLUT形式の温度テーブルを参照し、平均化された差信号TF1のディジタルデータと温度補償信号TC1のディジタルデータとから温度補償された状態の定着ローラ131の表面温度TDCを算出する(図10S23)。
Here, the
なお、この段階で使用される温度テーブルは、赤外線温度センサ131asを製造するメーカーが提供している標準的なものである。このため、この段階で算出されている定着ローラ131の表面温度TDCには、周囲温度の変化に応じた誤差(図12)が含まれている。 Note that the temperature table used at this stage is a standard one provided by the manufacturer that manufactures the infrared temperature sensor 131as. For this reason, the surface temperature TDC of the fixing roller 131 calculated at this stage includes an error (FIG. 12) corresponding to a change in the ambient temperature.
そして、CPU101aは、CPU101a内部あるいは図示されない情報保持部に格納されているLUT形式の周囲温度テーブル#2を参照し、平均化された端部温度検知信号TH1のディジタルデータから、接触サーミスタ134の近傍の周囲温度のデータを得る(図10S24)。
Then, the
さらに、CPU101aは、CPU101a内部あるいは図示されない情報保持部に格納されているLUT形式の矯正温度テーブル#2を参照し、周囲温度のディジタルデータから、矯正温度ΔTのデータを取得する(図10S25)。
Further, the
ここで、矯正温度テーブル#2による矯正温度ΔTは、赤外線温度センサ131asにて検知された検知温度と実際の温度である実温度との誤差(図12)を補正するための矯正値である。なお、この誤差は、図12にて説明したように、周囲温度の変化に応じて発生するものである。
Here, the correction temperature ΔT according to the correction
したがって、定着ローラやヒータあるいは画像形成装置などの熱容量に応じて変化する上記誤差(矯正値)に応じて矯正温度ΔTを予め測定しておき、そのΔTをLUT形式の矯正温度テーブル#2として、CPU101a内部あるいは図示されない情報保持部に格納しておけばよい。なお、矯正温度ΔTに関しては、LUT形式の矯正温度テーブルとする以外に、周囲温度のデータに応じて矯正温度ΔTが算出される補正式#2を用いることも可能である。この場合も、矯正温度補正式#2として、CPU101a内部あるいは図示されない情報保持部に格納しておけばよい。
Therefore, the correction temperature ΔT is measured in advance according to the error (correction value) that changes according to the heat capacity of the fixing roller, the heater, the image forming apparatus, etc., and the ΔT is used as the correction
以上のようにして、周囲温度に基づいた矯正温度ΔTが取得されると、CPU101aは、上述した算出式(Tm=TDC+ΔT)を参照して、矯正温度ΔTを作用させた矯正済み温度Tmを算出する(図10S26)。
As described above, when the correction temperature ΔT based on the ambient temperature is acquired, the
このようにして、定着ローラ131の表面温度として、CPU101aの決定に応じて選択された矯正温度テーブル#2から参照された矯正温度ΔTを作用させた矯正済み温度Tmを得た時点で、CPU101aは矯正済み温度Tmと目標温度とを比較して(図10S27)、ヒータ制御信号を用いてヒータ電源121からヒータ131aへの電力供給を制御し(図10S28、S29)、定着ローラ131を所定の定着目標温度になるように制御する。
In this way, when the corrected temperature Tm obtained by applying the correction temperature ΔT referred to from the correction
以上説明したように、温度検知信号TD1(あるいは、差信号TF1)と温度補償信号TC1とから算出された検知温度TDCについて、温度補償信号TC1と補正テーブル#1あるいは補正式#1とから求められた矯正温度ΔT、あるいは、端部温度検知信号TH1と補正テーブル#2あるいは補正式#2とから求められた矯正温度ΔTを作用させて補正するようにしているため、装置内の温度変化が大きい場合であっても、検知温度(矯正済み温度Tm)と実温度との間に差異が生じることが有効に抑制される。この結果、定着ローラ131の端部温度(周囲温度)の変化にかかわらず定着ローラの温度を目標温度の範囲内で安定させることが可能になる。
As described above, the detected temperature TDC calculated from the temperature detection signal TD1 (or the difference signal TF1) and the temperature compensation signal TC1 is obtained from the temperature compensation signal TC1 and the
この結果、温度検知信号と温度補償信号とから算出された検知温度に対して矯正値を作用させる際に、熱容量に応じた設定あるいはウォームアップ時の温度上昇率のいずれかで複数の補正テーブルあるいは補正式の中から適したものを選定して矯正値を求めるようにしているので、装置内の温度変化が大きい場合であっても、その温度変化の生じ方に応じて矯正値が求められるようになり、検知温度と実温度との間に差異が生じることが極めて有効に抑制される。この結果、周囲温度の変化にかかわらず定着ローラの温度を目標温度の範囲内で安定させることが可能になる。 As a result, when the correction value is applied to the detected temperature calculated from the temperature detection signal and the temperature compensation signal, a plurality of correction tables or a plurality of correction tables are set by either setting according to the heat capacity or the temperature increase rate during warm-up. Since the correction value is determined by selecting a suitable correction formula, even if the temperature change in the device is large, the correction value can be calculated according to how the temperature change occurs. Therefore, the difference between the detected temperature and the actual temperature is extremely effectively suppressed. As a result, it becomes possible to stabilize the temperature of the fixing roller within the range of the target temperature regardless of changes in the ambient temperature.
なお、この第4の実施形態においても、第2の実施形態と同様に熱容量に応じた複数の矯正温度テーブルを予め用意しておくことが可能である。すなわち、矯正温度テーブル#1について、複数の矯正温度テーブル#11/#12を設け、矯正温度テーブル#2について、複数の矯正温度テーブル#21/#22を設ける。そして、熱容量検知信号の状態、あるいは、温度上昇率を参照して、複数の矯正温度テーブルを選択する。この場合にも、温度変化の生じ方に応じて矯正値が求められるようになり、検知温度と実温度との間に差異が生じることが極めて有効に抑制される。この結果、周囲温度の変化にかかわらず定着ローラの温度を目標温度の範囲内で安定させることが可能になる。
In the fourth embodiment, a plurality of correction temperature tables corresponding to the heat capacity can be prepared in advance as in the second embodiment. That is, a plurality of correction temperature tables # 11 / # 12 are provided for the correction
〈第5の実施形態〉
図11は、本発明の画像形成装置の第5の実施形態を示す回路構成図である。なお、この図11では、図1や図7と同様に、本実施形態の動作説明に必要な部分(定着部)を記載してあり、その他の既知の部分については省略してある。
<Fifth Embodiment>
FIG. 11 is a circuit configuration diagram showing a fifth embodiment of the image forming apparatus of the present invention. In FIG. 11, as in FIGS. 1 and 7, a part (fixing unit) necessary for describing the operation of this embodiment is shown, and other known parts are omitted.
この画像形成装置100において、第1の実施形態と異なる部分として、第一ヒータ131aに電力供給を行う第一ヒータ電源121と、第二ヒータ131bに電力供給を行う第二ヒータ電源122と、を有している。
In this
ここで、第一ヒータ電源121と第二ヒータ電源122とは、第一ヒータ131aと第二ヒータ131bとが誘導加熱方式のヒータである場合には誘導加熱方式の電源手段であり、第一ヒータ131aと第二ヒータ131bとがランプ式のヒータである場合にはSSR(ソリッド・ステート・リレー)などのスイッチング手段であり、制御部101からの制御信号を受けて電力供給が制御可能なように構成されている。
Here, the first
また、定着ローラ131内部には、定着ローラ131の中央部を加熱する第一加熱手段としての第一ヒータ131a、定着ローラ131の通紙領域の端部を加熱する第二加熱手段としての第二ヒータ131b、が内蔵されて構成されている。
Further, in the fixing roller 131, a
また、定着部130には、第一ヒータ131aに対応する定着ローラの中央部の温度(第一検知温度)を非接触で検知する第一温度検知手段としての第一赤外線温度センサ131as、第二ヒータ131bに対応する定着ローラの端部の温度(第二検知温度)を非接触で検知する第二温度検知手段としての第二赤外線温度センサ131bs、が配置されている。なお、第一赤外線温度センサ131asと第二赤外線温度センサ131bsとは、同等の応答性を有しているものとする。そして第一赤外線温度センサ131asと第二赤外線温度センサ131bsとは、定着ローラ131の表面温度を検知し、検知結果を制御部101に伝達している。
Further, the fixing
また、第一赤外線温度センサ131asは、定着ローラ131から放射される赤外線を検知して温度検知信号TD1を出力する共に、赤外線温度センサの周囲温度を検知して温度補償を行う温度補償信号TC1とを出力するよう構成されている。同様に、第二赤外線温度センサ131bsは、定着ローラ131から放射される赤外線を検知して温度検知信号TD2を出力する共に、赤外線温度センサの周囲温度を検知して温度補償を行う温度補償信号TC2とを出力するよう構成されている。 The first infrared temperature sensor 131as detects an infrared ray radiated from the fixing roller 131 and outputs a temperature detection signal TD1. The first infrared temperature sensor 131as detects the ambient temperature of the infrared temperature sensor and performs a temperature compensation signal TC1. Is configured to output. Similarly, the second infrared temperature sensor 131bs detects the infrared radiation radiated from the fixing roller 131 and outputs a temperature detection signal TD2, and also detects the ambient temperature of the infrared temperature sensor and performs temperature compensation on the temperature compensation signal TC2. Are output.
そして、制御部101内部には、温度検知信号TD1を増幅するバッファアンプA1と、温度補償信号TC1を増幅するバッファアンプA2と、温度検知信号TD1と温度補償信号TC1との電位差を増幅して差信号TF1を生成する差動アンプA3とを有している。
In the
同様に、制御部101内部には、温度検知信号TD2を増幅するバッファアンプA4と、温度補償信号TC2を増幅するバッファアンプA5と、温度検知信号TD2と温度補償信号TC2との電位差を増幅して差信号TF2を生成する差動アンプA6とを有している。
Similarly, the
ここで、バッファアンプA1の出力、バッファアンプA2の出力、差動アンプA3の出力、バッファアンプA4の出力、バッファアンプA5の出力、差動アンプA6の出力は、制御部101内部のCPU101aの入力ポートに供給されている。この場合、バッファアンプA1、バッファアンプA2、差動アンプA3、バッファアンプA4、バッファアンプA5、差動アンプA6、およびCPU101aが、請求項における温度算出手段を構成している。
Here, the output of the buffer amplifier A1, the output of the buffer amplifier A2, the output of the differential amplifier A3, the output of the buffer amplifier A4, the output of the buffer amplifier A5, and the output of the differential amplifier A6 are input to the
このような構成において、CPU101aは、赤外線温度センサ131asの温度検知信号TD1と温度補償信号TC1との電位差に相当する差信号TF1から温度補償された状態の定着ローラ131中央部の表面温度TDC1を算出する。なお、この段階で使用される温度テーブルは、赤外線温度センサ131asを製造するメーカーが提供している標準的なものである。このため、この段階で算出されている定着ローラ131中央部の表面温度TDC1には、赤外線温度センサ131as周囲温度の変化に応じた誤差が含まれている。
In such a configuration, the
そして、CPU101aは、CPU101a内部あるいは図示されない情報保持部に格納されているLUT形式の周囲温度テーブルを参照し、温度補償信号TC1のディジタルデータから、赤外線温度センサ131as近傍の周囲温度のデータを得る。
The
さらに、CPU101aは、CPU101a内部あるいは図示されない情報保持部に格納されているLUT形式の矯正温度テーブルを参照し、赤外線温度センサ131as周囲温度のディジタルデータから、定着ローラ131の中央部についての矯正温度ΔT1のデータを取得する。
Further, the
ここで、矯正温度ΔT1とは、赤外線温度センサ131asにて検知された定着ローラ131中央部の検知温度と実際の温度である実温度との誤差を補正するための矯正値である。 Here, the correction temperature ΔT1 is a correction value for correcting an error between the detected temperature at the center of the fixing roller 131 detected by the infrared temperature sensor 131as and the actual temperature.
したがって、定着ローラやヒータあるいは画像形成装置などの熱容量に応じて変化する上記誤差(矯正値)に応じて矯正温度ΔT1を予め測定しておき、そのΔT1をLUT形式の矯正温度テーブルとして、CPU101a内部あるいは図示されない情報保持部に格納しておけばよい。 Accordingly, the correction temperature ΔT1 is measured in advance according to the error (correction value) that changes according to the heat capacity of the fixing roller, the heater, the image forming apparatus, etc., and the ΔT1 is used as a correction temperature table in the LUT format. Alternatively, it may be stored in an information holding unit (not shown).
なお、矯正温度ΔT1に関しては、LUT形式の矯正温度テーブルとする以外に、周囲温度のデータに応じて矯正温度ΔTが算出される補正式を用いることも可能である。この場合も、矯正温度補正式として、CPU101a内部あるいは図示されない情報保持部に格納しておけばよい。
As for the correction temperature ΔT1, in addition to the correction temperature table in the LUT format, it is also possible to use a correction formula for calculating the correction temperature ΔT according to the ambient temperature data. In this case, the correction temperature correction formula may be stored in the
以上のようにして、周囲温度に基づいた矯正温度ΔT1が取得されると、CPU101aは、上述した算出式(Tm1=TDC1+ΔT1)を参照して、矯正温度ΔT1を作用させた矯正済み温度Tm1を算出する。
As described above, when the correction temperature ΔT1 based on the ambient temperature is acquired, the
このようにして、定着ローラ131中央部の表面温度として、矯正温度ΔT1を作用させた矯正済み温度Tm1を得た時点で、CPU101aは矯正済み温度Tm1と目標温度とを比較して、ヒータ制御信号を用いてヒータ電源121からヒータ131aへの電力供給を制御し、定着ローラ131中央部を所定の定着目標温度になるように制御する。
Thus, when the corrected temperature Tm1 obtained by applying the correction temperature ΔT1 is obtained as the surface temperature of the central portion of the fixing roller 131, the
ここで、ヒータ電源121は、ヒータ131aが誘導加熱方式のヒータである場合には誘導加熱方式の電力供給制御を行い、ヒータ131aがランプ式のヒータである場合にはSSRによるスイッチング制御を行う。
Here, the
また、このような構成において、CPU101aは、赤外線温度センサ131bsの温度検知信号TD2と温度補償信号TC2との電位差に相当する差信号TF2から温度補償された状態の定着ローラ131端部の表面温度TDC2を算出する。なお、この段階で使用される温度テーブルは、赤外線温度センサ131bsを製造するメーカーが提供している標準的なものである。このため、この段階で算出されている定着ローラ131端部の表面温度TDC2には、赤外線温度センサ131bs周囲温度の変化に応じた誤差が含まれている。
Further, in such a configuration, the
そして、CPU101aは、CPU101a内部あるいは図示されない情報保持部に格納されているLUT形式の周囲温度テーブルを参照し、温度補償信号TC2のディジタルデータから、赤外線温度センサ131bs近傍の周囲温度のデータを得る。
The
さらに、CPU101aは、CPU101a内部あるいは図示されない情報保持部に格納されているLUT形式の矯正温度テーブルを参照し、赤外線温度センサ131bs周囲温度のディジタルデータから、定着ローラ131の端部についての矯正温度ΔT2のデータを取得する。
Further, the
ここで、矯正温度ΔT2とは、赤外線温度センサ131bsにて検知された定着ローラ131端部の検知温度と実際の温度である実温度との誤差を補正するための矯正値である。 Here, the correction temperature ΔT2 is a correction value for correcting an error between the detected temperature at the end of the fixing roller 131 detected by the infrared temperature sensor 131bs and the actual temperature.
したがって、定着ローラやヒータあるいは画像形成装置などの熱容量に応じて変化する上記誤差(矯正値)に応じて矯正温度ΔT2を予め測定しておき、そのΔT2をLUT形式の矯正温度テーブルとして、CPU101a内部あるいは図示されない情報保持部に格納しておけばよい。 Therefore, the correction temperature ΔT2 is measured in advance according to the error (correction value) that changes according to the heat capacity of the fixing roller, the heater, the image forming apparatus, etc., and the ΔT2 is used as a correction temperature table in the LUT format. Alternatively, it may be stored in an information holding unit (not shown).
なお、矯正温度ΔT2に関しては、LUT形式の矯正温度テーブルとする以外に、周囲温度のデータに応じて矯正温度ΔTが算出される補正式を用いることも可能である。この場合も、矯正温度補正式として、CPU101a内部あるいは図示されない情報保持部に格納しておけばよい。
As for the correction temperature ΔT2, in addition to the correction temperature table in the LUT format, it is also possible to use a correction formula for calculating the correction temperature ΔT according to the ambient temperature data. In this case, the correction temperature correction formula may be stored in the
以上のようにして、周囲温度に基づいた矯正温度ΔT2が取得されると、CPU101aは、上述した算出式(Tm2=TDC2+ΔT2)を参照して、矯正温度ΔT2を作用させた矯正済み温度Tm2を算出する。
As described above, when the correction temperature ΔT2 based on the ambient temperature is acquired, the
このようにして、定着ローラ131端部の表面温度として、矯正温度ΔT2を作用させた矯正済み温度Tm2を得た時点で、CPU101aは矯正済み温度Tm2と目標温度とを比較して、ヒータ制御信号を用いてヒータ電源121からヒータ131aへの電力供給を制御し、定着ローラ131端部を所定の定着目標温度になるように制御する。
Thus, when the corrected temperature Tm2 obtained by applying the correction temperature ΔT2 is obtained as the surface temperature of the end portion of the fixing roller 131, the
ここで、ヒータ電源121は、ヒータ131aが誘導加熱方式のヒータである場合には誘導加熱方式の電力供給制御を行い、ヒータ131aがランプ式のヒータである場合にはSSRによるスイッチング制御を行う。
Here, the
以上のように、矯正温度ΔT1と矯正温度ΔT2とによる補正を独立して実行するようにしているため、装置内の温度変化が各部で異なるような場合であっても、それぞれにおいて検知温度と実温度との間に差異が生じることが抑制される。この結果、定着ローラの全体にわたって、目標温度の範囲内で安定させることが可能になる。 As described above, since the correction by the correction temperature ΔT1 and the correction temperature ΔT2 is performed independently, even if the temperature change in the apparatus is different in each part, the detected temperature and the actual temperature are different in each part. It is suppressed that a difference arises between temperature. As a result, the entire fixing roller can be stabilized within the target temperature range.
〈その他の実施形態〉
以上の第5の実施形態における第一ヒータ131aと第二ヒータ131bは、ハロゲンランプなどのヒータランプのほかに、誘導加熱(IH)方式の熱源(加熱手段)を用いることが可能である。そして、誘導加熱方式の熱源を用いる場合には、第一ヒータ電源121と第二ヒータ電源122とは、誘導加熱方式の電源手段を用いる。
<Other embodiments>
The
この場合、加熱定着に使用可能な最大電力(たとえば、1000W)を第一ヒータ131aと第二ヒータ131bとのいずれの側でも単独で発生することが可能に構成することができる。この場合、制御部101は、第一ヒータ131aと第二ヒータ131bとのいずれか一方に加熱定着に使用可能な最大の電力(1000W)を供給する際には、他方への電力の供給を行わないように制御する。ただし、従来と同様に、第一ヒータ131aと第二ヒータ131bとで500Wと500Wのように電力供給することもできる。
In this case, the maximum power (for example, 1000 W) that can be used for heat fixing can be generated independently on either side of the
このような構成(1000W+0W、0W+1000W)では、従来の500W+500Wに比較して、局部的にではあるが2倍の容量の熱源を有していて温度上昇率が高くなることと等しいため、温度リップルの発生が心配されるが、以上の実施形態を適用することで、電磁誘導加熱方式の最大電力供給による加熱で温度上昇率が高い定着ローラであっても、温度リップルを低減させて、定着ローラの温度を目標温度の範囲内で安定させることが可能になる。 Such a configuration (1000W + 0W, 0W + 1000W) is equivalent to having a heat source with a capacity twice as large as that of the conventional 500W + 500W, resulting in a higher rate of temperature rise. Although there are concerns about the occurrence of this problem, by applying the above embodiment, even if the fixing roller has a high temperature rise rate due to heating by the maximum power supply of the electromagnetic induction heating method, the temperature ripple is reduced and the fixing roller It becomes possible to stabilize the temperature within the range of the target temperature.
10 交流電源
100 画像形成装置
101 制御部(制御手段、温度算出手段、補正手段)
120 定着電源部
121 第一ヒータ電源
122 第二ヒータ電源
123 メインリレー
130 定着部
131 定着ローラ
131a 第一ヒータ(加熱手段)
131b 第二ヒータ(加熱手段)
131as 第一温度センサ(温度検知手段)
131bs 第二温度センサ(温度検知手段)
132 定着ローラ
DESCRIPTION OF
DESCRIPTION OF
131b Second heater (heating means)
131as first temperature sensor (temperature detection means)
131bs second temperature sensor (temperature detection means)
132 Fixing roller
Claims (7)
加熱定着を行う定着ローラを加熱する加熱手段と、
前記加熱手段に対応する前記定着ローラを測定対象物として、前記測定対象物から放射される赤外線を検知した結果である温度検知信号を出力すると共に、周囲温度を検知した結果である温度補償信号を出力する温度検知手段と、
前記温度検知信号と前記温度補償信号とから前記定着ローラの温度を算出する温度算出手段と、
前記温度補償信号に応じて、前記温度算出手段で算出された前記定着ローラの温度を補正する補正手段と、
前記補正手段で補正された前記定着ローラの温度を参照して、前記加熱手段への電力供給を制御し、前記定着ローラを所定の定着目標温度になるように制御する制御手段と、
を有することを特徴とする画像形成装置。 An image forming apparatus for heating and fixing a toner image transferred onto a recording medium,
Heating means for heating a fixing roller for performing heat fixing;
Using the fixing roller corresponding to the heating unit as a measurement object, a temperature detection signal that is a result of detecting infrared rays radiated from the measurement object is output, and a temperature compensation signal that is a result of detecting an ambient temperature is output. Temperature detecting means for outputting;
Temperature calculating means for calculating the temperature of the fixing roller from the temperature detection signal and the temperature compensation signal;
Correction means for correcting the temperature of the fixing roller calculated by the temperature calculation means in response to the temperature compensation signal;
Control means for controlling the power supply to the heating means with reference to the temperature of the fixing roller corrected by the correcting means and controlling the fixing roller to a predetermined fixing target temperature;
An image forming apparatus comprising:
ことを特徴とする請求項1記載の画像形成装置。 The correction means obtains a correction value by a predetermined correction table or correction formula based on the temperature compensation signal, and corrects the correction roller by applying the correction value to the temperature of the fixing roller calculated by the temperature calculation means. I do,
The image forming apparatus according to claim 1.
加熱定着を行う定着ローラを加熱する加熱手段と、
前記加熱手段に対応する前記定着ローラを測定対象物として、前記測定対象物から放射される赤外線を検知した結果である温度検知信号を出力すると共に、周囲温度を検知した結果である温度補償信号を出力する温度検知手段と、
前記温度検知信号と前記温度補償信号とから前記定着ローラの温度を算出する温度算出手段と、
前記定着ローラの端部もしくは周囲の温度または装置内温度を検知する周囲温度検知手段と、
前記周囲温度検知手段の検知結果に応じて、前記温度算出手段で算出された前記定着ローラの温度を補正する補正手段と、
前記補正手段で補正された前記定着ローラの温度を参照して、前記加熱手段への電力供給を制御し、前記定着ローラを所定の定着目標温度になるように制御する制御手段と、
を有することを特徴とする画像形成装置。 An image forming apparatus for heating and fixing a toner image transferred onto a recording medium,
Heating means for heating a fixing roller for performing heat fixing;
Using the fixing roller corresponding to the heating means as a measurement object, a temperature detection signal that is a result of detecting infrared rays emitted from the measurement object is output, and a temperature compensation signal that is a result of detecting the ambient temperature is output. Temperature detecting means for outputting;
Temperature calculating means for calculating the temperature of the fixing roller from the temperature detection signal and the temperature compensation signal;
An ambient temperature detecting means for detecting an end or ambient temperature of the fixing roller or a temperature in the apparatus;
A correction unit that corrects the temperature of the fixing roller calculated by the temperature calculation unit according to a detection result of the ambient temperature detection unit;
Control means for controlling the power supply to the heating means with reference to the temperature of the fixing roller corrected by the correction means and controlling the fixing roller to a predetermined fixing target temperature;
An image forming apparatus comprising:
ことを特徴とする請求項3記載の画像形成装置。 The correction means obtains a correction value by a predetermined correction table or a correction formula based on the end or ambient temperature of the fixing roller or the temperature in the apparatus detected by the ambient temperature detection means, and calculates the temperature. Correction is performed by applying the correction value to the temperature of the fixing roller calculated by the means.
The image forming apparatus according to claim 3.
前記制御手段は、前記熱容量に応じて予め設定された設定部の状態を検知した結果、あるいは、ウォームアップ時における温度上昇率を検知した結果、のいずれかにより、前記複数の補正テーブルあるいは補正式の中から適したものを前記矯正値算出のために選定する、
ことを特徴とする請求項2または請求項4に記載の画像形成装置。 The correction means has a plurality of correction tables or correction formulas that are different depending on the heat capacity of the heating means,
The control means is configured to detect the plurality of correction tables or correction formulas based on either a result of detecting a state of a setting unit set in advance according to the heat capacity or a result of detecting a temperature increase rate during warm-up. Selecting a suitable one for the correction value calculation,
The image forming apparatus according to claim 2, wherein the image forming apparatus is an image forming apparatus.
前記制御手段は、前記加熱手段と該加熱手段に対応する前記温度検知手段との複数のそれぞれについて、独立して所定の定着目標温度になるように制御する、
ことを特徴とする請求項1乃至請求項5のいずれかに記載の画像形成装置。 A plurality of the heating means and the temperature detection means corresponding to the heating means are provided,
The control unit controls each of a plurality of the heating unit and the temperature detection unit corresponding to the heating unit to independently reach a predetermined fixing target temperature.
The image forming apparatus according to claim 1, wherein the image forming apparatus is an image forming apparatus.
前記制御手段は、前記加熱手段のいずれかに加熱定着に使用可能な最大の電力を供給する際には、他の加熱手段への電力の供給を行わない、
ことを特徴とする請求項6記載の画像形成装置。 The plurality of heating means are heating means of an electromagnetic induction heating system, and are configured to be capable of generating the maximum power that can be used for heat fixing alone in any of the plurality of heating means,
The control means does not supply power to other heating means when supplying the maximum power usable for heat fixing to any of the heating means,
The image forming apparatus according to claim 6.
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Cited By (4)
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---|---|---|---|---|
US7292797B2 (en) | 2004-03-02 | 2007-11-06 | Seiko Epson Corporation | Toner quantity measuring device, method of measuring toner quantity and image forming apparatus |
US7881630B2 (en) | 2005-11-25 | 2011-02-01 | Sharp Kabushiki Kaisha | Temperature control device, temperature control method, fixing device, image forming apparatus, temperature control program, computer-readable recording medium, and computer data signal |
US7949273B2 (en) | 2006-09-20 | 2011-05-24 | Konica Minolta Business Technologies, Inc. | Fixing device, fixing device temperature control method and image forming apparatus |
JP2010128010A (en) * | 2008-11-25 | 2010-06-10 | Brother Ind Ltd | Heating device for image forming apparatus and method therefor |
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