JP2009139415A - 熱定着装置の制御方法と、これを用いた画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】簡素な構成で精度の高い温度制御を可能とした熱定着装置の制御方法と、これを用いた画像形成装置を提供する。
【解決手段】非接触の検知センサ１５で定着ローラ１０の表面温度を検出し、非接触の補償センサ１６で検知センサ１５の雰囲気温度を検出し、定着ローラ１０に通紙された記録紙１３の量である通紙枚数を検出して検知温度用の補正係数を求める。検知温度、補償温度及び検知温度用の補正係数を演算式に代入して、検知センサ１５に付着した汚れによる熱応答性の遅れで生じる誤差を補正した定着ローラ１０の表面温度を算出する。誤差の少ない定着ローラ１０の表面温度の検出値に基づいて、熱ローラ定着方式で定着処理するための定着ローラ１０を、制御部２０で目標温度に高精度で加熱制御可能とする。
【選択図】図３

Description

本発明は、電子写真方式の画像形成プロセスにおいて現像装置で現像されたトナー像を記録媒体に熱転写するために用いられる熱定着装置の制御方法と、これを利用した複写機、プリンタ又はファクシミリ等の画像形成装置に関する。

一般に、電子写真方式を用いた画像再生装置では、原稿画像に基づいて静電潜像を形成し、現像装置によって静電潜像をトナー像に現像し、熱定着装置によってトナー像を記録媒体上に熱転写している。

この熱定着装置では、記録媒体である転写紙の表面に未定着のトナー像が形成されたものを、一対のローラの間を通過させるときに加熱及び加圧して転写紙にトナー像を定着させる、熱ローラ定着方式が広く用いられている。

従来、熱ローラ定着方式の熱定着装置には、定着ローラに対して加圧ローラを加圧して転接させ、定着ローラの中心部分に定着ヒータを設置し、定着ローラの近傍に非接触サーミスタを配置して構成したものが提案されている。

このような熱定着装置では、制御部によって非接触サーミスタで検出した温度が所定の設定温度になるように定着ヒータのＯＮ、ＯＦＦを制御することによって、定着ローラを所定の定着温度に加熱する。そして、この熱定着装置では、定着温度に加熱された定着ローラと加圧ローラとの間に、表面に未定着のトナー像が形成された転写紙を通過させて加熱及び加圧してトナー像を定着させている（例えば、特許文献１参照）。
特開２００３−１４９９８１号公報

上述のような熱定着装置では、非接触サーミスタによって、定着ローラの表面から所定の短い距離だけ離れたところの検出温度と周囲の検出温度とを検出し、これらの検出値に基づいてローラ表面温度を算出して推測値を得ている。

しかしながら、この方法では、非接触サーミスタが汚れると（紙粉、トナー、ワックス等が付着する）、非接触サーミスタの熱容量が変化し、熱応答性が変化して検出温度に誤差を生じ、算出したローラ表面温度の誤差が大きくなる。このため熱定着装置では、定着ローラの温度制御の精度が低下し、熱定着装置の性能の維持が図れなくなる虞がある。

本発明の目的は、簡素な構成によって精度の高い温度制御を行なえるようにした熱定着装置の制御方法と、これを用いた画像形成装置を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、請求項１記載の画像形成装置の発明によれば、加熱式の定着ローラと、前記定着ローラからの熱を検知する検知センサと、前記検知センサの雰囲気温度を検知する補償センサを備えた非接触センサと、前記非接触センサから得られる値を用いて予め定められた演算を行なう演算部と、を有し、前記演算部で得られた演算結果を基に前記定着ローラの温度制御を行なう画像形成装置において、前記演算部は、ローラを通過する記録紙の枚数によって、異なる演算式を使用することにより、前記定着ローラの温度制御を行なうことを特徴とする。

上記目的を達成するために、請求項３記載の発明によれば、熱ローラ定着方式で定着処理するための定着ローラを、目標温度に加熱制御するための熱定着装置の制御方法であって、前記定着ローラの表面温度を非接触の検知センサで検出する、検知温度の検出ステップと、前記検知センサの雰囲気温度を非接触の補償センサで検出する、補償温度の検出ステップと、前記定着ローラに通紙された記録紙の量である通紙枚数を検出するステップと、前記検出された通紙枚数に対応して、少なくとも検知温度用の補正係数を求めるステップと、前記検知温度、前記補償温度及び前記検知温度用の補正係数を利用して、前記検知センサに付着した汚れによる熱応答性の遅れで生じる誤差を補正するようにした前記定着ローラの表面温度を演算するステップと、を有することを特徴とする。

上記目的を達成するために、請求項３記載の発明によれば、熱ローラ定着方式で定着処理するための定着ローラを、目標温度に加熱制御するようにした熱定着装置を備えた画像形成装置において、前記定着ローラの表面温度を非接触で検出する、検知センサと、前記検知センサの雰囲気温度を非接触で検出する、補償センサと、前記定着ローラに通紙された記録紙の量である通紙枚数を検出する通紙枚数検出手段と、前記検出された通紙枚数に対応して、少なくとも検知温度用の補正係数を求めると共に、当該検知温度用の補正係数と、前記検知温度及び前記補償温度を利用して、前記検知センサに付着した汚れによる熱応答性の遅れで生じる誤差を補正するための演算式により、前記定着ローラの表面温度を演算する制御部と、を有することを特徴とする。

本発明によれば、非接触の検知センサで定着ローラの表面温度を検出し、非接触の補償センサで検知センサの雰囲気温度を検出するので定着ローラの温度検知を、定着ローラの表面を傷つけることなく検知することができる。さらに、通紙枚数検出手段で定着ローラに通紙された記録紙の量である通紙枚数を検出し、これに基づいて制御部は、検知温度用の補正係数を設定する。そして、制御部は、検知温度及び検知温度用の補正係数と補償温度とを利用して、検知センサに付着した汚れによる熱応答性の遅れで生じる誤差を補正するための演算式により、定着ローラの表面温度を誤差少なく演算する。この定着ローラの表面温度を誤差少なく演算する手段は、通紙枚数を検出して検知温度用の補正係数を設定するだけの簡素な構成であるので、廉価な製品を提供できる。この算出した誤差が少ない定着ローラの表面温度を利用して、制御部は、熱ローラ定着方式で定着処理するための定着ローラを、目標温度に高い精度で加熱制御し、高品質の画像を形成することができるという効果がある。

以下、本発明の実施の形態について図面を参照しながら説明する。

図１は、本発明の実施の形態に係わる画像形成装置の概略構成を示すブロック図である。

図１において、本実施の形態の画像形成装置は、デジタル複写機として構成されており、原稿自動送り装置２０１、画像読み取り装置２０２及び画像再生装置３０１を備える。この画像形成装置では、システムコントローラ１５１によって各装置部を統括的にコントロールするよう構成されている。システムコントローラ１５１は、主に本装置内の各負荷の駆動、センサ類の情報収集解析及び画像制御部の制御に加えて、操作部（ユーザインターフェース）とのデータ交換の役割を担うよう構成されている。

この画像形成装置は、原稿自動送り装置２０１の原稿載置部２０３に置かれた原稿を、給紙ローラ２０４によって分離し、搬送ガイド２０６でガイドして、画像読み取り装置２０２に搬入するよう構成する。さらに原稿自動送り装置２０１は、原稿を搬送ベルト２０８によって一定速度で搬送し、排紙ローラ２０５から機外に排出する。

この間に、読取装置２０２は、読取位置を通過する原稿を照明系２０９で照明して原稿の画像を反射ミラー２１０、２１１、２１２からなる光学系によって画像読取部２１３へ結像して読み取り画像信号に変換する。画像読取部２１３は、図示しないが、レンズ、光電変換素子であるＣＣＤ、ＣＣＤ用駆動回路等からなる。

読取装置２０２は、原稿を一定速度で搬送し読取系を停止して読み取る流し読みモードを備える。さらに、読取装置２０２は、原稿を読取装置２０２の原稿ガラス台２１４上に載置して照明系２０９およびミラー２１０、２１１、２１２を一定速度で移動して読み取る固定モードを備える。

読取装置２０２で読み取られた画像信号は、システムコントローラ１５１に内蔵された画像処理部で処理されて画像再生装置３０１へ送信され、電子写真方式の画像形成プロセスによって記録紙に再生される。

このため画像再生装置３０１では、画像信号を半導体レーザ（図示せず）等によって光信号に変調する。変調されたレーザ光は、ポリゴンミラーによる光走査装置３１１、ミラー３１２、３１３を経由して、帯電器３１０によって表面を一様に帯電された感光ドラム３０９上に露光され、静電潜像が形成される。静電潜像は、現像器３１４のトナーによって現像され、転写分離器３１５によってトナー像が記録紙に転写される。

記録紙は、第１の紙カセット３０２及び第２の紙カセット３０４に収納されている。なお、この画像再生装置３０１では、第１の紙カセット３０２に標準紙を収納し、第２の紙カセット３０４にはタブ紙を収納している。第１の紙カセット３０２に収納された記録紙（標準紙）は、給紙ローラ３０３よって給紙し、搬送ローラ３０６によって搬送し、レジストローラ３０８によって画像とのタイミングを調整して、感光ドラムの転写位置に搬送する。一方、第２の紙カセット３０４の記録紙（タブ紙）は、給紙ローラ３０５よって給紙し、搬送ローラ３０７、３０６によって搬送し、レジストローラ３０８によって画像とのタイミングを調整して、感光ドラムの転写位置に搬送する。トナー像が転写された記録紙は、搬送ベルト３１７で、熱ローラ定着方式の熱定着装置である定着器３１８に搬送され記録紙上のトナーが定着される。

この画像再生装置３０１では、片面モードのときに、定着器３１８からの記録紙を定着排紙ローラ３１９及び排紙ローラ３２４によって機外に排紙する。また、画像再生装置３０１は、両面モードのときに、記録紙を定着排紙ローラ３１９から搬送ローラ３２０を経由して反転ローラ３２１によって反転パス３２５へ搬送する。そして画像再生装置３０１は、記録紙の後端が両面パス３２６との合流ポイントを通過した直後に反転ローラ３２１の回転を反転することにより記録紙を反転させ両面パス３２６へ搬送する。

この画像再生装置３０１では、両面パスに搬送された記録紙をローラ３２２、３２３によって搬送し、再び搬送ローラ３０６を経由してレジストローラ３０８へ搬出する。この画像再生装置３０１では、レジストローラ３０８で裏面画像とのタイミング調整した後、前述のように転写処理し、定着処理して機外に排出する。

また、この画像再生装置３０１では、定着器３１８から搬出された記録紙の表と裏を反転して機外に排紙する場合に、記録紙を一旦搬送ローラ３２０へ搬送する。そして、この画像再生装置３０１では、記録紙の後端が搬送ローラ３２０を通過する直前に搬送ローラ３２０の回転を反転して、排紙ローラ３２４によって機外に排紙する。

次に、熱ローラ定着方式の熱定着装置である定着器３１８部分の構造について、図２により説明する。図２は、定着器３１８要部の概略構成を示す斜視図である。定着器３１８は、定着ローラ１０と加圧ローラ１１とが転接するよう構成する。さらに、定着器３１８は、定着ローラ１０に加圧ローラ１１が所定の圧力で圧接するよう構成する。また、定着ローラ１０は加熱式に構成されており、その中心部分に、定着ローラ１０の表面を所定温度に加熱するための、電力供給により発熱するハロゲンヒータで構成した定着ヒータ１２が配置されている。

この定着器３１８では、上面にトナー像が形成された転写紙１３を定着ローラ１０と加圧ローラ１１との間に通す。これにより、転写紙１３は、定着ヒータ１２によって加熱された定着ローラ１０に、加圧ローラ１１によって押しつけられてトナー像が転写紙１３上に定着する。

この定着器３１８では、定着ヒータ１２で定着ローラ１０を所定温度に加熱する制御を行うために、定着ローラ１０の長手方向の中央位置の表面から所定の短い距離Ｌ離間した非接触セット位置に非接触センサ１４を配置する。なお、ここでは、Ｌ＝１．５ｍｍ程度に設定する。

この非接触センサ１４は、定着ローラ１０の温度を検出する検知センサ１５を自由端部に配置し、検知センサ１５の温度（検知センサの雰囲気温度）を検出する補償センサ１６を検知センサ１５の基端部に一体的に配置して構成する。これら検知センサ１５及び補償センサ１６は、共に温度検知素子としてのサーミスタを用いて構成する。なお、非接触センサ１４は、検知センサ１５ひとつだけでは、検知センサ１５自体の温度（雰囲気温度）も一緒に検知してしまい、定着ローラ１０の正確な温度を検出できない。そこで、非接触センサ１４は、検知センサ１５自体温度（雰囲気温度）を検知する補償センサ１６を設け、検知センサ１５が検知した値と補償センサ１６が検知した値との関連によって、定着ローラ１０の正確な温度を検知するようになっている。

次に、画像形成装置の定着器３１８における加熱制御部について、図３によって説明する。図３は、画像形成装置の定着器用の加熱制御部を示す概略構成図である。この定着器用の加熱制御部は、画像形成装置におけるシステムコントローラ１５１の一部分として構成する。なお、定着器用の加熱制御部は、システムコントローラ１５１の制御部と別体として構成しても良い。

この定着器用の加熱制御部の制御部２０（演算部）には、ＣＰＵ２１、ＲＯＭ（Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）２２及びＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）２３を備える。この制御部２０では、ＣＰＵ２１がＲＯＭ２２に格納されたプログラムによって予め決められた、定着器の加熱制御に関わる種々のシーケンスを実行する。また、この制御部２０では、定着器の加熱制御を行う際、一次的または恒久的に保存することが必要となる書換え可能な各種データ、情報及び設定値等をＲＡＭ２３に記憶させて利用する。

また、この定着器用の加熱制御部では、検知センサ１５で検出された定着ローラ１０の温度変化に応じた抵抗値変化が電圧値に変換されたアナログ検出温度情報が、Ａ／Ｄ変換器２５へ送信される。Ａ／Ｄ変換器２５は、受信された検知センサ１５のアナログ検出温度情報を、Ａ／Ｄ変換器２５で検知センサ１５のデジタル検出温度情報に変換して、制御部２０へ送信するように構成されている。

これと共に、定着器用の加熱制御部では、補償センサ１６で検出された検知センサ１５の温度変化に応じた抵抗値変化が電圧値に変換されたアナログ検出温度情報が、Ａ／Ｄ変換器２５へ送信される。Ａ／Ｄ変換器２５は、受信された補償センサ１６のアナログ検出温度情報を、Ａ／Ｄ変換器２５で補償センサ１６のデジタル検出温度情報に変換して、制御部２０へ送信するように構成されている。このＡ／Ｄ変換器２５では、検知センサ１５と補償センサ１６とでそれぞれ検知した電圧を、「０から１０２３」までのデジタル数値へ変換する。

この制御部２０は、検知センサ１５の検出温度情報と、補償センサ１６の検出温度情報と、定着器３１８を通過した転写紙１３の枚数による補正ファクタとに基づいて、定着ローラ１０の表面温度をより高い精度で算出する。

また、この制御部２０は、定着器３１８で定着処理の対象となる転写紙１３の種類（厚紙、普通紙、薄紙等の熱容量の差による種類、材質による種類等）に対応して、定着ローラ１０の加熱目標温度を設定する。すなわち、この定着ローラ１０の加熱目標温度は、定着器３１８で転写紙１３の定着に最適な制御目標値として設定する。

そして、この定着器用の加熱制御部では、制御部２０が、演算した定着ローラ１０の最新の表面温度及び定着ローラ１０の加熱目標温度等から、制御指令を生成してＡＣドライバ２４に送信する。するとＡＣドライバ２４が、受信した制御指令に基づいて定着ヒータ１２へ供給する駆動電力をＯＮ／ＯＦＦすることにより、定着ローラ１０の温度制御を行うように構成されている。

次に、制御部２０が、定着ローラ１０の表面温度をより高い精度で算出するための演算手段について、図４乃至図７を参照しながら説明する。

図４は、定着ローラの表面温度と、検知センサによる検知温度と、補償センサによる補償温度との関係をグラフで示す説明図である。図４に示すように、この定着器３１８では、定着ローラ１０を所定の加熱目標温度に昇温する場合に、検知温度Ｔ１、補償温度Ｔ２及び定着ローラの表面温度Ｔが、それぞれ図示する状態で温度上昇をする。

図４のグラフでは、縦軸が温度を表し、横軸が時間を表す。図４のグラフ上には、定着ローラの表面温度Ｔ、非接触センサによる検知温度Ｔ１、補償温度のＴ２を示す。図４のグラフでは、区間Ｘでの各温度変化について見ると、表面温度Ｔと検知温度Ｔ１との間の比率が一定であるのに、補償温度Ｔ２が変化している。また、図４のグラフでは、区間Ｙでの各温度変化について見ると、表面温度Ｔと検知温度Ｔ１と補償温度Ｔ２との間の比率が一定である。

これは、検知センサ１５の持つ熱容量と、補償センサ１６の持つ熱容量との間に差があるため所定温度に到達するのに必要とする時間が異なることから生じる現像である。

また表面温度Ｔ、検知温度Ｔ１、補償温度Ｔ２の安定した時（区間Ｙ）の温度は、非接触センサの持つ熱抵抗、補償温度検知用センサの持つ熱抵抗の差によって決まる。また、表面温度Ｔを、検知温度Ｔ１、補償温度Ｔ２から算出するためには、単純な関数ではなく前述した安定した時の温度が関係してくる。

制御部２０が、定着ローラ１０の表面温度をより高い精度で算出するための演算手段では、図４に示すように、表面温度の温調温度をＴｍａｘ、検知温度の最大値をＴ１ｍａｘ、補償温度の最大値をＴ２ｍａｘとする。また、この演算手段では、補償温度Ｔ２が、Ｔ２ｍａｘに到達していない状態（区間Ｘ）と、到達している状態（区間Ｙ）とに分けて考える。まず、区間Ｙの状態においては、表面温度Ｔと、検知温度Ｔ１の状態がすでに安定している。これは、前述の熱容量の差からくるものである。この区間Ｙの状態では、表面温度Ｔ、検知温度Ｔ１、補償温度Ｔ２は一定である。故に、検知温度Ｔ１と表面温度Ｔは比例関係であるといえる。

次に、区間Ｘの領域について考える。基本的に、区間Ｘでの領域の表面温度Ｔと検知温度Ｔ１とは比例関係に有ると言える。但し、補償温度Ｔ２が安定していないため、その補償温度の影響度を考える必要がある。

前述の条件から、定着ローラの温度を算出する演算式を導くと、下記の第１の演算式のようになる。
第１の演算式 Ｔ＝αｕ×Ｔ１＋βｕ（Ｔ２ｍａｘ−Ｔ２）
ここで、αｕは、検知温度Ｔ１用の補正係数であり、βｕは、補償温度Ｔ２用の補正係数である。なお、第１の演算式から分かるように、補償温度Ｔ２が最大値Ｔ２ｍａｘに到達するまでは、補償温度Ｔ２が最大値Ｔ２ｍａｘに未到達な量に比例した数値を加算した補正を行うことになる。

次に、この制御部２０で、定着ローラ１０の表面温度を算出して、高精度の演算結果を得るための、定着器３１８を通過した転写紙１３の枚数による補正ファクタについて、図５を参照して説明する。

図５は、定着ローラの表面温度と、検知センサによる検知温度がトナー・紙粉やワックス等で汚れがついてきたときの温度変化との関係をグラフで示す説明図である。

検知センサ１５は、非接触サーミスタをフィルムによってカバーした構造となっている。このため、定着器３１８を長期に渡って使用すると、検知センサ１５には、カバー用のフィルム上にトナーや紙粉、ワックス等の汚れが付着する。すると、検知センサ１５では、サーミスタ部分の熱容量がトナー、紙粉、ワックス等の汚れの付着量に比例して大きくなるため、図５に例示する線ｉ又は線ｉｉで示すように、検知センサ１５の熱応答性が遅くなる。ここで、検知センサ１５に対する汚れの付着量は、定着器３１８の定着ローラ１０に通紙する記録紙の量（通紙枚数）により推測できる。

そこで、前述した第１の演算式における補正係数αｕと、βｕを、通紙枚数によって切り替えることにより、検知センサ１５の汚れによる熱応答性の遅れで生じる誤差を補正し、定着ローラ１０の表面温度を精度良く検出できるようにする。このため、画像再生装置３０１では、通常用いられている通紙枚数を積算するメータ等を読み取る通紙枚数検出手段（図示せず）によって、通紙枚数を検出する。

また、第１の演算式では、紙種に応じて定着ローラ１０の温調温度を設定するため、補正係数αｕと、βｕを切り替える。これは、定着器３１８で厚紙を定着する場合に、熱エネルギーを多く必要とするので、同じスピードでトナーを定着するために、熱エネルギーを多く与えるよう温調温度を高く設定する。また反対に、定着器３１８で薄紙等を定着する場合には、比較的に少ない熱エネルギーで足りるので、同じスピードでトナーを定着するために温度を低く設定する必要があるためである。

次に、補正係数αｕと、βｕについて、図６及び図７によって具体的に説明する。図６は、補正係数αｕを設定するために予め実験等により求めた各条件での数値をテーブルにした補正係数の表である。この図６に例示するように、補正係数αｕ用の表は、普通紙、厚紙及び薄紙の３種類用意する。

検知温度Ｔ１の補正係数αｕ用の表は、検知温度Ｔ１の温度が５０℃から２００℃までの範囲を２５℃毎に区分して縦に表記し、通紙枚数を１００００枚毎に区分して横に表記して、１枚のテーブルとする。この補正係数αｕ用の表は、縦の温度の区分と、横の通紙枚数の区分とに対応する箇所の数値を、予め実験で求めて記載しておく。なお、補正係数αｕ用の表に記載される具体的な数値は、定着器３１８の機種によって異なるので、図６では、通紙枚数が１００００枚までの区分だけについて記載してある。

図７は、補正係数βｕを設定するために予め実験等により求めた各条件での数値をテーブルにした補正係数の表である。この図７に例示するように、補正係数βｕ用の表は、普通紙、厚紙及び薄紙の３種類用意する。

補償温度に関わる（Ｔ２ｍａｘ−Ｔ２）の補正係数βｕ用の表は、それぞれ補償温度の差分の温度（Ｔ２ｍａｘ−Ｔ２）が０．５℃から２．５℃までの範囲を０．５℃毎に区分して縦に表記する。これと共に、この補正係数βｕ用の表では、通紙枚数を１００００枚毎に区分して横に表記して、１枚のテーブルとする。この補正係数βｕ用の表は、縦の温度の区分と、横の通紙枚数の区分とに対応する箇所の数値を、予め実験で求めて記載しておく。なお、補正係数βｕ用の表に記載される具体的な数値は、定着器３１８の機種によって異なるので、図７では、通紙枚数が１００００枚までの区分だけについて記載してある。

このようにして作成された図６に示す補正係数αｕ用の表と、図７に示す補正係数βｕ用の表は、それぞれＲＯＭ２２に格納しておき、第１の演算式を利用して演算処理するときに読み出して使用する。

また、この画像再生装置３０１では、紙種検知手段で、普通紙、厚紙及び薄紙等の紙種を検出する。この紙種検知手段は、図示しない紙種検出用センサで紙種を特定し、紙種の種別を制御部２０へ送信する。なお、紙種検知手段は、ユーザーが指令入力のインターフェースを操作して紙種を指定したときの指令信号から紙種を読み取って紙種の特定を行うように構成しても良い。

制御部２０は、紙種検知手段で検知した定着処理する紙種（普通紙、厚紙又は薄紙）に応じた補正係数αｕ用の表と、補正係数βｕ用の表とを選択して、第１の演算式による演算処理に利用する。

次に、画像再生装置３０１において、通紙枚数のマトリクスを用いない補正係数αｕ用の表及び補正係数βｕ用の表を利用して、定着ローラ１０の表面温度Ｔを求める、下記の第２の演算式を用いる場合について説明する。

第２の演算式は、下記の通りである。

Ｔ＝Ｘ／６００ｋ{αｕ×Ｔ１＋βｕ（Ｔ２ｍａｘ−Ｔ２）}
ここで、６００ｋは、定着ローラ１０の耐久枚数（使用寿命の枚数）、Ｘは、現在の通紙枚数である。この第２の演算式では、補正係数αｕ用の表と、補正係数βｕ用の表とを、それぞれ通紙枚数が初期状態での縦の温度の区分だけの固定値とし、通紙枚数の減衰率を利用して算出するものである。

次に、画像再生装置３０１の定着器３１８で転写紙１３に対する定着処理を行うときに、定着ローラ１０を加熱制御する際の手順を図８によって説明する。

図８は、定着ローラ加熱制御処理の手順を示すフローチャートである。

この定着ローラ加熱制御処理は、制御部２０によって実行される。この定着ローラ加熱制御処理は、画像再生装置３０１がプリント要求を受けたときにスタートし、まず制御部２０が、ＡＣドライバ２４を制御して定着ヒータ１２をＯＮ操作する（ステップＳ１３０１）。次に、通紙枚数検出手段（図示せず）によって、非接触サーミスタの汚れ予測のために転写紙（記録紙）１３の通紙枚数を確認される（ステップＳ１３０２）。

次に、第１の演算式を用いて定着ローラ１０の表面温度Ｔを算出する場合には、現在の通紙枚数によって補正係数αｕと、βｕを切り替える。このため、転写紙１３の通紙枚数が、どの区分の下限の閾値以上で上限の閾値以下であるかが検出される。そして、検出した区分、図６及び図７で例えば、０から１００００枚の区分、１００００枚から２００００枚の区分等が、補正係数αｕと、βｕとを読み取る区分として特定される（ステップＳ１３０３）。

これにより第１の演算式で定着ローラの表面温度Ｔを算出する際には、検知センサ１５と補償センサ１６に汚れが付着し熱容量が大きくなっている汚れのレベルに対応した補正係数αｕと、βｕとを利用できる。

次に、紙種検知手段によって紙種が検知される（ステップＳ１３０４）。そして、制御部２０は、図６及び図７に（Ａ）（Ｂ）（Ｃ）で示すものの中から、検知した紙種に対応した表を選択して切り替える（ステップＳ１３０５）。

次に、制御部２０は、補償センサ１６によって検出され、Ａ／Ｄ変換器２５で「０から１０２３」までの数値へ変換されたデジタル数値を、現時点の補償温度Ｔ２として第１の演算式に代入する。これと共に、制御部２０は、図７に示す紙種に対応して切り替えられた表における現在の通紙枚数に対応した区分から、検出した補償温度Ｔ２に対応した補償温度Ｔ２用の補正係数βｕを読み出して、第１の演算式に代入する（ステップＳ１３０６）。

次に、制御部２０は、検知センサ１５によって検出され、Ａ／Ｄ変換器２５で「０から１０２３」までの数値へ変換されたデジタル数値を、現時点の検知温度Ｔ１として第１の演算式に代入する。これと共に、制御部２０は、図６に示す紙種に対応して切り替えられた表における現在の通紙枚数に対応した区分から、検出した検知温度Ｔ１に対応した検知温度Ｔ１用の補正係数αｕを読み出して、第１の演算式に代入する（ステップＳ１３０７）。

次に、制御部２０は、上述のステップＳで数値が代入された第１の演算式の演算を実行して、定着ローラ１０の表面温度Ｔを算出する（ステップＳ１３０８）。

次に、制御部２０は、第１の演算式で算出した定着ローラ１０の表面温度Ｔが、定着ローラ１０における所定の目標温調温度以下であるかを判別する（ステップＳ１３０９）。そして、目標温調温度以下でない場合には（ステップＳ１３０９でＮＯ）、制御部２０は、定着ローラ１０が所定の目標温調温度まで加熱されたものと判断し、（ステップＳ１３１０）ＡＣドライバ２４を制御して定着ヒータ１２をＯＦＦ操作し（ステップＳ１３１０）、本処理を終了する。

また、この定着ローラ加熱制御処理では、算出した定着ローラ１０の表面温度Ｔが、所定の目標温調温度以下であると判断した場合には、ステップＳ１３０１に戻る。そして、制御部２０は、定着ヒータ１２がＯＮ状態であることを確認し（ステップＳ１３０１）これに続くステップＳ１３０９までの処理を定着ローラ１０が目標温度に到達するまで繰り返す（ステップＳ１３０９でＮＯ）。なお、定着ローラ加熱制御処理の終了時に、画像再生装置３０１をスタンバイ状態に設定しても良いし、画像再生装置３０１で給紙を開始するトリガ信号にしても良い。

また、画像再生装置３０１で、前述した第２の演算式を用いる場合には、上述した図８に示す定着ローラ加熱制御処理のプロセスにおいて、補正係数αｕと、βｕとを読み取る区分として特定するステップを省略する。すなわち、第２の演算式を用いる場合には、現在の通紙枚数によって、例えば、０から１００００枚の区分、１００００枚から２００００枚の区分等を、補正係数αｕと、βｕとを読み取る区分として特定するステップを省略する。そして、この場合には、第２の演算式のＸに、現在の通紙枚数を代入して演算を行う。その他のプロセスは、第１の演算式を用いる場合と同様である。

また、上述した実施の形態では、非接触センサ１４が検知センサ１５と補償センサ１６とを一体的に構成したものについて説明したが、検知センサ１５と補償センサ１６とを別体に構成しても良い。

さらに、この場合には、定着ローラ１０に対して、検知センサ１５の非接触セット位置より、別体の補償センサ１６の非接触セット位置を十分に遠くに設定し、補償センサ１６に通紙による汚れが付着しないように構成しても良い。このように補償センサ１６を定着ローラ１０から十分に遠くに設置した場合には、補償センサ１６の汚れにより生じる誤差が無視できる程小さくなるので、補償温度Ｔ２に対して補正係数βｕによる誤差の修正を省略しても良い。

なお、本発明は、上述した実施の形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において適宜変更可能である。

また、本発明の目的は、以下の処理を実行することによって達成することができる。すなわち、上述した実施の形態の機能を実現するソフトウェアのプログラムコードを記録した記憶媒体を、システム或いは装置に供給する。そして、そのシステム或いは装置のコンピュータ（またはＣＰＵやＭＰＵ等）が記憶媒体に格納されたプログラムコードを読み出して処理を実行することによって達成できる。

この場合には、記憶媒体から読み出されたプログラムコード自体が前述した実施の形態の機能を実現することになり、そのプログラムコードを記憶したコンピュータで読み取り可能な記憶媒体は本発明を構成することになる。加えて、本発明では、プログラムコードの指示に基づき、コンピュータ上で稼動しているＯＳ（オペレーティングシステム）等が実際の処理の一部または全部を行い、その処理によって前述した実施形態の機能が実現されるように構成しても良い。さらに、本発明では、記憶媒体から読み出されたプログラムコードが、コンピュータに挿入された機能拡張ボードやコンピュータに接続された機能拡張ユニットに備わるメモリに書き込まれるように構成する。そして、プログラムコードの指示に基づき、その機能拡張ボードや機能拡張ユニットに備わるＣＰＵ等が実際の処理の一部または全部を行うように構成しても良い。なお、プログラムコードを供給するための記憶媒体としては、次のものを用いることができる。例えば、フロッピー(登録商標)ディスク、ハードディスク、光磁気ディスク、ＣＤ−ＲＯＭ、ＣＤ−Ｒ、ＣＤ−ＲＷ、ＤＶＤ−ＲＯＭ、ＤＶＤ−ＲＡＭ、ＤＶＤ−ＲＷ、ＤＶＤ＋ＲＷ、磁気テープ、不揮発性のメモリカード、ＲＯＭ等である。または、プログラムコードは、ネットワークを介してダウンロードしてもよい。

本発明の実施の形態に係わる画像形成装置の概略構成を示すブロック図である。 本発明の実施の形態に係わる定着器の要部の概略構成を示す斜視図である。 本発明の実施の形態に係わる画像形成装置の定着器用の加熱制御部を示す概略構成図である。 本発明の実施の形態に係わる定着ローラの表面温度と、検知センサによる検知温度と、補償センサによる補償温度との関係をグラフで示す説明図である。 本発明の実施の形態に係わる定着ローラの表面温度と、検知センサによる検知温度がトナー・紙粉やワックス等で汚れがついてきたときの温度変化との関係をグラフで示す説明図である。 本発明の実施の形態に係わる補正係数αｕを設定するために、予め実験等により求めた各条件での数値をテーブルにした補正係数の表である。 本発明の実施の形態に係わる補正係数βｕを設定するために予め実験等により求めた各条件での数値をテーブルにした補正係数の表である。 本発明の実施の形態に係わる定着ローラ加熱制御処理の手順を示すフローチャートである。

符号の説明

１０ 定着ローラ
１２ 定着ヒータ
１４ 非接触センサ
１５ 検知センサ
１６ 補償センサ
２０ 制御部
２１ ＣＰＵ
２２ ＲＯＭ
２３ ＲＡＭ
２４ ＡＣドライバ
２５ Ａ／Ｄ変換器
３０１ 画像再生装置
３１８ 定着器

Claims (6)

1. 加熱式の定着ローラと、前記定着ローラからの熱を検知する検知センサと、前記検知センサの雰囲気温度を検知する補償センサを備えた非接触センサと、
   前記非接触センサから得られる値を用いて予め定められた演算を行なう演算部と、を有し、
   前記演算部で得られた演算結果を基に前記定着ローラの温度制御を行なう画像形成装置において、
   前記演算部は、ローラを通過する記録紙の枚数によって、異なる演算式を使用することにより、前記定着ローラの温度制御を行なうことを特徴とする画像形成装置。
2. 前記演算部は非接触サーミスタの汚れに応じた、異なる演算式を使用する
   ことを特徴とする請求項１記載の画像形成装置。
3. 熱ローラ定着方式で定着処理するための定着ローラを、目標温度に加熱制御するための熱定着装置の制御方法であって、
   前記定着ローラの表面温度を非接触の検知センサで検出する、検知温度の検出ステップと、
   前記検知センサの雰囲気温度を非接触の補償センサで検出する、補償温度の検出ステップと、
   前記定着ローラに通紙された記録紙の量である通紙枚数を検出するステップと、
   前記検出された通紙枚数に対応して、少なくとも検知温度用の補正係数を求めるステップと、
   前記検知温度、前記補償温度及び前記検知温度用の補正係数を利用して、前記検知センサに付着した汚れによる熱応答性の遅れで生じる誤差を補正するようにした前記定着ローラの表面温度を演算するステップと、
   を有することを特徴とする熱定着装置の制御方法。
4. 前記定着処理される前記記録紙の紙種を紙種検知手段で検出するステップと、
   前記定着ローラの温調温度を設定するため、前記検出された紙種に対応して、前記補償温度及び前記検知温度用の補正係数を選択するステップと、
   前記検知温度、前記紙種に対応した前記補償温度及び前記検知温度用の補正係数を利用して、前記検知センサに付着した汚れによる熱応答性の遅れで生じる誤差を補正し、かつ前記紙種に対応して前記定着ローラの温調温度を設定するようにした前記定着ローラの表面温度を演算するステップと、
   を有することを特徴とする請求項３記載の熱定着装置の制御方法。
5. 熱ローラ定着方式で定着処理するための定着ローラを、目標温度に加熱制御するようにした熱定着装置を備えた画像形成装置において、
   前記定着ローラの表面温度を非接触で検出する、検知センサと、
   前記検知センサの雰囲気温度を非接触で検出する、補償センサと、
   前記定着ローラに通紙された記録紙の量である通紙枚数を検出する通紙枚数検出手段と、
   前記検出された通紙枚数に対応して、少なくとも検知温度用の補正係数を求めると共に、当該検知温度用の補正係数と、前記検知温度及び前記補償温度を利用して、前記検知センサに付着した汚れによる熱応答性の遅れで生じる誤差を補正するための演算式により、前記定着ローラの表面温度を演算する制御部と、
   を有することを特徴とする画像形成装置。
6. 前記定着処理される前記記録紙の紙種を検出する紙種検知手段と、
   前記検出された前記紙種に対応した前記定着ローラの温調温度に制御できるよう前記紙種に対応させて設定された前記補償温度及び前記検知温度用の補正係数の表を利用して、前記検知センサに付着した汚れによる熱応答性の遅れで生じる誤差を補正するための演算式により、前記定着ローラの表面温度を演算する制御部と、
   を有することを特徴とする請求項５記載の画像形成装置。

Images