JP2011033997A

JP2011033997A - 像加熱装置

Info

Publication number: JP2011033997A
Application number: JP2009182765A
Authority: JP
Inventors: Yasuhiro Tomioka; 康弘冨岡; Junji Suzuki; 淳司鈴木
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 2009-08-05
Filing date: 2009-08-05
Publication date: 2011-02-17

Abstract

【課題】ヒータの長手方向端部の温度が長手方向中央部の温度よりも過度に上昇してしまうことを回避しつつ、ヒータ全体の温度を目標温度に可及的に速やかに上昇させることを目的とする。
【解決手段】摺動するスリーブと直接接触するヒータと、ヒータに電力を供給する電力制御回路と、ヒータの長手方向の中央部の温度を検知するメインサーミスタと、ヒータの長手方向の第１端部の温度を検知するサブサーミスタと、ヒータの第１端部とは長手方向反対側の第２端部の温度を検知するサブサーミスタと、ヒータに電力供給を開始してからヒータが目標温度に達するまでの間に、２つのサブサーミスタで検知された温度のどちらか高い方の温度が、メインサーミスタで検知した温度を、１０℃以上超える場合には、電力制御回路から供給される電力を低減するＣＰＵと、を備えた。
【選択図】図１０

Description

本発明は、複写機、レーザビームプリンタ、ファクシミリ等の画像形成装置に用いられるトナー画像を定着する定着装置等の像加熱装置に関する。定着装置は、電子写真方式、静電記録方式、磁気記録方式等の適時の画像形成プロセスに用いられる。すなわち、定着装置は、加熱溶融性の樹脂等よりなるトナーを用いて、記録材の面に転写方式若しくは直接方式で目的の画像情報に対応して形成された未定着トナー画像を、記録材面上に永久固着画像として加熱定着処理する方式の装置である。なお、記録材としては、紙、印刷紙、転写材シート、ＯＨＴシート、光沢紙、光沢フィルム、エレクトロファックス紙、静電記録紙等が挙げられる。ここで、本発明の像加熱装置には、上記定着装置ばかりでなく、未定着画像を記録材上に仮定着させる像加熱装置や、画像を担時した記録材を再加熱してつや等の画像表面性を改質する像加熱装置等も包含される。

近年、像加熱装置としての定着装置は、ウォームアップタイムが短く、安価なものとして、サーフ方式の定着装置が良く知られている。このようなサーフ方式の定着装置の一例を図１４に示す。図１４は定着装置の断面模式図である。この定着装置では、支持部材９１５に固定支持させたヒータ９１２と弾性加圧ローラ９１４との間に薄肉の可撓性スリーブ９１１を挟ませて定着ニップ部Ｎを形成する。そして、スリーブ９１１をヒータ９１２の面に摺動移動させ、定着ニップ部Ｎのスリーブ９１１と加圧ローラ９１４の間でトナー画像ｔを担持した記録材Ｐを挟持搬送してスリーブ９１１を介したヒータ９１２からの熱により記録材Ｐ上のトナー画像を加熱する。記録材Ｐ上の未定着トナー画像ｔは、定着ニップ部Ｎを通過する際に、熱と圧力を受け、記録材Ｐ上に完成定着画像（永久固着画像）として定着される。

ここで、ヒータ９１２はセラミック基板上に抵抗発熱体を形成したものである。ヒータ９１２にはサーミスタ９１３が当接しており、サーミスタ９１３が検知するヒータ９１２の温度に基いて不図示の制御手段によりヒータ９１２の温度が所望の温度になるように温度制御される。このような構成の定着装置では、スリーブ９１１の熱容量が非常に小さくなっているので、ヒータ９１２に電力を投入した後、短時間で定着ニップ部Ｎをトナー画像の定着可能温度まで昇温させることが可能である。

ところで、上記定着装置において、幅（長手方向）の狭い記録材Ｐを定着させると、幅方向中央付近ではスリーブ９１１の熱が記録材Ｐに奪われ、非通紙領域（幅方向端部付近）ではスリーブ９１１の熱が奪われない。このようなときには、幅方向中央付近に配置されたサーミスタ９１３で温度制御しているため、奪われた熱を補うためにヒータ９１２へ電力を供給してしまう。その結果、非通紙領域では過剰に発熱し、非通紙領域にあるスリーブ９１１や支持部材９１５等の構成部品が耐熱温度を超えてしまう、ホットオフセットを生じてしまうおそれがある。なお、ホットオフセットとは、溶融しすぎたトナーが加圧ローラ９１４の表面に付着するために生じるオフセットである。

その対策として、ヒータの端部に端部サーミスタを備えた定着装置が特許文献１，２に開示されている。これらの定着装置では、幅の狭い記録材を定着させると、幅方向中央付近ではスリーブの熱が記録材に奪われ、非通紙領域ではスリーブの熱が奪われない。このようなときには、幅方向中央付近に配置されたサーミスタで温度制御しているため、奪われた熱を補うためにヒータへ電力を供給してしまう。そうすると、非通紙領域の温度が上昇してしまうが、端部サーミスタで非通紙領域の温度が上限温度になったことを検知すると、ヒータへの電力供給を停止するためにプリント動作を一時停止させ冷却動作を行う。
その後、端部サーミスタで検知する温度が一定値以下になると、ヒータへ電力を供給してプリント動作を再開させていた。

特開２００１−２８２０３６号公報特開平１１−１５３０３号（特許第３０５１０８５号）公報

しかしながら、上記従来技術では、冷却動作して端部サーミスタで検知する温度が一定値以下になるまでは時間がかかり、プリント動作が遅くなっていた。

また、ヒータのセラミック基板上の抵抗発熱体の抵抗値分布は一定ではなく、抵抗値分布の高い箇所ほど発熱が大きくなる。そのため、長手方向中央に対して長手方向端部の抵抗発熱体の抵抗値が高い場合、より一層ヒータの長手方向端部の昇温が著しくなる。特に、ヒータが冷えた状態から立ち上げを行う場合、早く目標温度に到達させるために電力を最大限に投入することが望ましい。しかしながらこのとき、ヒータの長手方向端部の昇温が著しい場合には、端部サーミスタの検知温度がプリント動作モードを変更する必要のある温度に到達しないように投入可能な最大電力を抑える必要があった。これにより、実力的にはもっと電力を投入しても良いヒータであっても、一律最大投入電力を制限する必要があり、装置の最大パフォーマンスを引き出すことができず、ファーストプリントタイムを早めることができなかった。特に、長手方向端部の定着性を良くするため、ヒータの抵抗発熱体の長手方向端部に断面積を小さくした絞りを入れた抵抗発熱体パターンでは、その影響は大きなものとなっていた。

本発明は、ヒータの長手方向端部の温度が長手方向中央部の温度よりも過度に上昇してしまうことを回避しつつ、ヒータ全体の温度を目標温度に可及的に速やかに上昇させることを目的とする。

上記課題を解決するために本発明に係る像加熱装置は、
摺動する可撓性のスリーブと直接接触するヒータと、
前記ヒータに電力を供給する電力供給手段と、
前記ヒータの長手方向の中央部の温度を検知する第１温度検知手段と、
前記ヒータの長手方向の第１端部の温度を検知する第２温度検知手段と、
前記ヒータの前記第１端部とは長手方向反対側の第２端部の温度を検知する第３温度検知手段と、
前記ヒータに電力供給を開始してから前記ヒータが目標温度に達するまでの間に、前記第２温度検知手段及び前記第３温度検知手段で検知された温度のどちらか高い方の温度が、前記第１温度検知手段で検知した温度を、所定温度以上超える場合には、前記電力供給手段から供給される電力を低減する温度制御部と、
を備えたことを特徴とする。

また、上記課題を解決するために本発明に係る像加熱装置は、
摺動する可撓性のスリーブと直接接触するヒータと、
前記ヒータに電力を供給する電力供給手段と、
前記ヒータの長手方向の中央部の温度を検知する第１温度検知手段と、
前記ヒータの長手方向の第１端部の温度を検知する第２温度検知手段と、
前記ヒータの前記第１端部とは長手方向反対側の第２端部の温度を検知する第３温度検
知手段と、
前記ヒータに電力供給を開始してから前記ヒータが目標温度に達するまでの間に、前記第２温度検知手段及び前記第３温度検知手段で検知された温度のどちらか高い方の温度が、前記第１温度検知手段で検知した温度を、所定温度以上超えると予測される場合には、前記電力供給手段から供給される電力を低減する温度制御部と、
を備えたことを特徴とする。

本発明によれば、ヒータの長手方向端部の温度が長手方向中央部の温度よりも過度に上昇してしまうことを回避しつつ、ヒータ全体の温度を目標温度に可及的に速やかに上昇させることができる。

実施例１に係る画像形成装置の概略構成を示す図実施例１に係る定着装置の概略構成を示す図実施例１に係るセラミックヒータの概略構成を示す図実施例１に係る電力制御回路の概略構成を示す図実施例１に係る各サーミスタの出力特性を示す図実施例１に係る各サーミスタの出力特性を示す図実施例１に係る各サーミスタの出力特性を示す図実施例１に係る各サーミスタの出力特性を示す図実施例１に係る各サーミスタの出力特性を示す図実施例１に係る温度制御ルーチン１を示すフローチャート実施例２に係る各サーミスタの出力特性を示す図実施例２に係る温度制御ルーチン２を示すフローチャート実施例３に係る温度制御ルーチン３を示すフローチャート従来の定着装置の概略構成を示す図

以下に図面を参照して、この発明を実施するための形態を、実施例に基づいて例示的に詳しく説明する。ただし、この実施例に記載されている構成部品の寸法、材質、形状、その相対配置などは、特に特定的な記載がない限りは、この発明の範囲をそれらのみに限定する趣旨のものではない。

＜実施例１＞
（１）画像形成装置
図１は本実施例に係る画像形成装置の概略構成を示している。本実施例の画像形成装置は、電子写真方式を用いて、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｋ）の４色のトナー像を重ね合わせることでフルカラー画像を得るカラー画像形成装置である。画像形成装置１００は、給紙部１２１ａ，１２１ｂ、オールインワンカートリッジ１０１（Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋ各々）、中間転写体１２７、転写ローラ１２８、定着装置１３０等を備えている。オールインワンカートリッジ１０１（Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋ各々）は、感光体１２２、一次帯電手段としての帯電スリーブ１２３、トナー容器１２５、現像スリーブ１２６、がひとつの容器にまとめられている。Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋ各色において、帯電スリーブ１２３により帯電された感光体１２２上に、画像処理部（不図示）が変換した露光時間に基づいてスキャナ部１２４から露光光を照射し、感光体１２２上に静電潜像を形成する。この静電潜像を、トナー容器１２５からのトナーを使って、現像スリーブ１２６にて感光体１２２上に単色トナー像を形成する。この単色トナー像を中間転写体１２７上に４色重ね合わせることで多色トナー像を形成する。この中間転写体１２７に形成された多色トナー像を転写ローラ１２８とで挟み込み、加圧することで、記録材としての記録紙１１１
へ多色トナー像を転写する。記録紙１１１は、給紙部１２１ａ，１２１ｂから搬送ローラ１１２ａ、１１２ｂ、１１２ｃによって搬送されてくる。そして最後に、記録紙１１１上の多色トナー像が定着装置１３０にて定着され、記録紙１１１は排出トレイ（不図示）に排出される。中間転写体１２７上に残ったトナーはクリーナ１２９にてクリーニングされ、クリーニングされた廃トナーはクリーナ容器（不図示）に蓄えられる。

（２）定着装置
本実施例の像加熱装置の一例である定着装置１３０は、サーフ方式を利用した定着装置である。図２は本実施例に係る定着装置の概略構成を示している。セラミックヒータ２０５（以下、ヒータ２０５と称する）はセラミックを基材としおり、詳しくは後述する。ステー２０４はヒータ２０５を固定支持するための耐熱性、断熱性材質の支持部材である。可撓性のスリーブ２０１は円筒状の耐熱性材で構成されており、ヒータ２０５及びステー２０４を覆っており、ヒータ２０５と直接接触して摺動する。スリーブ２０１には単層フィルムや、ＰＩ（ポリイミド）＋ＰＦＡ（パーフルオロアルコ−キシアルカン）コーティング、ＳＵＳ（ステンレス鋼）＋ゴムコーティング等の複合材等が使われる。加圧ローラ２０２は芯金若しくは金属パイプ２０３の外周にシリコーンゴム等の耐熱性弾性層２０８をローラ状に設けた弾性ローラである。この加圧ローラ２０２とヒータ２０５とをスリーブ２０１を挟んで圧接させる。Ｎで示した範囲が圧接により形成される定着ニップ部である。加圧ローラ２０２は定着駆動モータ（不図示）により矢印Ｂの方向に所定の周速度で回転駆動される。この加圧ローラ２０２の回転駆動による、定着ニップ部Ｎにおける加圧ローラ２０２とスリーブ２０１の外面との摩擦力でスリーブ２０１に直接的に回転力が作用しスリーブ２０１がヒータ２０５に圧接摺動しつつ矢印Ｃの方向に従動回転する。このとき、ステー２０４は、フィルム内面ガイド部材としても機能してスリーブ２０１の回転を容易にする役割も果たしている。なお、ヒータ２０５には図２に示すように上面にメインサーミスタ２０７ａ及びサブサーミスタ２０７ｂ、２０７ｃが配置される。加圧ローラ２０２の回転によるスリーブ２０１の従動回転が定常化し、ヒータ２０５の温度が所定に立ち上がった状態において、定着ニップ部Ｎのスリーブ２０１と加圧ローラ２０２との間に画像定着すべき記録紙２０９が矢印Ａ方向に導入される。導入された記録紙２０９がスリーブ２０１と一緒に定着ニップ部Ｎを加圧されながら搬送されることにより、ヒータ２０５の熱がスリーブ２０１を介して記録紙２０９に付与され、記録紙２０９上の未定着画像が加熱定着される。

（３）セラミックヒータ
ヒータ２０５は、長く配置される長手方向が、記録紙の搬送方向に対して直交する方向（幅方向）となっている。図３はヒータ２０５の構成を示している。ヒータ２０５の基板３０１の材料には酸化アルミ（Ａｌ_２Ｏ_３）を用いており、表面には抵抗発熱体としての発熱パターン３０２が形成されている。発熱パターン３０２は電気絶縁層としてのガラス膜によって被覆されている。また、発熱パターン３０２へ電圧を印加するために、電極３０３ａ、３０３ｂが形成されている。電極３０３ａ、３０３ｂと発熱パターン３０２とは配線パターン３０４で導通されており、配線パターン３０４はほぼ抵抗値ゼロである。発熱パターン３０２の長手方向両端部には、発熱量を上昇させて長手方向端部の定着性を維持するために断面積を小さくした絞り３０２ａが入っていて抵抗値が高くなっており、長手方向中央部よりも温度が上昇し易くなっている。

（４）サーミスタ及びサーモスイッチ
図３にはサーミスタ及びサーモスイッチの配置も示されている。本実施例では温度制御及び異常過熱検知手段として、メインサーミスタ２０７ａ及びサブサーミスタ２０７ｂ、２０７ｃの、計３つのサーミスタを有する。メインサーミスタ２０７ａが第１温度検知手段に相当し、サブサーミスタ２０７ｂ、２０７ｃが第２温度検知手段及び第３温度検知手段に相当する。メインサーミスタ２０７ａはヒータ２０５上に形成された発熱パターン３
０２の長手方向中央部の位置に配置される。サブサーミスタ２０７ｂ，２０７ｃはヒータ２０５上に形成された発熱パターン３０２の長手方向両端部の位置に配置される。サブサーミスタ２０７ｂが配置された位置をヒータ２０５の発熱パターン３０２の一方の第１端部とすると、サブサーミスタ２０７ｃが配置された位置はヒータ２０５の発熱パターン３０２の第１端部とは長手方向反対側の第２端部となる。メインサーミスタ２０７ａ及びサブサーミスタ２０７ｂ、２０７ｃは、ヒータ２０５の基板３０１の発熱パターン３０２が形成された面の裏面に所定の圧で押し当てられており、基板３０１の裏面の温度を検出する。また、本実施例ではヒータ２０５の異常過熱時の電流遮断手段として、サーモスイッチ４０３を１つ有する。サーモスイッチ４０３はヒータ２０５上に形成された発熱パターン３０２の長手方向中央部の裏面に所定の圧で押し当てられている。

（５）電力制御
次にヒータ２０５への電力供給を制御する電力制御について説明する。図４はヒータ２０５へ電力を供給する電力供給手段としての電力制御回路を示している。ゲート制御式半導体スイッチ５０２（以下スイッチ５０２と称する）が発熱パターン３０２と直列に接続されている。温度制御部としてのＣＰＵ５０１はメインサーミスタ２０７ａ及びサブサーミスタ２０７ｂ、２０７ｃの温度検知結果によって信号Ｄを出力し、スイッチ５０２をＯＮ／ＯＦＦ制御する。本回路に供給される電力はＡＣ商用電源５０４から供給される。また、ＡＣ商用電源５０４の片極にリレー５０５を配置し、ＡＣライン上にサーモスイッチ４０３を配置しており、発熱パターン３０２への通電を遮断できる構成になっている。リレー５０５のＯＮ/ＯＦＦは、ＣＰＵ５０１及び不図示の安全回路（サーミスタ２０７ａ
，２０７ｂ，２０７ｃの出力信号等を用いて構成される）により行われる。本実施例では、発熱パターン３０２に対して１半波内の位相角で通電のＯＮ／ＯＦＦを行うことでヒータ２０５への電力供給量を制御する位相制御を行う。

ところで、記録紙が搬送される領域（通紙領域；長手方向中央部）と、記録紙が搬送されない領域（非通紙領域；長手方向端部）とでは、定着装置１３０が記録紙に奪われる熱量が異なり、長手方向端部の温度上昇（以下、端部昇温という）が発生する。端部昇温抑制対策として、上記従来技術に説明した通り、サブサーミスタ２０７ｂ、２０７ｃの温度が上限温度を超えたときには、ヒータ２０５への通電を遮断する。このため、プリント動作を一時停止させる、又は、プリント間隔を広げる等でヒータ２０５への通電を遮断してヒータ２０５の温度を低下させる制御を行う。しかしながら、発熱パターン３０２の抵抗値分布ばらつきによっては、幅広（長手方向に長い）の記録紙においても同じ状況になり得る。

図５は発熱パターン３０２における、長手方向中央部に対して、サブサーミスタ２０７ｂ部の抵抗値が低く、サブサーミスタ２０７ｃ部の抵抗値が高い場合の立ち上げ温度特性を示したものである。発熱パターン３０２は同じ電流が供給されるため、発熱量としては、サブサーミスタ２０７ｃ部が一番大きくなり、温度上昇も一番早くなる。メインサーミスタ２０７ａ部がプリント可能温度に到達してプリントを開始すると、その後サブサーミスタ２０７ｃ部の温度が上限温度に達してしまい、その結果、プリント動作停止又はプリント間隔を広げる制御が開始されてしまう。

このようなことにならないように、発熱パターン３０２の抵抗値分布ばらつきを考慮して、最大投入電力Ｐｍａｘが設定される。つまり、Ｐｍａｘとは、発熱パターンの抵抗値ばらつきを考慮しても、サブサーミスタ部の温度が上限温度に達しないようなヒータ立ち上げ時に供給可能な最大電力である。図６は、先述の図５に対して最大投入電力Ｐｍａｘ（電流）を低く設定している。図６によると、サブサーミスタ２０７ｃ部の温度は上限を超えなくなる。しかし、最大投入電力Ｐｍａｘを低く設定した分、プリント開始までの立ち上り時間が遅くなる。一方、発熱パターン３０２の抵抗値分布ばらつきの少ないヒータ
２０５における立ち上げ温度特性を図７に示す。図７に示す特性においては、サブサーミスタ２０７ｃ部の温度が上限を超えることはないため、このままの最大投入電力Ｐｍａｘでも問題無い。しかし、最大投入電力Ｐｍａｘを低減すると、図８に示すように立ち上り時間が遅くなる。

このように、幅広の記録紙の通紙時における端部昇温によるプリント速度低下等を避けるためには、最大投入電力Ｐｍａｘをうまく設定する必要がある。最大投入電力Ｐｍａｘによっては、ヒータ２０５の立ち上げ時間が不要に長くなることもある。以降に述べる本実施例では、これを解決する制御を行う。

（本実施例の温度制御）
図１０は本実施例に係るＣＰＵ５０１の行う温度制御ルーチン１を示している。電源投入やプリントが指示されると、ＣＰＵ５０１はヒータ２０５の立ち上げを開始する。まずは、メインサーミスタ２０７ａの温度が定着温度に到達しているか否かを判別する（Ｓ１０１）。定着温度に到達していれば（Ｓ１０１−Ｙｅｓ）、立ち上げ完了と判定し、ヒータ立ち上げ処理を終了する。定着温度に到達していなければ（Ｓ１０１−Ｎｏ）、次に投入電力を最大投入電力Ｐｍａｘの１２０％（Ｐｍａｘの１００％＝Ｐｍａｘ）でヒータ２０５に電力を供給する（Ｓ１０２）。ここで、電力供給量を最大投入電力Ｐｍａｘの１２０％としている理由は、通常の発熱パターン３０２のような抵抗分布を有する製品では、この電力を投入しても端部昇温が上限温度に達することはないからである。また、その比率は１２０％に限定されるものではない。

次に、サブサーミスタ２０７ｂ、２０７ｃの温度を比較し（Ｓ１０３）、サブサーミスタ２０７ｂ、２０７ｃの温度のうち、高い方の温度をＴｓｔｈに代入する（Ｓ１０４、Ｓ１０５）。このＴｓｔｈの温度がメインサーミスタ２０７ａの温度に対して所定温度である１０℃以上を超えている（所定温度以上超える）かを判別する（Ｓ１０６）。ここで、所定温度を１０℃としているが、この所定温度はメインサーミスタ２０７ａの目標温度と端部昇温の上限との差よりも小さい値であれば他の値としてもよい。Ｓ１０６の判定結果がＮｏであればＳ１０８に遷移する。一方、Ｓ１０６の判定結果がＹｅｓであれば、投入電力を最大投入電力Ｐｍａｘの１００％に低下させる（Ｓ１０７）。この状況を表したのが図９である。サブサーミスタ２０７ｃの温度がメインサーミスタ２０７ａの温度を１０℃上回った時点で、投入電力を低減するため、ヒータ２０５の温度上昇カーブが緩やかになると共にサブサーミスタ２０７ｃ部の端部昇温が抑制される。これにより、サブサーミスタ２０７ｃ部の端部昇温が上限温度に達することなくヒータ２０５の立ち上げを行うことができる。なお、Ｓ１０８では、再度メインサーミスタ２０７ａの温度が目標温度に到達したか否かを判別し、目標温度に到達していなければ（Ｓ１０８−Ｎｏ）、Ｓ１０３に戻り本制御を繰り返し、目標温度に到達していたら（Ｓ１０８−Ｙｅｓ）、立ち上げ処理を終了する。

以上説明したように本実施例によれば、ヒータ２０５の端部昇温が過度に生じることを回避しつつ、ヒータ２０５全体の温度を目標温度に可及的に速やかに上昇させることができる。これにより、ヒータ２０５が過度に端部昇温してしまうためにプリント動作を一時停止させ冷却動作を行いプリント動作が不要に遅くなり、スループットが低下することを回避できる。

＜実施例２＞
先述の実施例では、メインサーミスタ２０７ａの検知温度と、サブサーミスタ２０７ｂ、２０７ｃの高い方の検知温度とが、１０℃以上の差になったこと判別して、投入電力を制御することでヒータ立ち上げ時に端部昇温が上限温度を超えないようにしていた。これに対し、本実施例では、各サーミスタの温度上昇カーブにより、投入電力を制御してヒー
タ立ち上げ時に端部昇温が上限温度を超えないようにするものである。なお、上記実施例で説明した事項については説明を省略する。

（本実施例の温度制御）
図１２は本実施例に係るＣＰＵ５０１の行う温度制御ルーチン２を示している。電源投入やプリントが指示されると、ＣＰＵ５０１はヒータ２０５の立ち上げを開始する。まずは、メインサーミスタ２０７ａの温度が定着温度に到達しているか否かを判別する（Ｓ２０１）。定着温度に到達していれば（Ｓ２０１−Ｙｅｓ）、立ち上げ完了と判定し、ヒータ立ち上げ処理を終了する。定着温度に到達していなければ（Ｓ２０１−Ｎｏ）、次に各サーミスタの温度を記憶する（Ｓ２０２）。例えば、メインサーミスタ２０７ａ：ｔａ、サブサーミスタ２０７ｂ、２０７ｃ：ｔｂ、ｔｃとする。次に投入電力を最大投入電力Ｐｍａｘの１００％でヒータ２０５に電力を供給する（Ｓ２０３）。次にタイマをスタートさせる（Ｓ２０４）。次に再度メインサーミスタ２０７ａの温度が定着温度に到達しているか否かを判別する（Ｓ２０５）。定着温度に到達していれば（Ｓ２０５−Ｙｅｓ）、立ち上げ完了と判定し、ヒータ立ち上げ処理を終了する。定着温度に到達していなければ（Ｓ２０５−Ｎｏ）、タイマが所定時間を計時したか否かを判別する（Ｓ２０６）。ここでの所定時間は、各サーミスタの温度が適度に変化する程度の微小時間が良く、通常は数百ｍｓｅｃとなる。所定時間を経過していなければ（Ｓ２０６−Ｎｏ）、再びＳ２０５に戻る。一方、所定時間が経過していれば（Ｓ２０６−Ｙｅｓ）、各サーミスタの温度上昇傾き（温度変化量）を算出する（Ｓ２０７）。図１１にこの状況を示している。

図１１におけるＴが所定時間、Δｔａ、Δｔｂ、Δｔｃが所定時間Ｔ経過後の各サーミスタの温度である。したがって、温度変化量Ｋａ（℃／秒）としての温度上昇傾きＫａ（℃／秒）、温度変化量Ｋｂ（℃／秒）としての温度上昇傾きＫｂ（℃／秒）、及び温度変化量Ｋｃ（℃／秒）としての温度上昇傾きＫｃ（℃／秒）は次のように求まる。
メインサーミスタ２０７ａの温度上昇傾きＫａ＝（Δｔａ−ｔａ）÷（所定時間Ｔ）
サブサーミスタ２０７ｂの温度上昇傾きＫｂ＝（Δｔｂ−ｔｂ）÷（所定時間Ｔ）
サブサーミスタ２０７ｃの温度上昇傾きＫｃ＝（Δｔｃ−ｔｃ）÷（所定時間Ｔ）

次に求めた傾きの値を比較する。Ｋａ値に所定値αとして５を加算した加算値が、Ｋｂ値、Ｋｃ値のうちの大きい方の値よりも大きいか否か判別する（Ｓ２０８）。大きくない場合には（Ｓ２０８−Ｎｏ）、投入電力を最大投入電力Ｐｍａｘの９０％に低減する（Ｓ２０９）。逆に大きい場合には（Ｓ２０８−Ｙｅｓ）、投入電力を最大投入電力Ｐｍａｘの１１０％に増大する（Ｓ２１０）。

ここでＫａ値に加算する５という所定値αは、例えば通常の立ち上げ時間が約２秒とすれば、２×５＝１０℃の差がでると推測できるため、通常の立ち上り時間等から決定されることが好ましい。つまり、Ｓ２０８の判定によって、通常の立ち上げ時間である２秒後に、サブサーミスタ２０７ｂ、２０７ｃのどちらか高い方の検知温度が、メインサーミスタ２０７ａの検知温度を、所定温度（１０℃）以上超えるか否かを予測している。そして、当該予測が肯定判定される場合には、投入電力を９０％に低減している。

以上説明したように本実施例によれば、ヒータ２０５の端部昇温が過度に生じることを回避しつつ、ヒータ２０５全体の温度を目標温度に可及的に速やかに上昇させることができる。特に、立ち上げ初期から制御を行うので、端部昇温の生じ難いときには投入電力を増大させて、立ち上げを更に早くすることもできる。

＜実施例３＞
実施例１では、メインサーミスタ２０７ａの温度と、サブサーミスタ２０７ｂ、２０７ｃの高い方の温度とが、所定温度である１０℃以上の差になったこと判別して、投入電力
を制御することでヒータ立ち上げ時に端部昇温が上限温度を超えないようにしていた。これに対し、本実施例では、各サーミスタが検知する初期温度により、この所定温度を変更させて制御するものである。なお、上記実施例で説明した事項については説明を省略する。

（本実施例の温度制御）
図１３は本実施例に係るＣＰＵ５０１の行う温度制御ルーチン３を示している。電源投入やプリントが指示されると、ＣＰＵ５０１はヒータ２０５の立ち上げを開始する。まずは、メインサーミスタ２０７ａの温度が定着温度に到達しているか否かを判別する（Ｓ３０１）。定着温度に到達していれば（Ｓ３０１−Ｙｅｓ）、立ち上げ完了と判定し、ヒータ立ち上げ処理を終了する。定着温度に到達していなければ（Ｓ３０１−Ｎｏ）、次にメインサーミスタ２０７ａの温度が１００℃以上かどうかを判別する（Ｓ３０２）。このメインサーミスタ２０７ａの温度はヒータ２０５に電力を供給する直前の温度であるが、これに限られず、ヒータ２０５に電力を供給する時点或いは直後の温度であってもよい。これらは、ヒータ２０５に電力を供給するときとして包含される。ヒータ２０５に電力を供給するときのメインサーミスタ２０７ａの温度が１００℃以上であるときには（Ｓ３０２−Ｙｅｓ）、変数ｔαに５を入れる。１００℃未満のときには（Ｓ３０２−Ｎｏ）、変数ｔαには１０を入れる。次に投入電力を最大投入電力Ｐｍａｘの１２０％でヒータ２０５に電力を供給する（Ｓ３０５）。

次に、サブサーミスタ２０７ｂ、２０７ｃの温度を比較し（Ｓ３０６）、サブサーミスタ２０７ｂ、２０７ｃの温度のうち、高い方の温度をＴｓｔｈに代入する（Ｓ３０７、Ｓ３０８）。このＴｓｔｈの温度が、メインサーミスタ２０７ａの温度に対して、所定温度である変数ｔα℃以上を超えているかを判定する（Ｓ３０９）。変数ｔαはＳ３０３、Ｓ３０４で決められており、初期のメインサーミスタ温度が高いほど低い値に変更される。変数ｔαについて今回は２通りの分け方をしているが、より細かく変更することも可能である。Ｓ３０９の判定結果がＮｏであればＳ３１１に遷移する。一方、Ｓ３０９の判定結果がＹｅｓであれば、投入電力を最大投入電力Ｐｍａｘの１００％に低下させる（Ｓ３１０）。なお、Ｓ３１１では、再度メインサーミスタ２０７ａの温度が目標温度に到達したか否かを判別し、目標温度に到達していなければ（Ｓ３１１−Ｎｏ）、Ｓ３０６に戻り本制御を繰り返し、目標温度に到達していたら（Ｓ３１１−Ｙｅｓ）、立ち上げ処理を終了する。

以上説明したように本実施例によれば、ヒータ２０５の端部昇温が過度に生じることを回避しつつ、ヒータ２０５全体の温度を目標温度に可及的に速やかに上昇させることができる。特に、メインサーミスタ２０７ａの初期温度に応じて投入電力を判断するための変数ｔαを変更することで、オーバシュート等による影響がなく、安定した、状況に応じたヒータ立ち上げ制御を行うことができる。

２０１…スリーブ、２０５…ヒータ、２０７ａ…メインサーミスタ、２０７ｂ、２０７ｃ…サブサーミスタ、５０１…ＣＰＵ

Claims

摺動する可撓性のスリーブと直接接触するヒータと、
前記ヒータに電力を供給する電力供給手段と、
前記ヒータの長手方向の中央部の温度を検知する第１温度検知手段と、
前記ヒータの長手方向の第１端部の温度を検知する第２温度検知手段と、
前記ヒータの前記第１端部とは長手方向反対側の第２端部の温度を検知する第３温度検知手段と、
前記ヒータに電力供給を開始してから前記ヒータが目標温度に達するまでの間に、前記第２温度検知手段及び前記第３温度検知手段で検知された温度のどちらか高い方の温度が、前記第１温度検知手段で検知した温度を、所定温度以上超える場合には、前記電力供給手段から供給される電力を低減する温度制御部と、
を備えたことを特徴とする像加熱装置。
前記温度制御部は、前記ヒータに電力供給を開始するときの前記第１温度検知手段で検知した温度に応じて、前記所定温度を変更することを特徴とする請求項１に記載の像加熱装置。
摺動する可撓性のスリーブと直接接触するヒータと、
前記ヒータに電力を供給する電力供給手段と、
前記ヒータの長手方向の中央部の温度を検知する第１温度検知手段と、
前記ヒータの長手方向の第１端部の温度を検知する第２温度検知手段と、
前記ヒータの前記第１端部とは長手方向反対側の第２端部の温度を検知する第３温度検知手段と、
前記ヒータに電力供給を開始してから前記ヒータが目標温度に達するまでの間に、前記第２温度検知手段及び前記第３温度検知手段で検知された温度のどちらか高い方の温度が、前記第１温度検知手段で検知した温度を、所定温度以上超えると予測される場合には、前記電力供給手段から供給される電力を低減する温度制御部と、
を備えたことを特徴とする像加熱装置。
前記温度制御部は、前記ヒータに電力供給を開始してから所定時間の間の、微小時間に対する前記第１温度検知手段の温度変化量と、前記微小時間に対する前記第２温度検知手段の温度変化量及び前記第３温度検知手段の温度変化量のうちの大きい方の温度変化量と、に応じて、前記ヒータに電力供給を開始してから前記ヒータが目標温度に達するまでの間に、前記第２温度検知手段及び前記第３温度検知手段で検知された温度のどちらか高い方の温度が、前記第１温度検知手段で検知した温度を、所定温度以上超えると予測される場合には、前記電力供給手段から供給される電力を低減することを特徴とする請求項３に記載の像加熱装置。
前記温度制御部は、前記ヒータに電力供給を開始してから所定時間の間の、微小時間に対する前記第１温度検知手段の温度変化量Ｋａ（℃／秒）のＫａ値に所定値αを加算した加算値が、前記微小時間に対する前記第２温度検知手段の温度変化量Ｋｂ（℃／秒）のＫｂ値及び前記第３温度検知手段の温度変化量Ｋｃ（℃／秒）のＫｃ値のうちの大きい方の値よりも大きくない場合には、前記電力供給手段から供給される電力を低減し、前記加算値が、Ｋｂ値及びＫｃ値のうちの大きい方の値よりも大きい場合には、前記電力供給手段から供給される電力を増大することを特徴とする請求項４に記載の像加熱装置。