JP3569408B2 - 被加熱体温度制御方法 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は複写機、プリンタ、ファクシミリなどに用いられる定着装置の被加熱体温度制御方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
複写機、プリンタ、ファクシミリなどの画像形成装置においては、一般に、画像形成プロセスによって感光体などの像担持体上にトナー像を形成し、このトナー像を転写手段により用紙に転写して定着装置により用紙に定着させている。この定着装置は、加熱ローラと加圧ローラなどの加圧部材とを圧接させて回転させ、この加熱ローラと加圧部材とのニップ部を通過する用紙に対して加熱ローラ及び加圧部材による加熱及び加圧でトナー像を用紙に定着させる熱ローラ定着装置などがある。
【０００３】
熱ローラ定着装置は、加熱ローラ及び加圧部材のうち少なくとも加熱ローラを定着ヒータで加熱したり、加熱ローラ及び加圧部材のうち少なくとも加熱ローラの内部に発熱体を設けて発熱体に通電することにより発熱体を発熱させて加熱ローラを加熱したりしている。また、熱ローラ定着装置は、加熱ローラの表面温度を温度検出素子で検出し、この温度検出素子の検出温度に基づいて定着ヒータや発熱体からなる加熱手段への給電を制御して加熱ローラの表面温度（定着温度）を目標温度に制御している。
【０００４】
特開平２ー１００２８２号公報には、抵抗発熱体を有する加熱体と、該加熱体の温度を検知する温度検知手段と、該加熱体の抵抗発熱体へのパルス通電を行ない、該温度検知手段からの温度情報に基づき１周期当たりの該加熱体最大温度を一定に制御すべく１周期当たりの通電パルス幅を変える給電手段とを備えた発熱装置において、該給電手段から出力されるパルス通電幅を該温度検知手段で検知した温度に応じた一定値以下に制限する回路を有することを特徴とする発熱装置の安全装置が記載されている。
【０００５】
特開平６ー１１９９９号公報には、記録材に転写されたトナーを熱定着する定着装置において、配光の異なる第一、第二のヒータと定着ローラの温度を検出する温度検出手段を有する定着手段と、上記第一のヒータのＯＮ／ＯＦＦを制御する第一ヒータ制御手段と、第二のヒータのＯＮ／ＯＦＦを制御する第二ヒータ制御手段と、第一、第二のヒータのＯＮ／ＯＦＦタイミングを変化させるように制御するタイミング制御手段と、記録材が定着ローラを通過中か否かを検知する紙検知手段とを有し、上記タイミング制御手段は上記紙検知手段により記録材が検知された場合と検知されない場合とで第一、第二のヒータのＯＮ／ＯＦＦタイミングを変化させるように設定されていることを特徴とする定着装置が記載されている。
【０００６】
また、同じく特開平６ー１１９９９号公報には、記録材に転写されたトナーを熱定着する定着装置において、配光の異なる第一、第二のヒータと定着ローラの中央部の温度を検出する第一の温度検出手段と、端部の温度を検出する第二の温度検出手段とを有する定着手段と、上記第一のヒータのＯＮ／ＯＦＦを制御する第一ヒータ制御手段と、第二のヒータのＯＮ／ＯＦＦを制御する第二ヒータ制御手段と、第一、第二のヒータのＯＮ／ＯＦＦタイミングを変化させるように制御するタイミング制御手段とを有し、上記タイミング制御手段が上記第二の温度検出手段によって検出された温度に基づいて上記第一、第二のヒータのＯＮ／ＯＦＦタイミングを変化させるように設定されていることを特徴とする定着装置が記載されている。
【０００７】
特開平６ー３０８８５５号公報には、熱ローラ定着装置において、温度検出素子を加熱ローラの最高温度となりうる部位（高温部）近傍と最低温度となりうる部位（低温部）近傍との２箇所に配置し、低温部の温度が上昇して安定したときに、定着温度制御の制御基準温度を切り替えることにより、低温時の定着不足や過高温による不具合が発生しないようにしたものが記載されている。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
上記特開平６ー３０８８５５号公報記載の熱ローラ定着装置では、温度検出素子を加熱ローラの最高温度となりうる部位（高温部）近傍と最低温度となりうる部位（低温部）近傍との２箇所に配置し、低温部の温度が上昇して安定したときに、定着温度制御の制御基準温度を切り替えることにより、低温時の定着不足や過高温による不具合が発生しないようにしているが、高温部の温度と低温部の温度との関係は通紙される用紙のサイズや連続性、オーバーシュートや発散性によりかなり変動があり、小さな用紙が連続して通紙される時には加熱ローラの端部の温度のみ過上昇してしまうなど、状況に応じた適正な加熱ローラ制御温度を定義することがかなり困難であって加熱ローラの表面温度を状況に応じて適正な温度に制御することが困難である。
【０００９】
本発明は、加熱ローラの温度の過上昇を防ぐことができ、加熱ローラの温度を状況に応じて適正な温度に制御することができる被加熱体温度制御方法を提供することを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、請求項１に係る発明は、加熱手段により加熱される加熱ローラを有し、トナー像を担持する用紙に対して前記トナー像を定着させる定着装置の被加熱体温度制御方法において、被加熱体としての前記加熱ローラの最高温度となり得る第１の部位の温度と、前記加熱ローラの最低温度となり得る第２の部位の温度とを温度検出手段で検出し、前記第１の部位の温度が制御温度よりも低い所定の温度未満のときは前記加熱手段に対して前記第１の部位の温度に比例して給電させ、あるいは連続的に給電させ、 前記第１の部位の温度が前記制御温度よりも低い前記所定の温度以上のときは、前記第２の部位の温度が前記第１の部位の温度に対して低温側に規定値以上差がある場合には交流電源から前記加熱手段への給電比率を１００％に設定し、前記第２の部位の温度が前記第１の部位の温度に対して低温側に規定値以上の差がなくなった場合には前記加熱手段の給電比率を１００％より低い所定の給電比率に変更し、かつ、前記第１の部位の温度が前記制御温度未満の時には前記加熱手段に前記給電比率で給電させ、前記第１の部位の温度が前記制御温度以上の時には前記加熱手段への給電をオフさせる。このため、加熱ローラの温度の過上昇を防ぐことができる。
【００１１】
請求項２に係る発明は、請求項１記載の被加熱体温度制御方法において、前記加熱手段への給電をパルス幅変調信号によりオン／オフし、前記第１の部位の温度が前記制御温度よりも低い前記所定の温度以上のときは、前記第２の部位の温度が前記第１の部位の温度に対して低温側に規定値以上の差がなくなった場合に前記第１の部位の温度と前記第２の部位の温度との差に対応して前記加熱手段への給電のオン／オフ比を変更することで前記加熱手段の給電比率を１００％より低い所定の給電比率に変更する。このため、加熱ローラの温度を状況に応じて適正な温度に制御することができる。
【００１２】
【発明の実施の形態】
図２は本発明を応用した電子写真方式レーザビームプリンタからなる画像形成装置の一実施形態を示す。この実施形態は請求項１に係る発明を応用した電子写真方式画像形成装置の一実施形態である。感光体ユニット１は、像担持体としての感光体、例えばベルト状感光体２と、このベルト状感光体２が架け渡された複数のローラ３〜５とを有し、この複数のローラ３〜５のうちの１つのローラが駆動源により回転駆動されてベルト状感光体２が回転駆動される。
【００１３】
この感光体２は、帯電手段としての帯電チャージャ６により均一に帯電された後に露光手段としての光書き込み装置７により光ビームが照射されて画像が書き込まれることにより静電潜像が形成される。この光書き込み装置７は、例えば半導体レーザからなる光源を駆動回路にて画像信号により駆動して半導体レーザから画像信号により変調されたレーザ光Ｌを出射し、このレーザ光Ｌをポリゴンミラーからなる走査手段８により主走査方向に繰り返して走査してｆθレンズ９及びミラー１０を介して感光体２に照射することで、感光体２を露光して感光体２上に静電潜像を形成させる。
【００１４】
この感光体２上の静電潜像は現像手段としての現像装置１１により現像されてトナー像となり、また、用紙が給紙カセット１２を用いた給紙装置から給紙ローラ１３によりレジストローラ１４まで給紙されて待機する。レジストローラ１４は用紙を感光体２上のトナー像に合わせて送出し、この用紙は転写手段としての転写チャージャ１５により感光体２上のトナー像が転写されて定着装置１６に送られる。
【００１５】
この定着装置１６は、加熱ローラ１７と、該加熱ローラ１７に圧接される加圧ローラ１８と、加熱ローラ１７を加熱する加熱手段１９などを有し、加熱ローラ１７及び加圧ローラ１８は回転駆動部により回転駆動される。用紙は、加熱ローラ１７及び加圧ローラ１８のニップ部を通して搬送され、加熱ローラ１７及び加圧ローラ１８によりトナー像が加熱及び加圧により定着される。定着装置１６からの用紙は排紙ローラ２０により排紙トレイ２１へ排出される。また、感光体２は、トナー像転写後にクリーニング装置２２によりクリーニングされて残留トナーが除去され、次の上述のような電子写真プロセスに備える。
【００１６】
図１は上記定着装置１６の構成を示す。定着装置１６においては、加圧ローラ１８が図示しない加圧手段により加熱ローラ１７に圧接され、加熱ローラ１７及び加圧ローラ１８が回転駆動部により互いに逆方向に回転駆動される。加熱ローラ１７を加熱する加熱手段１９は加熱ローラ１７の内側に配置されたハロゲンランプからなるヒータを用いたが、加熱ローラ１７自体がセラミックヒータであって加熱手段１９を兼ねるようにしてもよく、また、加熱ローラ１７の内部に加熱手段１９としての抵抗発熱体を設けるようにしてもよい。
【００１７】
クリーニング部材としてのクリーニングローラ２３は、加熱ローラ１７の表面に当接し、加熱ローラ１７をクリーニングして加熱ローラ１７上のトナーなどを除去する。温度検出手段としてのサーミスタからなる温度モニター素子２４は、加熱ローラ１７の近傍に配置されて加熱ローラ１７の表面温度（定着温度）を検出する。
【００１８】
通常、加熱ローラ１７の表面温度が上昇しやすい箇所は加熱ローラ１７の中央部であり、つまり、加熱ローラ１７の最高温度となり得る部位は加熱ローラ１７の中央部である。また、加熱ローラ１７の表面温度が上昇しにくい箇所は加熱ローラ１７の端部であり、つまり、加熱ローラ１７の最低温度となり得る部位は加熱ローラ１７の端部である。
【００１９】
そこで、図３に示すように、温度モニター素子２４としては、加熱ローラ１７の最高温度となり得る中央部の近傍に配置されて該中央部の温度を検出するサーミスタ２４ａと、加熱ローラ１７の最低温度となり得る端部の近傍に配置されて該端部の温度を検出するサーミスタ２４ｂとが設けられ、サーミスタ２４ａにより検出した加熱ローラ１７の中央部の温度が加熱ローラ１７表面温度制御上の基準とされる。
【００２０】
図４は定着装置１６のヒータ１９及び定着温度制御部の電気的接続を示す。ヒータ１９はスイッチ素子としてのソリッドステートリレー（ＳＳＲ）２５を介して交流電源２６に接続され、サーミスタ２４ａ、２４ｂは直流電源とアースとの間にそれぞれ抵抗２７ａ、２７ｂを介して接続され、サーミスタ２４ａ、２４ｂと抵抗２７ａ、２７ｂとの各接続点からサーミスタ２４ａ、２４ｂの各検出温度（加熱ローラ１７の中央部温度、端部温度）に応じた温度検出信号電圧が得られてこれらの電圧が定着温度制御部を構成するマイクロコンピュータ（ＣＰＵ）２８のＡ／Ｄ入力ポートに入力される。
【００２１】
ＣＰＵ２８は、Ａ／Ｄ入力ポートに入力されたサーミスタ２４ａ、２４ｂの各温度検出信号電圧を読み込んでＡ／ＤコンバータでＡ／Ｄ変換し、これをモニターして加熱ローラ１７の中央部温度、端部温度が所定の温度になるようにＳＳＲ２５を制御してヒータ１９のスイッチング制御を行うことで定着温度制御を行なう。ここに、定着温度とは加熱ローラ１７の表面温度のことを指す。定着温度の設定温度は１８０℃位が一般的に用いられる。
【００２２】
図５はＣＰＵ２８のデューティ比制御ルーチンを示す。ＣＰＵ２８は、プログラム上で定義したポーリング設定周期毎に、加熱ローラ１７の中央部温度Ｔｃ及び端部温度Ｔｅに対するサーミスタ２４ａ、２４ｂの各温度検出信号電圧をＡ／Ｄ入力ポートから読み込んでＡ／ＤコンバータでＡ／Ｄ変換し、これらより加熱ローラ１７の中央部温度Ｔｃと端部温度Ｔｅとの温度差ΔＴ（＝Ｔｃ−Ｔｅ）を求める。
【００２３】
ＣＰＵ２８は、ΔＴが規定値ΔＴｄより大きいか否かを判断し、つまり、ＴｅがＴｃに対して低温側に規定値ΔＴｄ以上差があるか否かを判断する。ＣＰＵ２８は、ΔＴが規定値ΔＴｄより大きい時には、交流電源２６からヒータ１９への給電デューティ比ｄｕｔｙを１００％に設定し、交流電源２６からヒータ１９への給電デューティ比ｄｕｔｙが１００％になるようにＳＳＲ２５を制御する。また、ＣＰＵ２８は、ΔＴが規定値ΔＴｄ以下の時には、交流電源２６からヒータ１９への給電デューティ比ｄｕｔｙを所定のデューティ比、例えば５０％に制限し、交流電源２６からヒータ１９への給電デューティ比ｄｕｔｙが５０％になるようにＳＳＲ２５を制御する。
【００２４】
図６はＣＰＵ２８のヒータ制御ルーチンを示す。ＣＰＵ２８は、加熱ローラ１７の中央部温度Ｔｃに対するサーミスタ２４ａの温度検出信号電圧をＡ／Ｄ入力ポートから読み込んでＡ／ＤコンバータでＡ／Ｄ変換し、これより加熱ローラ１７の中央部温度Ｔｃと制御温度（定着温度制御の基準値）Ｔｄとの比較を行う。ＣＰＵ２８は、ＴｃがＴｄ未満の時には、定着温度を上げるために、ＳＳＲ２５へのヒータ制御信号をオンにし、ＳＳＲ２５を上記設定給電デューティ比ｄｕｔｙでオンさせる。また、ＣＰＵ２８は、ＴｃがＴｄ以上の時には、ＳＳＲ２５へのヒータ制御信号をオフにし、ＳＳＲ２５をオフさせる。
【００２５】
図７は本実施形態の動作タイミングを示す。加熱ローラ１７の中央部温度Ｔｃ及び端部温度Ｔｅの差ΔＴが規定値ΔＴｄより大きい時には、ＣＰＵ２８は交流電源２６からヒータ１９への給電デューティ比ｄｕｔｙが１００％になるようにＳＳＲ２５を制御するから、ヒータ制御信号ＨＥＡＴと同等のタイミングの信号ＨＥＡＴ＿ＯＵＴでＳＳＲ２５のオン／オフによるヒータ１９のオン／オフが行なわれる。
【００２６】
ΔＴ≦ΔＴｄとなったときには、ＣＰＵ２８は、交流電源２６からヒータ１９への給電デューティ比ｄｕｔｙを５０％に制限し、デューティ比５０％のパルス信号ＤＵＴＹとヒータ制御信号ＨＥＡＴとのアンドをとってその結果ＨＥＡＴ＿ＯＵＴによりＳＳＲ２５をオン／オフさせてヒータ１９をオン／オフさせる。
【００２７】
なお、ＣＰＵ２８は、電源投入後には、加熱ローラ１７の中央部温度Ｔｃがｔｄより低い所定の温度に達するまではヒータ１９に対してＴｃに比例して給電するようにＳＳＲ２５をオン／オフさせるという比例制御を行い、あるいはＴｃがｔｄより低い所定の温度に達するまではＳＳＲ２５を連続的にオンさせてヒータ１９に連続的に給電し、Ｔｃがｔｄより低い所定の温度に達した後に上述のようなＳＳＲ２５のオン／オフ制御によるヒータ１９のオン／オフ制御を開始する。
【００２８】
このように、この実施形態は、請求項１に係る発明を応用した画像形成装置の一実施形態であって、加熱手段としてのヒータ１９により加熱される加熱ローラ１７を有し、トナー像を担持する用紙に対して前記トナー像を定着させる定着装置１６の被加熱体温度制御方法において、被加熱体としての前記加熱ローラ１７の最高温度となり得る第１の部位としての中央部の温度Ｔｃと、前記加熱ローラ１７の最低温度となり得る第２の部位としての端部の温度Ｔｅとをサーミスタ２４ａ、２４ｂからなる温度検出手段で検出し、前記第２の部位の温度Ｔｅが前記第１の部位の温度Ｔｃに対して低温側に規定値ΔＴｄ以上差がある場合には前記第１の部位の温度Ｔｃが目標値となるまで前記加熱手段１９を制御して前記加熱ローラ１７を加熱させ、前記第２の部位の温度Ｔｅが前記第１の部位の温度Ｔｃに対して低温側に規定値ΔＴｄ以上の差がなくなった場合には前記加熱手段１９の給電比率ｄｕｔｙを変更して前記加熱手段１９を前記加熱ローラ１７が所定の温度になるように制御するので、加熱ローラ全体の温度が均一になったときに加熱手段の給電比率ｄｕｔｙを抑制することで、温度のオーバーシュートを防ぎ、加熱ローラの温度の過上昇を防ぐことができる。
【００２９】
図８は本発明を応用した電子写真方式レーザビームプリンタからなる画像形成装置の他の実施形態におけるΔＴとヒータ給電デューティ比ｄｕｔｙの相関の一例を示す。この実施形態は請求項２に係る発明を応用した電子写真方式の画像形成装置の一実施形態である。図８は加熱ローラ１７の中央部温度Ｔｃと端部温度Ｔｅとの温度差ΔＴに対応するヒータ給電デューティ比ｄｕｔｙの定義表であり、ΔＴｄ１がヒータ給電デューティ比ｄｕｔｙの変更開始点となる。つまり、この実施形態では、上記実施形態において、ＣＰＵ２８は、電源投入後にΔＴがΔＴｄ１以下となってからヒータ給電デューティ比ｄｕｔｙを１００％よりΔＴに応じたヒータ給電デューティ比ｄｕｔｙに変更する。
【００３０】
また、この実施形態は、上記実施形態において、ＣＰＵ２８がパルス幅変調（ＰＷＭ）信号を用いてＳＳＲ２５を制御するが、図９はそのＰＷＭ信号の波形を示す。図９に示すようにＰＷＭ信号の周期は周期ＣＬＫ（クロック）の周期となる。図１０は、この実施形態におけるＣＰＵ２８のｄｕｔｙ設定ルーチンを示す。
【００３１】
この実施形態では、上記実施形態において、ＣＰＵ２８は、図１０に示すようなｄｕｔｙ設定ルーチンを実行する。すなわち、ＣＰＵ２８は、プログラム上で定義したポーリング設定周期毎に、加熱ローラ１７の中央部温度Ｔｃ及び端部温度Ｔｅに対するサーミスタ２４ａ、２４ｂの各温度検出信号電圧をＡ／Ｄ入力ポートから読み込んでＡ／ＤコンバータでＡ／Ｄ変換し、これらより加熱ローラ１７の中央部温度Ｔｃと端部温度Ｔｅとの温度差ΔＴ（＝Ｔｃ−Ｔｅ）を求める。
【００３２】
ＣＰＵ２８は、ΔＴを複数の規定値ΔＴｄ１、ΔＴｄ２・・・ΔＴｄｎと比較してΔＴが複数の範囲ΔＴ＞ΔＴｄ１、ΔＴｄ１≧ΔＴ＞ΔＴｄ２、ΔＴｄ２≧ΔＴ＞ΔＴｄ３・・・ΔＴｄｎ≧ΔＴのいずれのレベルであるかを判断し、そのΔＴのレベルに応じて交流電源２６からヒータ１９への給電デューティ比ｄｕｔｙを設定してヒータ１９への給電のオン／オフ比を変更する。
【００３３】
例えば、ＣＰＵ２８は、ΔＴ＞ΔＴｄ１であれば交流電源２６からヒータ１９への給電デューティ比ｄｕｔｙを１００％に設定し、ΔＴｄ１≧ΔＴ＞ΔＴｄ２であれば交流電源２６からヒータ１９への給電デューティ比ｄｕｔｙを７０％に設定し、・・・ΔＴｄｎ≧ΔＴであれば交流電源２６からヒータ１９への給電デューティ比ｄｕｔｙを３０％に設定する。そして、ＣＰＵ２８は、このように設定した給電デューティ比ｄｕｔｙで図９に示すように周期ＣＬＫに同期したＰＷＭ信号を生成し、このＰＷＭ信号を後述するようにＳＳＲ２５のオン／オフ制御に用いる。
【００３４】
また、ＣＰＵ２８は、ヒータ制御ルーチンでは、加熱ローラ１７の中央部温度Ｔｃに対するサーミスタ２４ａの温度検出信号電圧をＡ／Ｄ入力ポートから読み込んでＡ／ＤコンバータでＡ／Ｄ変換し、これより加熱ローラ１７の中央部温度Ｔｃと制御温度（定着温度制御の基準値）Ｔｄとの比較を行う。そして、ＣＰＵ２８は、ＴｃがＴｄ未満の時には、定着温度を上げるためにヒータオン信号を生成し、このヒータオン信号と上述のＰＷＭ信号とのアンドをとってヒータ制御信号を生成し、このヒータ制御信号をＳＳＲ２５に加えてＳＳＲ２５をオン／オフさせる。これにより、加熱ローラ１７の中央部温度Ｔｃ及び端部温度Ｔｅの差ΔＴに対応して交流電源２６からヒータ１９への給電デューティ比ｄｕｔｙが変更される。
【００３５】
このように、この実施形態は、請求項２に係る発明を応用した画像形成装置の一実施形態であって、請求項１記載の被加熱体温度制御方法において、前記加熱手段としてのヒータ１９への給電をパルス幅変調信号によりオン／オフし、前記第１の部位としての中央部の温度Ｔｃと前記第２の部位としての端部の温度Ｔｅとの差ΔＴに対応して前記加熱手段１９への給電のオン／オフ比を変更するので、請求項１に係る発明の効果を奏するだけでなく、加熱ローラの温度状態に対応して加熱手段への給電のオン／オフ比を変更することができ、加熱ローラの温度を状況に応じて適正な温度に制御することができて加熱ローラ全体の温度の安定化を図ることができる。
【００３６】
なお、各請求項に係る発明は、上記実施形態に限定されるものではなく、上記レーザビームプリンタ以外の複写機、ファクシミリ等の画像形成装置における定着装置などに適用することができる。
【００３７】
【発明の効果】
以上のように請求項１に係る発明によれば、加熱手段により加熱される加熱ローラを有し、トナー像を担持する用紙に対して前記トナー像を定着させる定着装置の被加熱体温度制御方法において、被加熱体としての前記加熱ローラの最高温度となり得る第１の部位の温度と、前記加熱ローラの最低温度となり得る第２の部位の温度とを温度検出手段で検出し、前記第２の部位の温度が前記第１の部位の温度に対して低温側に規定値以上差がある場合には前記第１の部位の温度が目標値となるまで前記加熱手段を制御して前記加熱ローラを加熱させ、前記第２の部位の温度が前記第１の部位の温度に対して低温側に規定値以上の差がなくなった場合には前記加熱手段の給電比率を変更して前記加熱手段を前記加熱ローラが所定の温度になるように制御するので、加熱ローラ全体の温度が均一になったときに加熱手段の給電比率を抑制することで、温度のオーバーシュートを防ぎ、加熱ローラの温度の過上昇を防ぐことができる。
【００３８】
請求項２に係る発明によれば、請求項１記載の被加熱体温度制御方法において、前記加熱手段への給電をパルス幅変調信号によりオン／オフし、前記第１の部位の温度と前記第２の部位の温度との差に対応して前記加熱手段への給電のオン／オフ比を変更するので、加熱ローラの温度状態に対応して加熱手段への給電のオン／オフ比を変更することができ、加熱ローラの温度を状況に応じて適正な温度に制御することができて加熱ローラ全体の温度の安定化を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明を応用したレーザビームプリンタの一実施形態における定着装置の構成を示す断面図である。
【図２】同実施形態を示す断面図である。
【図３】同実施形態の一部を示す側面図である。
【図４】同実施形態における定着装置のヒータ及び定着温度制御部の電気的接続を示すブロック図である。
【図５】同実施形態におけるＣＰＵのデューティ比制御ルーチンを示すフローチャートである。
【図６】同ＣＰＵのヒータ制御ルーチンを示すフローチャートである。
【図７】同実施形態の動作タイミングを示すタイミングチャートである。
【図８】本発明を応用したレーザビームプリンタの他の実施形態におけるΔＴとヒータ給電デューティ比ｄｕｔｙの相関の一例を示す特性曲線図である。
【図９】同実施形態に用いるＰＷＭ信号等の波形を示す波形図である。
【図１０】同実施形態におけるＣＰＵのｄｕｔｙ設定ルーチンを示すフローチャートである。
【符号の説明】
１６ 定着装置
１７ 加熱ローラ
１８ 加圧ローラ
１９ ヒータ
２４、２４ａ、２４ｂ サーミスタ
２５ ＳＳＲ
２６ 交流電源
２７ａ、２７ｂ 抵抗
２８ ＣＰＵ
【発明の属する技術分野】
本発明は複写機、プリンタ、ファクシミリなどに用いられる定着装置の被加熱体温度制御方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
複写機、プリンタ、ファクシミリなどの画像形成装置においては、一般に、画像形成プロセスによって感光体などの像担持体上にトナー像を形成し、このトナー像を転写手段により用紙に転写して定着装置により用紙に定着させている。この定着装置は、加熱ローラと加圧ローラなどの加圧部材とを圧接させて回転させ、この加熱ローラと加圧部材とのニップ部を通過する用紙に対して加熱ローラ及び加圧部材による加熱及び加圧でトナー像を用紙に定着させる熱ローラ定着装置などがある。
【０００３】
熱ローラ定着装置は、加熱ローラ及び加圧部材のうち少なくとも加熱ローラを定着ヒータで加熱したり、加熱ローラ及び加圧部材のうち少なくとも加熱ローラの内部に発熱体を設けて発熱体に通電することにより発熱体を発熱させて加熱ローラを加熱したりしている。また、熱ローラ定着装置は、加熱ローラの表面温度を温度検出素子で検出し、この温度検出素子の検出温度に基づいて定着ヒータや発熱体からなる加熱手段への給電を制御して加熱ローラの表面温度（定着温度）を目標温度に制御している。
【０００４】
特開平２ー１００２８２号公報には、抵抗発熱体を有する加熱体と、該加熱体の温度を検知する温度検知手段と、該加熱体の抵抗発熱体へのパルス通電を行ない、該温度検知手段からの温度情報に基づき１周期当たりの該加熱体最大温度を一定に制御すべく１周期当たりの通電パルス幅を変える給電手段とを備えた発熱装置において、該給電手段から出力されるパルス通電幅を該温度検知手段で検知した温度に応じた一定値以下に制限する回路を有することを特徴とする発熱装置の安全装置が記載されている。
【０００５】
特開平６ー１１９９９号公報には、記録材に転写されたトナーを熱定着する定着装置において、配光の異なる第一、第二のヒータと定着ローラの温度を検出する温度検出手段を有する定着手段と、上記第一のヒータのＯＮ／ＯＦＦを制御する第一ヒータ制御手段と、第二のヒータのＯＮ／ＯＦＦを制御する第二ヒータ制御手段と、第一、第二のヒータのＯＮ／ＯＦＦタイミングを変化させるように制御するタイミング制御手段と、記録材が定着ローラを通過中か否かを検知する紙検知手段とを有し、上記タイミング制御手段は上記紙検知手段により記録材が検知された場合と検知されない場合とで第一、第二のヒータのＯＮ／ＯＦＦタイミングを変化させるように設定されていることを特徴とする定着装置が記載されている。
【０００６】
また、同じく特開平６ー１１９９９号公報には、記録材に転写されたトナーを熱定着する定着装置において、配光の異なる第一、第二のヒータと定着ローラの中央部の温度を検出する第一の温度検出手段と、端部の温度を検出する第二の温度検出手段とを有する定着手段と、上記第一のヒータのＯＮ／ＯＦＦを制御する第一ヒータ制御手段と、第二のヒータのＯＮ／ＯＦＦを制御する第二ヒータ制御手段と、第一、第二のヒータのＯＮ／ＯＦＦタイミングを変化させるように制御するタイミング制御手段とを有し、上記タイミング制御手段が上記第二の温度検出手段によって検出された温度に基づいて上記第一、第二のヒータのＯＮ／ＯＦＦタイミングを変化させるように設定されていることを特徴とする定着装置が記載されている。
【０００７】
特開平６ー３０８８５５号公報には、熱ローラ定着装置において、温度検出素子を加熱ローラの最高温度となりうる部位（高温部）近傍と最低温度となりうる部位（低温部）近傍との２箇所に配置し、低温部の温度が上昇して安定したときに、定着温度制御の制御基準温度を切り替えることにより、低温時の定着不足や過高温による不具合が発生しないようにしたものが記載されている。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
上記特開平６ー３０８８５５号公報記載の熱ローラ定着装置では、温度検出素子を加熱ローラの最高温度となりうる部位（高温部）近傍と最低温度となりうる部位（低温部）近傍との２箇所に配置し、低温部の温度が上昇して安定したときに、定着温度制御の制御基準温度を切り替えることにより、低温時の定着不足や過高温による不具合が発生しないようにしているが、高温部の温度と低温部の温度との関係は通紙される用紙のサイズや連続性、オーバーシュートや発散性によりかなり変動があり、小さな用紙が連続して通紙される時には加熱ローラの端部の温度のみ過上昇してしまうなど、状況に応じた適正な加熱ローラ制御温度を定義することがかなり困難であって加熱ローラの表面温度を状況に応じて適正な温度に制御することが困難である。
【０００９】
本発明は、加熱ローラの温度の過上昇を防ぐことができ、加熱ローラの温度を状況に応じて適正な温度に制御することができる被加熱体温度制御方法を提供することを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、請求項１に係る発明は、加熱手段により加熱される加熱ローラを有し、トナー像を担持する用紙に対して前記トナー像を定着させる定着装置の被加熱体温度制御方法において、被加熱体としての前記加熱ローラの最高温度となり得る第１の部位の温度と、前記加熱ローラの最低温度となり得る第２の部位の温度とを温度検出手段で検出し、前記第１の部位の温度が制御温度よりも低い所定の温度未満のときは前記加熱手段に対して前記第１の部位の温度に比例して給電させ、あるいは連続的に給電させ、 前記第１の部位の温度が前記制御温度よりも低い前記所定の温度以上のときは、前記第２の部位の温度が前記第１の部位の温度に対して低温側に規定値以上差がある場合には交流電源から前記加熱手段への給電比率を１００％に設定し、前記第２の部位の温度が前記第１の部位の温度に対して低温側に規定値以上の差がなくなった場合には前記加熱手段の給電比率を１００％より低い所定の給電比率に変更し、かつ、前記第１の部位の温度が前記制御温度未満の時には前記加熱手段に前記給電比率で給電させ、前記第１の部位の温度が前記制御温度以上の時には前記加熱手段への給電をオフさせる。このため、加熱ローラの温度の過上昇を防ぐことができる。
【００１１】
請求項２に係る発明は、請求項１記載の被加熱体温度制御方法において、前記加熱手段への給電をパルス幅変調信号によりオン／オフし、前記第１の部位の温度が前記制御温度よりも低い前記所定の温度以上のときは、前記第２の部位の温度が前記第１の部位の温度に対して低温側に規定値以上の差がなくなった場合に前記第１の部位の温度と前記第２の部位の温度との差に対応して前記加熱手段への給電のオン／オフ比を変更することで前記加熱手段の給電比率を１００％より低い所定の給電比率に変更する。このため、加熱ローラの温度を状況に応じて適正な温度に制御することができる。
【００１２】
【発明の実施の形態】
図２は本発明を応用した電子写真方式レーザビームプリンタからなる画像形成装置の一実施形態を示す。この実施形態は請求項１に係る発明を応用した電子写真方式画像形成装置の一実施形態である。感光体ユニット１は、像担持体としての感光体、例えばベルト状感光体２と、このベルト状感光体２が架け渡された複数のローラ３〜５とを有し、この複数のローラ３〜５のうちの１つのローラが駆動源により回転駆動されてベルト状感光体２が回転駆動される。
【００１３】
この感光体２は、帯電手段としての帯電チャージャ６により均一に帯電された後に露光手段としての光書き込み装置７により光ビームが照射されて画像が書き込まれることにより静電潜像が形成される。この光書き込み装置７は、例えば半導体レーザからなる光源を駆動回路にて画像信号により駆動して半導体レーザから画像信号により変調されたレーザ光Ｌを出射し、このレーザ光Ｌをポリゴンミラーからなる走査手段８により主走査方向に繰り返して走査してｆθレンズ９及びミラー１０を介して感光体２に照射することで、感光体２を露光して感光体２上に静電潜像を形成させる。
【００１４】
この感光体２上の静電潜像は現像手段としての現像装置１１により現像されてトナー像となり、また、用紙が給紙カセット１２を用いた給紙装置から給紙ローラ１３によりレジストローラ１４まで給紙されて待機する。レジストローラ１４は用紙を感光体２上のトナー像に合わせて送出し、この用紙は転写手段としての転写チャージャ１５により感光体２上のトナー像が転写されて定着装置１６に送られる。
【００１５】
この定着装置１６は、加熱ローラ１７と、該加熱ローラ１７に圧接される加圧ローラ１８と、加熱ローラ１７を加熱する加熱手段１９などを有し、加熱ローラ１７及び加圧ローラ１８は回転駆動部により回転駆動される。用紙は、加熱ローラ１７及び加圧ローラ１８のニップ部を通して搬送され、加熱ローラ１７及び加圧ローラ１８によりトナー像が加熱及び加圧により定着される。定着装置１６からの用紙は排紙ローラ２０により排紙トレイ２１へ排出される。また、感光体２は、トナー像転写後にクリーニング装置２２によりクリーニングされて残留トナーが除去され、次の上述のような電子写真プロセスに備える。
【００１６】
図１は上記定着装置１６の構成を示す。定着装置１６においては、加圧ローラ１８が図示しない加圧手段により加熱ローラ１７に圧接され、加熱ローラ１７及び加圧ローラ１８が回転駆動部により互いに逆方向に回転駆動される。加熱ローラ１７を加熱する加熱手段１９は加熱ローラ１７の内側に配置されたハロゲンランプからなるヒータを用いたが、加熱ローラ１７自体がセラミックヒータであって加熱手段１９を兼ねるようにしてもよく、また、加熱ローラ１７の内部に加熱手段１９としての抵抗発熱体を設けるようにしてもよい。
【００１７】
クリーニング部材としてのクリーニングローラ２３は、加熱ローラ１７の表面に当接し、加熱ローラ１７をクリーニングして加熱ローラ１７上のトナーなどを除去する。温度検出手段としてのサーミスタからなる温度モニター素子２４は、加熱ローラ１７の近傍に配置されて加熱ローラ１７の表面温度（定着温度）を検出する。
【００１８】
通常、加熱ローラ１７の表面温度が上昇しやすい箇所は加熱ローラ１７の中央部であり、つまり、加熱ローラ１７の最高温度となり得る部位は加熱ローラ１７の中央部である。また、加熱ローラ１７の表面温度が上昇しにくい箇所は加熱ローラ１７の端部であり、つまり、加熱ローラ１７の最低温度となり得る部位は加熱ローラ１７の端部である。
【００１９】
そこで、図３に示すように、温度モニター素子２４としては、加熱ローラ１７の最高温度となり得る中央部の近傍に配置されて該中央部の温度を検出するサーミスタ２４ａと、加熱ローラ１７の最低温度となり得る端部の近傍に配置されて該端部の温度を検出するサーミスタ２４ｂとが設けられ、サーミスタ２４ａにより検出した加熱ローラ１７の中央部の温度が加熱ローラ１７表面温度制御上の基準とされる。
【００２０】
図４は定着装置１６のヒータ１９及び定着温度制御部の電気的接続を示す。ヒータ１９はスイッチ素子としてのソリッドステートリレー（ＳＳＲ）２５を介して交流電源２６に接続され、サーミスタ２４ａ、２４ｂは直流電源とアースとの間にそれぞれ抵抗２７ａ、２７ｂを介して接続され、サーミスタ２４ａ、２４ｂと抵抗２７ａ、２７ｂとの各接続点からサーミスタ２４ａ、２４ｂの各検出温度（加熱ローラ１７の中央部温度、端部温度）に応じた温度検出信号電圧が得られてこれらの電圧が定着温度制御部を構成するマイクロコンピュータ（ＣＰＵ）２８のＡ／Ｄ入力ポートに入力される。
【００２１】
ＣＰＵ２８は、Ａ／Ｄ入力ポートに入力されたサーミスタ２４ａ、２４ｂの各温度検出信号電圧を読み込んでＡ／ＤコンバータでＡ／Ｄ変換し、これをモニターして加熱ローラ１７の中央部温度、端部温度が所定の温度になるようにＳＳＲ２５を制御してヒータ１９のスイッチング制御を行うことで定着温度制御を行なう。ここに、定着温度とは加熱ローラ１７の表面温度のことを指す。定着温度の設定温度は１８０℃位が一般的に用いられる。
【００２２】
図５はＣＰＵ２８のデューティ比制御ルーチンを示す。ＣＰＵ２８は、プログラム上で定義したポーリング設定周期毎に、加熱ローラ１７の中央部温度Ｔｃ及び端部温度Ｔｅに対するサーミスタ２４ａ、２４ｂの各温度検出信号電圧をＡ／Ｄ入力ポートから読み込んでＡ／ＤコンバータでＡ／Ｄ変換し、これらより加熱ローラ１７の中央部温度Ｔｃと端部温度Ｔｅとの温度差ΔＴ（＝Ｔｃ−Ｔｅ）を求める。
【００２３】
ＣＰＵ２８は、ΔＴが規定値ΔＴｄより大きいか否かを判断し、つまり、ＴｅがＴｃに対して低温側に規定値ΔＴｄ以上差があるか否かを判断する。ＣＰＵ２８は、ΔＴが規定値ΔＴｄより大きい時には、交流電源２６からヒータ１９への給電デューティ比ｄｕｔｙを１００％に設定し、交流電源２６からヒータ１９への給電デューティ比ｄｕｔｙが１００％になるようにＳＳＲ２５を制御する。また、ＣＰＵ２８は、ΔＴが規定値ΔＴｄ以下の時には、交流電源２６からヒータ１９への給電デューティ比ｄｕｔｙを所定のデューティ比、例えば５０％に制限し、交流電源２６からヒータ１９への給電デューティ比ｄｕｔｙが５０％になるようにＳＳＲ２５を制御する。
【００２４】
図６はＣＰＵ２８のヒータ制御ルーチンを示す。ＣＰＵ２８は、加熱ローラ１７の中央部温度Ｔｃに対するサーミスタ２４ａの温度検出信号電圧をＡ／Ｄ入力ポートから読み込んでＡ／ＤコンバータでＡ／Ｄ変換し、これより加熱ローラ１７の中央部温度Ｔｃと制御温度（定着温度制御の基準値）Ｔｄとの比較を行う。ＣＰＵ２８は、ＴｃがＴｄ未満の時には、定着温度を上げるために、ＳＳＲ２５へのヒータ制御信号をオンにし、ＳＳＲ２５を上記設定給電デューティ比ｄｕｔｙでオンさせる。また、ＣＰＵ２８は、ＴｃがＴｄ以上の時には、ＳＳＲ２５へのヒータ制御信号をオフにし、ＳＳＲ２５をオフさせる。
【００２５】
図７は本実施形態の動作タイミングを示す。加熱ローラ１７の中央部温度Ｔｃ及び端部温度Ｔｅの差ΔＴが規定値ΔＴｄより大きい時には、ＣＰＵ２８は交流電源２６からヒータ１９への給電デューティ比ｄｕｔｙが１００％になるようにＳＳＲ２５を制御するから、ヒータ制御信号ＨＥＡＴと同等のタイミングの信号ＨＥＡＴ＿ＯＵＴでＳＳＲ２５のオン／オフによるヒータ１９のオン／オフが行なわれる。
【００２６】
ΔＴ≦ΔＴｄとなったときには、ＣＰＵ２８は、交流電源２６からヒータ１９への給電デューティ比ｄｕｔｙを５０％に制限し、デューティ比５０％のパルス信号ＤＵＴＹとヒータ制御信号ＨＥＡＴとのアンドをとってその結果ＨＥＡＴ＿ＯＵＴによりＳＳＲ２５をオン／オフさせてヒータ１９をオン／オフさせる。
【００２７】
なお、ＣＰＵ２８は、電源投入後には、加熱ローラ１７の中央部温度Ｔｃがｔｄより低い所定の温度に達するまではヒータ１９に対してＴｃに比例して給電するようにＳＳＲ２５をオン／オフさせるという比例制御を行い、あるいはＴｃがｔｄより低い所定の温度に達するまではＳＳＲ２５を連続的にオンさせてヒータ１９に連続的に給電し、Ｔｃがｔｄより低い所定の温度に達した後に上述のようなＳＳＲ２５のオン／オフ制御によるヒータ１９のオン／オフ制御を開始する。
【００２８】
このように、この実施形態は、請求項１に係る発明を応用した画像形成装置の一実施形態であって、加熱手段としてのヒータ１９により加熱される加熱ローラ１７を有し、トナー像を担持する用紙に対して前記トナー像を定着させる定着装置１６の被加熱体温度制御方法において、被加熱体としての前記加熱ローラ１７の最高温度となり得る第１の部位としての中央部の温度Ｔｃと、前記加熱ローラ１７の最低温度となり得る第２の部位としての端部の温度Ｔｅとをサーミスタ２４ａ、２４ｂからなる温度検出手段で検出し、前記第２の部位の温度Ｔｅが前記第１の部位の温度Ｔｃに対して低温側に規定値ΔＴｄ以上差がある場合には前記第１の部位の温度Ｔｃが目標値となるまで前記加熱手段１９を制御して前記加熱ローラ１７を加熱させ、前記第２の部位の温度Ｔｅが前記第１の部位の温度Ｔｃに対して低温側に規定値ΔＴｄ以上の差がなくなった場合には前記加熱手段１９の給電比率ｄｕｔｙを変更して前記加熱手段１９を前記加熱ローラ１７が所定の温度になるように制御するので、加熱ローラ全体の温度が均一になったときに加熱手段の給電比率ｄｕｔｙを抑制することで、温度のオーバーシュートを防ぎ、加熱ローラの温度の過上昇を防ぐことができる。
【００２９】
図８は本発明を応用した電子写真方式レーザビームプリンタからなる画像形成装置の他の実施形態におけるΔＴとヒータ給電デューティ比ｄｕｔｙの相関の一例を示す。この実施形態は請求項２に係る発明を応用した電子写真方式の画像形成装置の一実施形態である。図８は加熱ローラ１７の中央部温度Ｔｃと端部温度Ｔｅとの温度差ΔＴに対応するヒータ給電デューティ比ｄｕｔｙの定義表であり、ΔＴｄ１がヒータ給電デューティ比ｄｕｔｙの変更開始点となる。つまり、この実施形態では、上記実施形態において、ＣＰＵ２８は、電源投入後にΔＴがΔＴｄ１以下となってからヒータ給電デューティ比ｄｕｔｙを１００％よりΔＴに応じたヒータ給電デューティ比ｄｕｔｙに変更する。
【００３０】
また、この実施形態は、上記実施形態において、ＣＰＵ２８がパルス幅変調（ＰＷＭ）信号を用いてＳＳＲ２５を制御するが、図９はそのＰＷＭ信号の波形を示す。図９に示すようにＰＷＭ信号の周期は周期ＣＬＫ（クロック）の周期となる。図１０は、この実施形態におけるＣＰＵ２８のｄｕｔｙ設定ルーチンを示す。
【００３１】
この実施形態では、上記実施形態において、ＣＰＵ２８は、図１０に示すようなｄｕｔｙ設定ルーチンを実行する。すなわち、ＣＰＵ２８は、プログラム上で定義したポーリング設定周期毎に、加熱ローラ１７の中央部温度Ｔｃ及び端部温度Ｔｅに対するサーミスタ２４ａ、２４ｂの各温度検出信号電圧をＡ／Ｄ入力ポートから読み込んでＡ／ＤコンバータでＡ／Ｄ変換し、これらより加熱ローラ１７の中央部温度Ｔｃと端部温度Ｔｅとの温度差ΔＴ（＝Ｔｃ−Ｔｅ）を求める。
【００３２】
ＣＰＵ２８は、ΔＴを複数の規定値ΔＴｄ１、ΔＴｄ２・・・ΔＴｄｎと比較してΔＴが複数の範囲ΔＴ＞ΔＴｄ１、ΔＴｄ１≧ΔＴ＞ΔＴｄ２、ΔＴｄ２≧ΔＴ＞ΔＴｄ３・・・ΔＴｄｎ≧ΔＴのいずれのレベルであるかを判断し、そのΔＴのレベルに応じて交流電源２６からヒータ１９への給電デューティ比ｄｕｔｙを設定してヒータ１９への給電のオン／オフ比を変更する。
【００３３】
例えば、ＣＰＵ２８は、ΔＴ＞ΔＴｄ１であれば交流電源２６からヒータ１９への給電デューティ比ｄｕｔｙを１００％に設定し、ΔＴｄ１≧ΔＴ＞ΔＴｄ２であれば交流電源２６からヒータ１９への給電デューティ比ｄｕｔｙを７０％に設定し、・・・ΔＴｄｎ≧ΔＴであれば交流電源２６からヒータ１９への給電デューティ比ｄｕｔｙを３０％に設定する。そして、ＣＰＵ２８は、このように設定した給電デューティ比ｄｕｔｙで図９に示すように周期ＣＬＫに同期したＰＷＭ信号を生成し、このＰＷＭ信号を後述するようにＳＳＲ２５のオン／オフ制御に用いる。
【００３４】
また、ＣＰＵ２８は、ヒータ制御ルーチンでは、加熱ローラ１７の中央部温度Ｔｃに対するサーミスタ２４ａの温度検出信号電圧をＡ／Ｄ入力ポートから読み込んでＡ／ＤコンバータでＡ／Ｄ変換し、これより加熱ローラ１７の中央部温度Ｔｃと制御温度（定着温度制御の基準値）Ｔｄとの比較を行う。そして、ＣＰＵ２８は、ＴｃがＴｄ未満の時には、定着温度を上げるためにヒータオン信号を生成し、このヒータオン信号と上述のＰＷＭ信号とのアンドをとってヒータ制御信号を生成し、このヒータ制御信号をＳＳＲ２５に加えてＳＳＲ２５をオン／オフさせる。これにより、加熱ローラ１７の中央部温度Ｔｃ及び端部温度Ｔｅの差ΔＴに対応して交流電源２６からヒータ１９への給電デューティ比ｄｕｔｙが変更される。
【００３５】
このように、この実施形態は、請求項２に係る発明を応用した画像形成装置の一実施形態であって、請求項１記載の被加熱体温度制御方法において、前記加熱手段としてのヒータ１９への給電をパルス幅変調信号によりオン／オフし、前記第１の部位としての中央部の温度Ｔｃと前記第２の部位としての端部の温度Ｔｅとの差ΔＴに対応して前記加熱手段１９への給電のオン／オフ比を変更するので、請求項１に係る発明の効果を奏するだけでなく、加熱ローラの温度状態に対応して加熱手段への給電のオン／オフ比を変更することができ、加熱ローラの温度を状況に応じて適正な温度に制御することができて加熱ローラ全体の温度の安定化を図ることができる。
【００３６】
なお、各請求項に係る発明は、上記実施形態に限定されるものではなく、上記レーザビームプリンタ以外の複写機、ファクシミリ等の画像形成装置における定着装置などに適用することができる。
【００３７】
【発明の効果】
以上のように請求項１に係る発明によれば、加熱手段により加熱される加熱ローラを有し、トナー像を担持する用紙に対して前記トナー像を定着させる定着装置の被加熱体温度制御方法において、被加熱体としての前記加熱ローラの最高温度となり得る第１の部位の温度と、前記加熱ローラの最低温度となり得る第２の部位の温度とを温度検出手段で検出し、前記第２の部位の温度が前記第１の部位の温度に対して低温側に規定値以上差がある場合には前記第１の部位の温度が目標値となるまで前記加熱手段を制御して前記加熱ローラを加熱させ、前記第２の部位の温度が前記第１の部位の温度に対して低温側に規定値以上の差がなくなった場合には前記加熱手段の給電比率を変更して前記加熱手段を前記加熱ローラが所定の温度になるように制御するので、加熱ローラ全体の温度が均一になったときに加熱手段の給電比率を抑制することで、温度のオーバーシュートを防ぎ、加熱ローラの温度の過上昇を防ぐことができる。
【００３８】
請求項２に係る発明によれば、請求項１記載の被加熱体温度制御方法において、前記加熱手段への給電をパルス幅変調信号によりオン／オフし、前記第１の部位の温度と前記第２の部位の温度との差に対応して前記加熱手段への給電のオン／オフ比を変更するので、加熱ローラの温度状態に対応して加熱手段への給電のオン／オフ比を変更することができ、加熱ローラの温度を状況に応じて適正な温度に制御することができて加熱ローラ全体の温度の安定化を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明を応用したレーザビームプリンタの一実施形態における定着装置の構成を示す断面図である。
【図２】同実施形態を示す断面図である。
【図３】同実施形態の一部を示す側面図である。
【図４】同実施形態における定着装置のヒータ及び定着温度制御部の電気的接続を示すブロック図である。
【図５】同実施形態におけるＣＰＵのデューティ比制御ルーチンを示すフローチャートである。
【図６】同ＣＰＵのヒータ制御ルーチンを示すフローチャートである。
【図７】同実施形態の動作タイミングを示すタイミングチャートである。
【図８】本発明を応用したレーザビームプリンタの他の実施形態におけるΔＴとヒータ給電デューティ比ｄｕｔｙの相関の一例を示す特性曲線図である。
【図９】同実施形態に用いるＰＷＭ信号等の波形を示す波形図である。
【図１０】同実施形態におけるＣＰＵのｄｕｔｙ設定ルーチンを示すフローチャートである。
【符号の説明】
１６ 定着装置
１７ 加熱ローラ
１８ 加圧ローラ
１９ ヒータ
２４、２４ａ、２４ｂ サーミスタ
２５ ＳＳＲ
２６ 交流電源
２７ａ、２７ｂ 抵抗
２８ ＣＰＵ
Claims (2)
- 加熱手段により加熱される加熱ローラを有し、トナー像を担持する用紙に対して前記トナー像を定着させる定着装置の被加熱体温度制御方法において、
被加熱体としての前記加熱ローラの最高温度となり得る第１の部位の温度と、前記加熱ローラの最低温度となり得る第２の部位の温度とを温度検出手段で検出し、
前記第１の部位の温度が制御温度よりも低い所定の温度未満のときは前記加熱手段に対して前記第１の部位の温度に比例して給電させ、あるいは連続的に給電させ、
前記第１の部位の温度が前記制御温度よりも低い前記所定の温度以上のときは、前記第２の部位の温度が前記第１の部位の温度に対して低温側に規定値以上差がある場合には交流電源から前記加熱手段への給電比率を１００％に設定し、前記第２の部位の温度が前記第１の部位の温度に対して低温側に規定値以上の差がなくなった場合には前記加熱手段の給電比率を１００％より低い所定の給電比率に変更し、かつ、前記第１の部位の温度が前記制御温度未満の時には前記加熱手段に前記給電比率で給電させ、前記第１の部位の温度が前記制御温度以上の時には前記加熱手段への給電をオフさせることを特徴とする被加熱体温度制御方法。 - 請求項１記載の被加熱体温度制御方法において、前記加熱手段への給電をパルス幅変調信号によりオン／オフし、前記第１の部位の温度が前記制御温度よりも低い前記所定の温度以上のときは、前記第２の部位の温度が前記第１の部位の温度に対して低温側に規定値以上の差がなくなった場合に前記第１の部位の温度と前記第２の部位の温度との差に対応して前記加熱手段への給電のオン／オフ比を変更することで前記加熱手段の給電比率を１００％より低い所定の給電比率に変更することを特徴とする被加熱体温度制御方法。
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