JP4219384B2 - 定着装置及び画像形成装置 - Google Patents

Description

本発明は、加熱ローラの表面温度を検出することができる定着装置及び該定着装置を備える画像形成装置に関する。

複写機、プリンタ装置等の画像形成装置では、記録紙に転写されたトナー像を記録紙上に定着させるために加熱方式の定着装置が広く普及している。加熱方式の定着装置は、ヒータなどの加熱手段を備えた加熱ローラと、この加熱ローラに圧接された加圧ローラとを備えており、トナー像が転写された記録紙を加熱ローラ及び加圧ローラで挟持しながら通過させ、記録紙上のトナーを溶融し、更に加圧することによってトナー像を記録紙上に固着させるものである。

このような定着装置では、記録紙上のトナーを確実に溶融させ、かつ記録紙に悪影響を与えないようにするために加熱ローラの表面温度を正確に制御する必要がある。そこで、従来では、加熱ローラ表面に複数のサーミスタを押圧させ、加熱ローラの表面中央部及び表面端部の温度を検出してヒータへの通電制御を行うことにより、加熱ローラ全体の表面温度を均一に維持するように制御されていた。

しかしながら、サーミスタを用いて加熱ローラの表面温度を正確に測定する場合には、サーミスタを加熱ローラ表面に所定の圧力で押圧する必要がある。このため、加熱ローラの同一箇所にサーミスタが押圧され続け、サーミスタと加熱ローラ表面との摩擦により加熱ローラ表面が劣化し、定着性能が低下するという問題があった。また、加熱ローラ表面の汚れがサーミスタ表面に付着することにより、正確な温度が検知できないという問題もあった。

そこで、このような問題を解決するために、赤外線センサにより加熱ローラの表面温度を非接触で検出する定着装置及び画像形成装置が提案されている。例えば、色又は材質の違いにより加熱ローラの赤外線放射率が異なる場合であっても、加熱ローラの赤外線放射率に応じた対放射率信号に基づいて、赤外線センサで検出した温度を補正することにより、加熱ローラの表面温度を正確に検出することができる定着装置及び画像形成装置が提案されている（特許文献１参照）。

また、加熱ローラの所定領域に赤外線出力特性の異なる領域を２つ設け、これらの２つの領域の温度を赤外線センサにより検出することにより、加熱ローラの表面色が異なる場合でも、精度の高い温度検出をすることができる画像形成装置が提案されている（特許文献２参照）。
特開２０００−２２７７３２号公報 特開２００１−１０９３１６号公報

特許文献１及び特許文献２に記載されている非接触方式の温度センサは、加熱ローラ表面から輻射される赤外線を検知することにより、加熱ローラの表面温度を検出するものであり、その内部に赤外線検知用サーミスタと温度補償用サーミスタとを備えている。赤外線検知用サーミスタは、加熱ローラ表面から輻射される赤外線を検知しているが、その出力電圧は周囲の温度（すなわち、赤外線検知用サーミスタ自身の温度）に依存する。このような温度依存を補償するために赤外線検知用サーミスタ自身の温度を検出する必要がある。そこで、温度補償用サーミスタは、赤外線検知用サーミスタの近傍であって、加熱ローラ表面から輻射される赤外線の影響を受けない箇所に配置される。

温度センサは、このように配置された２つのサーミスタの両端電位を検出することにより、加熱ローラ表面の絶対温度が把握できるように構成され、２つのサーミスタの両端電位の差分の平均値をＡＤコンバータでデジタル値に変換し、変換後のデジタル値をＣＰＵへ出力する。ＣＰＵは、所定のプログラムを実行することにより、入力されたデジタル値及び予め定められたテーブルに基づいて加熱ローラの表面温度を求め、加熱ローラの通電制御を行う。

しかしながら、上述の２つのサーミスタの両端電位の差分（電位差）を取得する場合、その電位差がグランドレベル（接地レベル）に達する場合がある。すなわち、２つのサーミスタの両端電位の電位差を示す電圧にノイズ等の交流成分（高周波成分）が重畳した場合、電位差がグランドレベルに達するようなときには、重畳したノイズのグランドレベル以下のみの成分が除去されてしまう。このため、グランドレベル以下の除去された成分に応じて、２つのサーミスタの両端電位の電位差の平均値が大きくなり、検出された温度が実際の温度より高くなり、加熱ローラの表面温度を精度よく検出することができない虞があった。

本発明は、斯かる事情に鑑みてなされたものであり、加熱ローラからの輻射熱を検知する第１センサ及び第１センサの周辺温度を検知する第２センサと、第１センサ及び第２センサの出力の差分を算出する算出手段と、該算出手段で算出された差分の直流成分に重畳した交流成分の除去を防止すべく該直流成分をオフセットするオフセット手段と、該オフセット手段で直流成分をオフセットした差分に基づいて、加熱ローラの表面温度を検知する検知手段とを備えることにより、簡便な構成で加熱ローラの表面温度の検知誤差を減少させることができる定着装置及び該定着装置を備える画像形成装置を提供することを目的とする。

また、本発明の他の目的は、第１センサの出力から所定値を減算する減算手段を備え、オフセット手段は、第２センサの出力及び減算手段で減算された出力の差分を算出して直流成分をオフセットすることにより、第２センサの出力にかかわらず、簡便な構成で加熱ローラの表面温度の検知誤差を減少させることができる定着装置及び該定着装置を備える画像形成装置を提供することにある。

また、本発明の他の目的は、第２センサの出力に所定値を加算する加算手段を備え、オフセット手段は、加算手段で加算された出力及び第１センサの出力の差分を算出して直流成分をオフセットすることにより、第１センサの出力にかかわらず、簡便な構成で加熱ローラの表面温度の検知誤差を減少させることができる定着装置及び該定着装置を備える画像形成装置を提供することにある。

また、本発明の他の目的は、算出手段で算出された差分の大小に応じて、オフセット手段でオフセットされる直流成分の増減を制御することにより、第１センサ及び第２センサの出力の差分にかかわらず、加熱ローラの表面温度の検知誤差を減少させることができる定着装置及び該定着装置を備える画像形成装置を提供する。

また、本発明の他の目的は、直流成分のオフセット値が異なる複数のオフセット手段と、算出手段で算出された差分の大小に応じて、オフセット手段の１つを選択する選択手段とを備え、選択されたオフセット手段で直流成分の増減を制御することにより、第１センサ及び第２センサの出力の差分にかかわらず、加熱ローラの表面温度の検知誤差を減少させることができる定着装置及び該定着装置を備える画像形成装置を提供する。

また、本発明の他の目的は、算出手段で算出された差分の平均値を算出し、算出された平均値に基づいて、加熱ローラの表面温度を検知することにより、加熱ローラの表面温度の検知誤差を減少させることができる定着装置及び該定着装置を備える画像形成装置を提供することにある。

本発明に係る定着装置は、加熱ローラを備え、現像剤による画像が転写されたシートを加熱して、前記画像をシート上に定着させる定着装置において、前記加熱ローラからの輻射熱を検知する第１センサと、該第１センサの周辺温度を検知する第２センサと、前記第１センサ及び第２センサの出力の差分を算出する算出手段と、該算出手段で算出された差分の直流成分に重畳した交流成分の除去を防止すべく該直流成分をオフセットするオフセット手段と、該オフセット手段で直流成分をオフセットした差分に基づいて、加熱ローラの表面温度を検知する検知手段とを備えることを特徴とする。

本発明に係る定着装置は、前記第１センサの出力から所定値を減算する減算手段を備え、前記オフセット手段は、前記第２センサの出力及び前記減算手段で減算された出力の差分を前記算出手段で算出して直流成分をオフセットするように構成してあることを特徴とする。

本発明に係る定着装置は、前記第２センサの出力に所定値を加算する加算手段を備え、前記オフセット手段は、前記加算手段で加算された出力及び前記第１センサの出力の差分を前記算出手段で算出して直流成分をオフセットするように構成してあることを特徴とする。

本発明に係る定着装置は、前記算出手段で算出された差分の大小に応じて、前記オフセット手段でオフセットされた直流成分の増減を制御する制御手段を備えることを特徴とする。

本発明に係る定着装置は、前記直流成分のオフセット値が異なる複数のオフセット手段と、前記算出手段で算出された差分の大小に応じて、前記オフセット手段の１つを選択する選択手段とを備え、前記制御手段は、前記選択手段で選択されたオフセット手段で直流成分の増減を制御するように構成してあることを特徴とする。

本発明に係る定着装置は、前記算出手段で算出された差分の平均値を算出する手段を備え、前記検知手段は、前記手段で算出された平均値に基づいて、加熱ローラの表面温度を検知するように構成してあることを特徴とする。

本発明に係る画像形成装置は、前述の発明のいずれか１つに係る定着装置を備え、該定着装置で画像をシート上に定着させて画像形成を行うようにしてあることを特徴とする。

本発明にあっては、算出手段（例えば、算出回路）は、加熱ローラからの輻射熱を検知する第１センサ（例えば、赤外線検知用サーミスタ）の出力（例えば、電圧Ｖｃ）及び第１センサの周辺温度を検知する第２センサ（例えば、補償用サーミスタ）の出力（例えば、電圧Ｖｄ）の差分（例えば、（Ｖｄ−Ｖｃ）×α、αは定数）を算出する。オフセット手段（例えば、オフセット回路）は、算出手段の出力（差分）の直流成分に重畳する交流成分（例えば、高周波成分を有するノイズ）の除去を防止するため、直流成分をオフセットする。例えば、算出手段の出力の直流成分がグランドレベル（接地レベル）近傍である場合、交流成分のうちグランドレベル以下の成分が除去されることを防止すべく、直流成分がグランドレベルに達しないように、直流成分をオフセットする（所要の値のバイアスをかける）ことにより、出力レベルをグランドレベルより大きくする。これにより、算出手段の出力の平均値に基づいて加熱ローラの表面温度を求める際に、算出手段の出力に交流成分が重畳した場合であっても、交流成分の最小値をグランドレベル以上にして、交流成分のうちグランドレベル以下の成分のみが除去される（あるいは、交流成分のうちグランドレベル以上の成分のみが残存する）ことによる平均値の増加を抑制して、加熱ローラの表面温度が実際の表面温度より高く検知されることを防止して、精度よく加熱ローラの表面温度を検知する。

本発明にあっては、減算手段（例えば、減算回路）は、第１センサの出力（例えば、電圧Ｖｃ）から所定値（例えば、電圧Ｖｂ）を減算し、算出手段は、第２センサの出力（例えば、電圧Ｖｄ）及び減算手段の出力（例えば、電圧Ｖｃ−Ｖｂ）の差分を算出する。この場合、算出される差分は、（Ｖｄ−Ｖｃ＋Ｖｂ）×α（αは定数）となる。これにより、算出手段の出力の直流成分をＶｂ×αだけグランドレベルより大きくする。第２センサの出力にバイアスをかけることができない場合（例えば、第２センサの出力が増幅限界値付近にあって、出力値を増加できないような場合）であっても、第１センサの出力にバイアスをかけることにより、算出手段が出力する第１センサ及び第２センサの出力の差分を大きくすることができる。

本発明にあっては、加算手段（例えば、加算回路）は、第２センサの出力（例えば、電圧Ｖｄ）に所定値（例えば、電圧Ｖｂ）を加算し、算出手段は、加算手段の出力（例えば、電圧Ｖｄ＋Ｖｂ）及び第１センサの出力（例えば、電圧Ｖｃ）の差分を算出する。この場合、算出される差分は、（Ｖｄ−Ｖｃ＋Ｖｂ）×α（αは定数）となる。これにより、算出手段の出力の直流成分をＶｂ×αだけグランドレベルより大きくする。第１センサの出力にバイアスをかけることができない場合（例えば、第１センサの出力がグランドレベル付近にあって、出力値を減少できないような場合）であっても、第２センサの出力にバイアスをかけることにより、算出手段が出力する第１センサ及び第２センサの出力の差分を大きくすることができる。

本発明にあっては、制御手段は、算出手段で算出された差分の大小に応じて、オフセット手段でオフセットされる直流成分の増減を制御する。例えば、算出手段の出力（直流成分）が小さい場合、すなわち、直流成分がグランドレベルに近い場合、直流成分に重畳した交流成分のうち、グランドレベル以下の交流成分が除去されることを防止するため、直流成分を増加させるようにオフセットする。これにより、直流成分がグランドレベルに達しないようにし、交流成分の最小値をグランドレベル以上にして交流成分が除去されることを防止する。また、直流成分が最大増幅電圧レベルに近い場合、直流成分に重畳した交流成分のうち、最大増幅電圧レベル以上の交流成分が除去されることを防止するため、直流成分を減少させるようにオフセットする。これにより、直流成分が最大増幅電圧レベルに達しないようにし、交流成分の最大値を最大増幅電圧レベル以下にして交流成分が除去されることを防止する。

本発明にあっては、選択手段は、算出手段で算出された差分の大小に応じて、直流成分のオフセット値が異なる複数のオフセット手段のうち１つのオフセット手段を選択し、制御手段は、選択されたオフセット手段で直流成分の増減を制御する。例えば、第１センサの出力電圧をＶｃ、第２センサの出力電圧をＶｄ、算出される差分を（Ｖｄ−Ｖｃ）とすると、差分（Ｖｄ−Ｖｃ）のオフセット値が、Ｖｂ１、Ｖｂ２、Ｖｂ３（Ｖｂ１＞Ｖｂ２＞Ｖｂ３、例えば、Ｖｂ１＝０．２Ｖ、Ｖｂ２＝０Ｖ、Ｖｂ３＝−０．２Ｖ）であるオフセット手段を設けておく。すなわち、オフセット手段により、差分は、Ｖｄ−Ｖｃ＋Ｖｂ１、Ｖｄ−Ｖｃ＋Ｖｂ２、Ｖｄ−Ｖｃ＋Ｖｂ３のいずれかにオフセットされる。なお、オフセット値は、Ｖｂ１、Ｖｂ２、Ｖｂ３に代えて、Ｖｂ１×α、Ｖｂ２×α、Ｖｂ３×α（αは定数）であってもよい。

制御手段は、例えば、差分（Ｖｄ−Ｖｃ）が大きい場合、すなわち、直流成分が最大増幅電圧レベルに近い場合、オフセット値がＶｂ３のオフセット手段を選択して、直流成分を減少させるようにオフセットする。これにより、直流成分が最大増幅電圧レベルに達しないようにし、交流成分の最大値を最大増幅電圧レベル以下にして交流成分が除去されることを防止する。また、差分（Ｖｄ−Ｖｃ）が小さい場合、すなわち、直流成分がグランドレベルに近い場合、オフセット値がＶｂ１のオフセット手段を選択して、直流成分を増加させるようにオフセットする。これにより、直流成分がグランドレベルに達しないようにし、交流成分の最小値をグランドレベル以上にして交流成分が除去されることを防止する。

本発明にあっては、算出手段で算出された差分の平均値を算出する。検知手段は、算出された平均値、すなわち、差分出力（Ｖｄ−Ｖｃ）×αの平均値、第２センサの出力に基づいて、加熱ローラの表面温度を検知する。この場合、算出手段で算出された差分からオフセット分を除去することにより、差分出力を算出することができる。差分の平均値を算出することにより、差分に含まれる交流成分が相殺され、例えば、交流成分の一部が除去されることによって差分出力が大きくなることを防止できる。

本発明にあっては、プリンタ装置、デジタル複合機等の画像形成装置が備える定着装置に適用することができる。

本発明にあっては、加熱ローラからの輻射熱を検知する第１センサ及び第１センサの周辺温度を検知する第２センサと、第１センサ及び第２センサの出力の差分を算出する算出手段と、該算出手段で算出された差分の直流成分に重畳した交流成分の除去を防止すべく該直流成分をオフセットするオフセット手段と、該オフセット手段で直流成分をオフセットした差分に基づいて、加熱ローラの表面温度を検知する検知手段とを備えることにより、簡便な構成で加熱ローラの表面温度の検知誤差を減少させることができる。

本発明にあっては、第１センサの出力から所定値を減算する減算手段を備え、オフセット手段は、第２センサの出力及び減算手段で減算された出力の差分を算出して直流成分をオフセットすることにより、第２センサの出力にかかわらず、簡便な構成で加熱ローラの表面温度の検知誤差を減少させることができる。

本発明にあっては、第２センサの出力に所定値を加算する加算手段を備え、オフセット手段は、加算手段で加算された出力及び第１センサの出力の差分を算出して直流成分をオフセットすることにより、第１センサの出力にかかわらず、簡便な構成で加熱ローラの表面温度の検知誤差を減少させることができる。

本発明にあっては、算出手段で算出された差分の大小に応じて、オフセット手段でオフセットされる直流成分の増減を制御することにより、第１センサ及び第２センサの出力の差分にかかわらず、加熱ローラの表面温度の検知誤差を減少させることができる。

本発明にあっては、直流成分のオフセット値が異なる複数のオフセット手段と、算出手段で算出された差分の大小に応じて、オフセット手段の１つを選択する選択手段とを備え、選択されたオフセット手段で直流成分の増減を制御することにより、第１センサ及び第２センサの出力の差分にかかわらず、加熱ローラの表面温度の検知誤差を減少させることができる。

本発明にあっては、算出手段で算出された差分の平均値を算出し、算出された平均値に基づいて、加熱ローラの表面温度を検知することにより、加熱ローラの表面温度の検知誤差を減少させることができる。

本発明にあっては、プリンタ装置、デジタル複合機等の画像形成装置が備える定着装置に適用することができる。

実施の形態１
以下、本発明に係る定着装置及び該定着装置を備える画像形成装置の一例としてのデジタル複合機を実施の形態を示す図面に基づいて説明する。図１は本発明に係るデジタル複合機の要部構成を示す模式図である。デジタル複合機は、電子写真方式にて画像形成を行い、転写装置２０により、記録用紙、ＯＨＰフィルム等のシートＳ上に現像剤による画像（トナー像Ｔ）を転写する。トナー像Ｔが転写されたシートＳは、所定の搬送路に沿って搬送され、シートＳが定着装置４０を通過する際に、加熱ローラ４１ａ及び加圧ローラ４１ｂの作用によりシートＳ上にトナー像Ｔが定着する。トナー像Ｔが定着したシートＳは、所定の搬送路に沿ってさらに搬送され、装置外部へ排出される。

定着装置４０は、加熱ローラ４１ａ、加圧ローラ４１ｂ、ヒータ４２、加熱ローラ４１ａの表面温度を検知する温度検知センサ１０、加熱ローラ４１ａの表面温度を求める温度演算回路１００などを備え、温度演算回路１００は、ノイズ除去防止回路１２０等を備えている。温度演算回路１００の演算結果は、ＣＰＵ３０へ出力される。

加熱ローラ４１ａは、中空円筒状の芯金とその外側に形成された離型層とにより構成される。芯金は鉄、ステンレス鋼、アルミニウム、銅などの金属、又はこれらの合金により形成され、その直径は、例えば、４０ｍｍ程度、肉厚は１．３ｍｍ程度を有する。離型層は、ＰＴＡ（テトラフルオロエチレンとペルフルオトアルキルビニルエーテルとの共重合体）、ＰＴＦＥ（ポリテトラフルオロエチレン）等のフッ素樹脂、シリコーンゴム、フッ素ゴム等の合成樹脂を芯金に塗布して形成される、離型層の厚みは、例えば、２５μｍ程度である。

加熱ローラ４１ａの内部には、加熱手段であるヒータ４２が設けられている。ヒータ４２としては、例えば、棒状のハロゲンランプを用いることができる。ヒータ４２は、外部から通電されることにより発光し、赤外線を輻射する。加熱ローラ４１ａの内周面（すなわち、芯金の内周面）は、ヒータ４２から輻射される赤外線により加熱される。定着装置４０は、ヒータ４２のオン・オフを制御することにより加熱ローラ４１ａの表面温度を略一定に保つ。

加圧ローラ４１ｂは、シートＳの搬送路を挟んで加熱ローラ４１ａの反対側に加熱ローラ４１ａに当接して配置される。加圧ローラ４１ｂは、中空円筒状の芯金、その外側に形成される耐熱弾性材層、さらにその外側に形成される離型層により構成される。芯金及び離型層は、加熱ローラ４１ａに用いられる芯金及び離型層と同様の材料により形成される。また、耐熱弾性材層には、シリコーンゴム等が使用され、例えば、芯金の外側に厚さ６ｍｍ程度に形成される。加圧ローラ４１ｂには、加圧用バネ等の付勢部材（不図示）によって加熱ローラ４１ａの方向に所定の大きさの付勢力が加えられており、その結果、加熱ローラ４１ａ及び加圧ローラ４１ｂの圧接部に幅６ｍｍ程度の定着ニップが形成されている。

温度検知センサ１０は、加熱ローラ４１ａ表面からの輻射熱（赤外線）を検知する非接触方式の温度センサである。以下にその構造を説明する。

図２は温度検知センサ１０の構成を示す断面図である。温度検知センサ１０は、筐体の内部に赤外線検知用サーミスタ１１、及び補償用サーミスタ１２を備えたセンサである。温度検知センサ１０の筐体は、保持部材１０１及び蓋部材１０２により構成される。保持部材１０１及び蓋部材１０２は、アルミニウム等の熱伝導率が大きく、熱放射率が小さい金属により形成される。

保持部材１０１には、加熱ローラ４１ａから輻射される赤外線を通過させるために開口部１０１ａが設けられている。開口部１０１ａから適宜の間隔を隔てて凹部１０１ｂが設けられている。蓋部材１０２は、赤外線吸収フィルム１０５を挟み込んだ状態で保持部材１０１に固着される。赤外線吸収フィルム１０５としては、例えば、黒体吸収膜を用いることができる。蓋部材１０２は、保持部材１０１の開口部１０１ａと対向するように設けられた空間部１０２ａ、及び凹部１０１ｂと対向するように設けられた空間部１０２ｂを備えている。

赤外線検知用サーミスタ１１は、赤外線吸収フィルム１０５と蓋部材１０２の空間部１０２ａとにより仕切られる空間内において赤外線吸収フィルム１０５上に設置される。また、補償用サーミスタ１２は、赤外線吸収フィルム１０５と蓋部材１０２の空間部１０２ｂとにより仕切られる空間内において赤外線吸収フィルム１０５上に設置される。

加熱ローラ４１ａからの赤外線が開口部１０１ａを通じて赤外線吸収フィルム１０５に入射した場合、その赤外線は赤外線吸収フィルム１０５に吸収される。赤外線吸収フィルム１０５は、吸収した赤外線量に応じて昇温する。赤外線吸収フィルム１０５の温度は、赤外線吸収フィルム１０５上に設置された赤外線検知用サーミスタ１１の両端電圧Ｖｃとして検出される。ただし、赤外線検知用サーミスタ１１は、周囲（例えば、保持部材１０１及び蓋部材１０２）の温度環境の影響を受けるため、加熱ローラ４１ａの表面温度を検知するためには、その影響を取り除く必要がある。そこで、加熱ローラ４１ａから輻射される赤外線の影響を直接的に受けない場所に補償用サーミスタ１２を設置し、この補償用サーミスタ１２の両端電圧Ｖｄを検知することにより、赤外線検知用サーミスタ１１の補償を行う。定着装置４０では、温度検知センサ１０の出力に基づいて、加熱ローラ４１ａの表面温度を検知することができる。

図３は温度検知センサ１０の出力と加熱ローラ４１ａの表面温度との関係を示すグラフである。グラフの横軸は、補償用サーミスタ１２の出力電圧である補償出力Ｖｄを示し、縦軸は、補償出力Ｖｄと赤外線検知用サーミスタ１１の出力電圧であるセンサ出力Ｖｃとの差分を５倍した値（以下、差分出力という）を示している。図に示すように、加熱ローラ４１ａの表面温度は、補償出力Ｖｄ及び差分出力（Ｖｄ−Ｖｃ）×５を検知することにより求めることができる。例えば、補償出力が１．６Ｖ、差分出力が０．５Ｖである場合、加熱ローラ４１ａの表面温度は１６０℃となる。同様に、補償出力が１．６Ｖの場合であって、差分出力が１．０Ｖであるときは、加熱ローラ４１ａの表面温度は２００℃となり、差分出力が１．２５Ｖであるときは、加熱ローラ４１ａの表面温度は２３０℃となり、差分出力が１．５Ｖであるときは、加熱ローラ４１ａの表面温度は２５０℃となる。したがって、補償出力Ｖｄ、差分出力（Ｖｄ−Ｖｃ）×５、及び表面温度の三者の関係を数値化した温度変換テーブルを保持しておき、補償出力Ｖｄ及び差分出力（Ｖｄ−Ｖｃ）×５を検知した場合に、該当する表面温度を温度変換テーブルから読み出すことにより、加熱ローラ４１ａの表面温度を求めることができる。

しかし、差分出力（Ｖｄ−Ｖｃ）×５を用いて表面温度を温度変換テーブルから読み出す場合、差分出力の誤差が加熱ローラ４１ａの表面温度の誤差となって現れる場合がある。

図４は従来の温度演算回路２００の一例を示す回路図であり、図５は従来の差分出力波形の一例であり、図６は従来の加熱ローラ４１ａの表面温度の測定結果を示す説明図である。

図４に示すように、従来の温度演算回路２００は、赤外線検知用サーミスタ１１には抵抗２０４が直列に接続されており、赤外線検知用サーミスタ１１の出力電圧（センサ出力Ｖｃ）がオペアンプによるボルテージフォロワ回路２０３により取り出される。同様に、補償用サーミスタ１２には抵抗２０２が直列に接続されており、補償用サーミスタ１２の出力電圧（補償出力Ｖｄ）がオペアンプによるボルテージフォロワ回路２０１により取り出される。抵抗２０２、２０４は、それぞれ直流電圧（電圧がＶ１）に接続されている。

赤外線検知用サーミスタ１１によるセンサ出力Ｖｃ、及び補償用サーミスタ１２による補償出力Ｖｄは、オペアンプ２１４と抵抗２１１、２１２、２１３、２１５とからなる差動増幅回路２１０に入力される。抵抗２１１、２１３の抵抗値は、例えば、２０ｋΩであり、抵抗２１２、２１５の抵抗値は、１００ｋΩである。これにより、差動増幅回路２１０は、補償出力Ｖｄとセンサ出力Ｖｃとの差分値（Ｖｄ−Ｖｃ）を５倍に増幅して差分出力（Ｖｄ−Ｖｃ）×５を出力する。

図５に示すように、差分出力（Ｖｄ−Ｖｃ）×５の波形は、直流成分に交流成分（例えば、ノイズなどの高周波成分）が重畳した場合、直流成分がグランドレベル近傍にあるときには、交流成分のうちグランドレベル以下の成分が除去されてしまい、差分出力に現われない。このため、加熱ローラ４１ａの表面温度を算出すべく、差分出力の平均値を算出する際に、本来であれば直流成分に重畳した交流成分が平均値化により相殺されるところ、交流成分のグランドレベル以下の成分のみが除去されてしまうため（あるいは、交流成分のうちグランドレベル以上の成分のみが残留するため）、差分出力の平均値が本来の値よりも全体として増加することになる。図３で説明したように、補償出力Ｖｄが一定であって、差分出力（Ｖｄ−Ｖｃ）×５が増加した場合には、表面温度が高くなる。

この結果、図６に示すように、加熱ローラ４１ａの表面温度は、定着装置４０の始動時、すなわち、ウォームアップ時には大きく変動して誤差を発生するとともに、表面温度は２００℃程度まで上昇し、実際の表面温度に比べて高くなり、誤差を生ずることになる。 本発明は、上述の問題を解決するものである。

図７は本発明の温度演算回路１００の一例を示す回路図である。赤外線検知用サーミスタ１１には抵抗１０４が直列に接続されており、赤外線検知用サーミスタ１１の出力電圧（センサ出力Ｖｃ）がオペアンプによるボルテージフォロワ回路１０３により取り出される。同様に、補償用サーミスタ１２には抵抗１０２が直列に接続されており、補償用サーミスタ１２の出力電圧（補償出力Ｖｄ）がオペアンプによるボルテージフォロワ回路１０１により取り出される。抵抗１０２、１０４は、それぞれ直流電圧（電圧がＶ１）に接続されている。

ボルテージフォロワ回路１０３により取り出されたセンサ出力Ｖｃとバイアス電圧Ｖｂは、オペアンプ１２４、抵抗１２１、１２２、１２３、１２５などを備えるノイズ除去防止回路１２０（差動増幅回路）に入力される。バイアス電圧Ｖｂは、例えば、０．２Ｖであり、抵抗１２１、１２２、１２３、１２５の抵抗値は、例えば、２０ｋΩである。これにより、ノイズ除去防止回路１２０は、センサ出力Ｖｃとバイアス電圧Ｖｂとの差分電圧（Ｖｃ−Ｖｂ）を増幅せずに後段の差動増幅回路１１０へ出力する。

ボルテージフォロワ回路１０１により取り出された補償出力Ｖｄとノイズ除去防止回路１２０により出力された差分電圧（Ｖｃ−Ｖｂ）は、オペアンプ１１４、抵抗１１１、１１２、１１３、１１５などを備える差動増幅回路１１０に入力される。抵抗１１１、１１３の抵抗値は、例えば、２０ｋΩであり、抵抗１１２、１１５の抵抗値は、例えば、１００ｋΩである。これにより、差動増幅回路１１０は、補償出力Ｖｄとノイズ除去防止回路１２０により出力された差分電圧（Ｖｃ−Ｖｂ）との差分値（Ｖｄ−Ｖｃ＋Ｖｂ）を５倍に増幅して差分出力（Ｖｄ−Ｖｃ＋Ｖｂ）×５を出力する。なお、差動増幅回路１１０から出力された差分出力は、平均値化回路で平均値化された後、ＡＤコンバータでアナログ値からデジタル値に変換され、変換後のデジタル値がＣＰＵ３０へ出力される。

ＣＰＵ３０は、差動増幅回路１１０から出力された差分出力（Ｖｄ−Ｖｃ＋Ｖｂ）×５（より具体的には、差分出力（Ｖｄ−Ｖｃ＋Ｖｂ）×５に相当するデジタル値）から、バイアス電圧Ｖｂの５倍の値を減算する（この場合、バイアス電圧Ｖｂは、０．２Ｖであるから、１．０Ｖを減算する）ことにより、差分出力（Ｖｄ−Ｖｃ）×５を抽出し、抽出した差分出力（Ｖｄ−Ｖｃ）×５、及び補償出力Ｖｄに基づいて、温度変換テーブルを参照して加熱ローラ４１ａの表面温度を求める。

上述のとおり、差分出力を算出する前段階で、センサ出力Ｖｃに、バイアス電圧Ｖｂである０．２Ｖを減算する。センサ出力Ｖｃを０．２Ｖ減少させることにより、補償出力Ｖｄとの差分を１．０Ｖ（０．２Ｖを５倍した値）だけ大きくすることが可能である。以上の処理により、従来は除去されていたノイズの負方向の成分が除去されずに差分出力として現われ、差分出力の平均値が増加することを防止できる。差分出力からバイアス電圧を５倍した値を減算することにより、差分出力（Ｖｄ−Ｖｃ）×５を抽出することができる。

図８は本発明の差分出力波形の一例であり、図９は本発明の加熱ローラ４１ａの表面温度の測定結果を示す説明図である。図８に示すように、従来の差分出力（Ｖｄ−Ｖｃ）×５に対して、本発明にあっては、差分出力は（Ｖｄ−Ｖｃ＋Ｖｂ）×５となるため、差分出力がＶｂ×５の値だけ大きくなり、直流成分をＶｂ×５だけグランドレベルより大きくすることができる。従って、差分出力波形の直流成分に交流成分（例えば、ノイズなどの高周波成分）が重畳した場合であっても、交流成分の一部が除去されることを防止することができる。このため、加熱ローラ４１ａの表面温度を算出すべく、差分出力の平均値を求める際に、直流成分に重畳した交流成分が平均値化により相殺され、差分出力の平均値を精度よく求めることができ、加熱ローラ４１ａの表面温度を精度よく算出することができる。

この結果、図９に示すように、加熱ローラ４１ａの表面温度は、定着装置４０の始動時、すなわち、ウォームアップ時には安定した値で推移し誤差が減少するとともに、表面温度は１００℃程度まで上昇し、誤差を生ずることなく表面温度を算出することができる。

実施の形態２
実施の形態１では、赤外線検知用サーミスタ１１のセンサ出力Ｖｃからバイアス電圧Ｖｂを減算して差分出力を算出する構成であったが、差分出力の算出は、これに限定されるものではなく、補償用サーミスタ１２による補償出力Ｖｄに対してバイアス電圧Ｖｂを加算することもできる。

図１０は実施の形態２の温度演算回路１００の一例を示す回路図である。赤外線検知用サーミスタ１１には抵抗１０４が直列に接続されており、赤外線検知用サーミスタ１１の出力電圧（センサ出力Ｖｃ）がオペアンプによるボルテージフォロワ回路１０３により取り出される。同様に、補償用サーミスタ１２には抵抗１０２が直列に接続されており、補償用サーミスタ１２の出力電圧（補償出力Ｖｄ）がオペアンプによるボルテージフォロワ回路１０１により取り出される。抵抗１０２、１０４は、それぞれ直流電圧（電圧がＶ１）に接続されている。

ボルテージフォロワ回路１０１により取り出された補償出力Ｖｄとバイアス電圧Ｖｂは、オペアンプ１３４、抵抗１３１、１３２、１３３、１３５などを備えるノイズ除去防止回路１３０（差動増幅回路）に入力される。バイアス電圧Ｖｂは、例えば、−０．２Ｖであり、抵抗１３１、１３２、１３３、１３５の抵抗値は、例えば、２０ｋΩである。これにより、ノイズ除去防止回路１３０は、補償出力Ｖｄとバイアス電圧Ｖｂとの差分電圧（Ｖｄ−Ｖｂ）を増幅せずに後段の差動増幅回路１１０へ出力する。なお、この場合、バイアス電圧Ｖｂは、−０．２Ｖであるため、補償出力Ｖｄには、０．２Ｖが加算されたことになる。

ボルテージフォロワ回路１０３により取り出されたセンサ出力Ｖｃとノイズ除去防止回路１３０により出力された差分電圧（Ｖｄ−Ｖｂ）は、オペアンプ１１４、抵抗１１１、１１２、１１３、１１５などを備える差動増幅回路１１０に入力される。抵抗１１１、１１３の抵抗値は、例えば、２０ｋΩであり、抵抗１１２、１１５の抵抗値は、例えば、１００ｋΩである。これにより、差動増幅回路１１０は、センサ出力Ｖｃとノイズ除去防止回路１３０により出力された差分電圧（Ｖｄ−Ｖｂ）との差分値（Ｖｄ−Ｖｂ−Ｖｃ）を５倍に増幅して差分出力（Ｖｄ−Ｖｂ−Ｖｃ）×５を出力する。なお、この場合、バイアス電圧Ｖｂは、−０．２Ｖであるから、差分出力は（Ｖｄ＋０．２−Ｖｃ）×５となる。また、差動増幅回路１１０から出力された差分出力は、平均値化回路で平均値化された後、ＡＤコンバータでアナログ値からデジタル値に変換され、変換後のデジタル値がＣＰＵ３０へ出力される。

ＣＰＵ３０は、差動増幅回路１１０から出力された差分出力（Ｖｄ−Ｖｂ−Ｖｃ）×５（より具体的には、差分出力（Ｖｄ−Ｖｂ−Ｖｃ）×５に相当するデジタル値）から、バイアス電圧Ｖｂの５倍の値を加算する（この場合、バイアス電圧Ｖｂは、−０．２Ｖであるから、−１．０Ｖの加算、すなわち、１．０Ｖを減算する）ことにより、差分出力（Ｖｄ−Ｖｃ）×５を抽出し、抽出した差分出力（Ｖｄ−Ｖｃ）×５、及び補償出力Ｖｄに基づいて、温度変換テーブルを参照して加熱ローラ４１ａの表面温度を求める。

実施の形態２では、差分出力を算出する前段階で、補償出力Ｖｄに、０．２Ｖを加算する（バイアス電圧Ｖｂ（−０．２Ｖ）を減算することで、０．２Ｖを加算することになる）。補償出力Ｖｄを０．２Ｖ増加させることにより、センサ出力Ｖｃとの差分を１．０Ｖ（０．２Ｖを５倍した値）だけ大きくすることが可能である。以上の処理により、従来は除去されていたノイズの負方向の成分が除去されずに差分出力として現われ、差分出力の平均値が増加することを防止できる。差分出力からバイアス電圧を５倍した値を減算することにより、差分出力（Ｖｄ−Ｖｃ）×５を抽出することができる。

実施の形態３
実施の形態１、２では、所定のバイアス電圧Ｖｂを加算又は減算することにより、差分出力（Ｖｄ−Ｖｂ−Ｖｃ）×５を求める構成であったが、これに限定されるものではなく、差分値（Ｖｄ−Ｖｃ）の大小に応じて、差分出力を増減し、差分値（Ｖｄ−Ｖｃ）の値にかかわらず、一層精度良く加熱ローラ４１ａの表面温度を求めることができる。

図１１は実施の形態３のデジタル複合機の要部構成を示す模式図である。実施の形態１との相違点は、温度演算回路１００の中にノイズ除去防止回路１４０、１６０を有する点、及び判定回路１７０を有する点である。ノイズ除去防止回路１４０、１６０の構成は、ノイズ除去防止回路１２０と同様である。また、判定回路１７０は、補償出力Ｖｄとセンサ出力Ｖｃとの差分値（Ｖｄ−Ｖｃ）の大小に応じて、所定の判定結果を温度演算回路１００及びＣＰＵ３０へ出力する。以下、実施の形態３の温度演算回路１００及び判定回路１７０について説明する。

図１２は温度演算回路１００及び判定回路１７０の一例を示す回路図である。赤外線検知用サーミスタ１１には抵抗１０４が直列に接続されており、赤外線検知用サーミスタ１１の出力電圧（センサ出力Ｖｃ）がオペアンプによるボルテージフォロワ回路１０３により取り出される。同様に、補償用サーミスタ１２には抵抗１０２が直列に接続されており、補償用サーミスタ１２の出力電圧（補償出力Ｖｄ）がオペアンプによるボルテージフォロワ回路１０１により取り出される。抵抗１０２、１０４は、それぞれ直流電圧（電圧がＶ１）に接続されている。

ボルテージフォロワ回路１０３により取り出されたセンサ出力Ｖｃとバイアス電圧Ｖｂ１は、オペアンプ１２４、抵抗１２１、１２２、１２３、１２５などを備えるノイズ除去防止回路１２０（差動増幅回路）に入力される。また、ボルテージフォロワ回路１０３により取り出されたセンサ出力Ｖｃとバイアス電圧Ｖｂ２は、オペアンプ１４４、抵抗１４１、１４２、１４３、１４５などを備えるノイズ除去防止回路１４０に入力される。また、ボルテージフォロワ回路１０３により取り出されたセンサ出力Ｖｃとバイアス電圧Ｖｂ３は、オペアンプ１６４、抵抗１６１、１６２、１６３、１６５などを備えるノイズ除去防止回路１６０に入力される。

ボルテージフォロワ回路１０３により取り出されたセンサ出力Ｖｃとボルテージフォロワ回路１０１により取り出された補償出力Ｖｄは、オペアンプ１７４、抵抗１７１、１７２、１７３、１７５、選択回路１８０などを備える判定回路１７０に入力される。例えば、抵抗１７１、１７２、１７３、１７５は、２０ｋΩであり、これにより、差分値（Ｖｄ−Ｖｃ）は、増幅せれずに選択回路１８０へ出力される。

バイアス電圧Ｖｂ１、Ｖｂ２、Ｖｂ３それぞれは、例えば、０．２Ｖ、０Ｖ、−０．２Ｖであり、抵抗１２１、１２２、１２３、１２５、１４１、１４２、１４３、１４５、１６１、１６２、１６３、１６５の抵抗値は、例えば、２０ｋΩである。これにより、ノイズ除去防止回路１２０は、センサ出力Ｖｃとバイアス電圧Ｖｂ１との差分電圧（Ｖｃ−Ｖｂ１）を増幅せずに後段の差動増幅回路１１０へ出力する。また、ノイズ除去防止回路１２４は、センサ出力Ｖｃとバイアス電圧Ｖｂ２との差分電圧（Ｖｃ−Ｖｂ２）を増幅せずに後段の差動増幅回路１１０へ出力する。また、ノイズ除去防止回路１６０は、センサ出力Ｖｃとバイアス電圧Ｖｂ３との差分電圧（Ｖｃ−Ｖｂ３）を増幅せずに後段の差動増幅回路１１０へ出力する。

ボルテージフォロワ回路１０１により取り出された補償出力Ｖｄとノイズ除去防止回路１２０により出力された差分電圧（Ｖｃ−Ｖｂ１）は、オペアンプ１１４、抵抗１１１、１１２、１１３、１１５を備える差動増幅回路１１０に入力される。また、ボルテージフォロワ回路１０１により取り出された補償出力Ｖｄとノイズ除去防止回路１４０により出力された差分電圧（Ｖｃ−Ｖｂ２）は、オペアンプ１３４、抵抗１３１、１３２、１３３、１３５を備える差動増幅回路１３０に入力される。また、ボルテージフォロワ回路１０１により取り出された補償出力Ｖｄとノイズ除去防止回路１６０により出力された差分電圧（Ｖｃ−Ｖｂ３）は、オペアンプ１５４、抵抗１５１、１５２、１５３、１５５を備える差動増幅回路１５０に入力される。

抵抗１１１、１１３、１３１、１３３、１５１、１５３の抵抗値は、例えば、２０ｋΩであり、抵抗１１２、１１５、１３２、１３５、１５２、１５５の抵抗値は、例えば、１００ｋΩである。これにより、差動増幅回路１１０は、補償出力Ｖｄとノイズ除去防止回路１２０により出力された差分電圧（Ｖｃ−Ｖｂ１）との差分値（Ｖｄ−Ｖｃ＋Ｖｂ１）を５倍に増幅して差分出力ＶＯ１：（Ｖｄ−Ｖｃ＋Ｖｂ１）×５を切替回路１０５へ出力する。また、差動増幅回路１３０は、補償出力Ｖｄとノイズ除去防止回路１４０により出力された差分電圧（Ｖｃ−Ｖｂ２）との差分値（Ｖｄ−Ｖｃ＋Ｖｂ２）を５倍に増幅して差分出力ＶＯ２：（Ｖｄ−Ｖｃ＋Ｖｂ２）×５を切替回路１０５へ出力する。また、差動増幅回路１５０は、補償出力Ｖｄとノイズ除去防止回路１６０により出力された差分電圧（Ｖｃ−Ｖｂ３）との差分値（Ｖｄ−Ｖｃ＋Ｖｂ３）を５倍に増幅して差分出力ＶＯ３：（Ｖｄ−Ｖｃ＋Ｖｂ３）×５を切替回路１０５へ出力する。

図１３は選択回路１８０の一例を示す回路図である。選択回路１８０は、入力された差分値（Ｖｄ−Ｖｃ）の範囲を３つの領域に分割し、差分値（Ｖｄ−Ｖｃ）の大小に応じて、３つの出力端子Ｄａ、Ｄｂ、Ｄｃのいずれか１つからハイレベル（例えば、「１」）の信号を出力する。例えば、差分値（Ｖｄ−Ｖｃ）の領域を、０．２Ｖ、及び０．４Ｖを境界値として３つの領域に分割する。このため、選択回路１８０は、境界値である０．２Ｖを生成するための抵抗１８１、１８２、境界値０．４Ｖを生成するための抵抗１８３、１８４、コンパレータ１８５、１８６、インバータ回路１８９、１９０、ＡＮＤ回路１９１などを備えている。

コンパレータ１８５の（＋）端子には、０．２Ｖの電圧が入力され、（−）端子には、差分値（Ｖｄ−Ｖｃ）が入力される。コンパレータ１８５は、差分値（Ｖｄ−Ｖｃ）が０．２Ｖ以上である場合、ハイレベルの信号を出力する。これにより、インバータ回路１８９は、差分値（Ｖｄ−Ｖｃ）が０．２Ｖ未満である場合、出力端子Ｄａを通じてハイレベルの信号を出力する。

コンパレータ１８６の（＋）端子には、０．４Ｖの電圧が入力され、（−）端子には、差分値（Ｖｄ−Ｖｃ）が入力される。コンパレータ１８６は、差分値（Ｖｄ−Ｖｃ）が０．４Ｖ以上である場合、ハイレベルの信号を出力端子Ｄｃ及びインバータ回路１９０へ出力する。これにより、出力端子Ｄｃからは、差分値（Ｖｄ−Ｖｃ）が０．４Ｖ以上である場合に、ハイレベルの信号が出力される。ＡＮＤ回路１９１には、コンパレータ１８５の出力及びインバータ回路１９０の出力が入力されるため、ＡＮＤ回路１９１は、差分値（Ｖｄ−Ｖｃ）が、０．２Ｖ以上０．４Ｖ未満である場合、出力端子Ｄｂを通じてハイレベルの信号を出力する。なお、上述の境界値（０．２Ｖ、０．４Ｖ）は、一例であって、定着装置４０、加熱ローラ４１ａなどの特性に応じて、適宜設定することができる。

図１４は切替回路１０５の動作の一例を示す説明図である。切替回路１０５には、差動増幅回路１１０、１３０、１５０からの差分出力ＶＯ１、ＶＯ２、ＶＯ３、及び判定回路１８０からの出力Ｄａ、Ｄｂ、Ｄｃが入力される。図１４（ａ）に示すように、Ｄａがハイレベルである場合、差分出力ＶＯ１が平均値化回路（不図示）で平均値化された後、ＡＤコンバータ（不図示）でアナログ値からデジタル値に変換され、変換後のデジタル値ＶｏｕｔがＣＰＵ３０へ出力される。また、図１４（ｂ）に示すようにＤｂがハイレベルである場合、差分出力ＶＯ２が平均値化回路（不図示）で平均値化された後、ＡＤコンバータ（不図示）でアナログ値からデジタル値に変換され、変換後のデジタル値ＶｏｕｔがＣＰＵ３０へ出力される。また、図１４（ｃ）に示すようにＤｃがハイレベルである場合、差分出力ＶＯ３が平均値化回路（不図示）で平均値化された後、ＡＤコンバータ（不図示）でアナログ値からデジタル値に変換され、変換後のデジタル値ＶｏｕｔがＣＰＵ３０へ出力される。

ＣＰＵ３０は、切替回路１０５から出力された出力Ｖｏｕｔ（より具体的には、差分出力（Ｖｄ−Ｖｃ＋Ｖｂ）×５に相当するデジタル値であり、Ｖｂは、Ｖｂ１、Ｖｂ２、Ｖｂ３のいずれかである）に対して、判定回路１７０からの出力されたＤａ、Ｄｂ、Ｄｃに基づき、Ｄａがハイレベルである場合、出力Ｖｏｕｔからバイアス電圧Ｖｂ１の５倍の値を減算（この場合、バイアス電圧Ｖｂ１は、０．２Ｖであるから、１．０Ｖを減算する）する。また、ＣＰＵ３０は、Ｄｂがハイレベルである場合、出力Ｖｏｕｔからバイアス電圧Ｖｂ２の５倍の値を減算（この場合、バイアス電圧Ｖｂ２は、０Ｖであるから、結果として何もしない）する。また、ＣＰＵ３０は、Ｄｃがハイレベルである場合、出力Ｖｏｕｔからバイアス電圧Ｖｂ３の５倍の値を減算（この場合、バイアス電圧Ｖｂ３は、−０．２Ｖであるから、−１．０Ｖを減算する）する。これにより、ＣＰＵ３０は、差分出力（Ｖｄ−Ｖｃ）×５を抽出し、抽出した差分出力（Ｖｄ−Ｖｃ）×５及び補償出力Ｖｄに基づいて、温度変換テーブルを参照して加熱ローラ４１ａの表面温度を求める。

上述のとおり、差分出力を算出する前段階で、センサ出力Ｖｃに、バイアス電圧Ｖｂ１である０．２Ｖを減算、バイアス電圧Ｖｂ２である０Ｖを減算、あるいは、バイアス電圧Ｖｂ３である−０．２Ｖを減算する。センサ出力Ｖｃを０．２Ｖ、０Ｖ、−０．２Ｖ減少させることにより、補償出力Ｖｄとの差分を１．０Ｖ、０Ｖ、−１．０Ｖ（バイアス電圧を５倍した値）だけ大きくすることが可能である。以上の処理により、従来は除去されていたノイズの負方向の成分、又は正方向の成分が除去されずに差分出力として現われ、差分値（Ｖｄ−Ｖｃ）の大小にかかわらず、差分出力の平均値が増加することを防止できる。判定回路１７０からの出力Ｄａ、Ｄｂ、Ｄｃにより、温度変換テーブルに使用する差分出力を選択する事ができる。差分出力からバイアス電圧を５倍した値を減算することにより、差分出力（Ｖｄ−Ｖｃ）×５を抽出することができる。

図１５は従来の差分出力波形の一例である。図１５に示すように、差分出力（Ｖｄ−Ｖｃ）×５の波形は、直流成分に交流成分（例えば、ノイズなどの高周波成分）が重畳した場合、直流成分が最大増幅電圧レベル近傍にあるときには、交流成分のうち最大増幅電圧レベル以上の成分が除去されてしまい、差分出力に現われない。このため、加熱ローラ４１ａの表面温度を算出すべく、差分出力の平均値を算出する際に、本来であれば直流成分に重畳した交流成分が平均値化により相殺されるところ、交流成分の最大増幅電圧レベル以上の成分のみが除去されてしまうため（あるいは、交流成分のうち最大増幅電圧レベル以下の成分のみが残留するため）、差分出力の平均値が本来の値よりも全体として減少することになる。この場合、図３で説明したように、補償出力Ｖｄが一定であって、差分出力（Ｖｄ−Ｖｃ）×５が減少した場合には、表面温度が実際の値よりも低くなる。この結果、図６で示したのと同様に、加熱ローラ４１ａの表面温度は、誤差を生ずることになる。実施の形態３の発明は、直流成分がグランドレベル近傍にある場合のみならず最大増幅電圧レベル近傍にある場合であっても、加熱ローラ４１ａの表面温度の検出誤差を減少させるものである。

図１６は本発明の差分出力波形の一例である。実施の形態３の発明にあっては、差分値（Ｖｄ−Ｖｃ）が０．２Ｖ未満である場合、差分出力は（Ｖｄ−Ｖｃ＋Ｖｂ１）×５となるため、差分出力がＶｂ１×５の値（例えば、Ｖｂ１＝０．２Ｖの場合には、１．０Ｖ）だけ大きくなり、直流成分をＶｂ１×５だけグランドレベルより大きくすることができる。従って、差分出力波形の直流成分に交流成分（例えば、ノイズなどの高周波成分）が重畳した場合であっても、交流成分の一部が除去されることを防止することができる。このため、加熱ローラ４１ａの表面温度を算出すべく、差分出力の平均値を求める際に、直流成分に重畳した交流成分が平均値化により相殺され、差分出力の平均値を精度よく求めることができ、加熱ローラ４１ａの表面温度を精度よく算出することができる。これは、実施の形態１と同様であって、図８で示した例と同様である。

また、差分値（Ｖｄ−Ｖｃ）が０．２Ｖ以上０．４Ｖ未満である場合、差分出力は（Ｖｄ−Ｖｃ＋Ｖｂ２）×５となるため、差分出力がＶｂ２×５の値（例えば、Ｖｂ２＝０Ｖの場合には、０Ｖ）だけ大きくなり、実質的には、直流成分のオフセットを行わない。従って、差分出力波形の直流成分に交流成分（例えば、ノイズなどの高周波成分）が重畳した場合であっても、交流成分の一部が除去されることを防止することができる。

また、差分値（Ｖｄ−Ｖｃ）が０．４Ｖ以上である場合、差分出力は（Ｖｄ−Ｖｃ＋Ｖｂ３）×５となるため、図１６に示すように、差分出力がＶｂ３×５の値（例えば、Ｖｂ３＝−０．２Ｖの場合には、−１．０Ｖ）だけ大きくなり、直流成分を−１．０Ｖだけ大きくする（すなわち、直流成分を１．０Ｖ減少させる）ことができる。従って、差分出力波形の直流成分に交流成分（例えば、ノイズなどの高周波成分）が重畳した場合であっても、交流成分の一部（例えば、最大増幅電圧レベル以上の成分）が除去されることを防止することができる。このため、加熱ローラ４１ａの表面温度を算出すべく、差分出力の平均値を求める際に、直流成分に重畳した交流成分が平均値化により相殺され、差分出力の平均値を精度よく求めることができ、加熱ローラ４１ａの表面温度を精度よく算出することができる。この結果、実施の形態１と同様、図９に示すように、加熱ローラ４１ａの表面温度は、定着装置４０の始動時、すなわち、ウォームアップ時には安定した値で推移し誤差が減少するとともに、表面温度は１００℃程度まで上昇し、誤差を生ずることなく表面温度を算出することができる。

図１７は差分値（Ｖｄ−Ｖｃ）に重畳した交流成分の除去防止の例を示す説明図である。図１７では、一例として、３．３Ｖを最大増幅電圧レベルとしている。図１７（ａ）に示すように、差分値（Ｖｄ−Ｖｃ）の直流成分が大きい場合（例えば、最大増幅電圧レベル付近）、直流成分のバイアス値を減少させることにより、直流成分に重畳した交流成分（正方向）が除去されないようにする。また、図１７（ｂ）に示すように、差分値（Ｖｄ−Ｖｃ）の直流成分がグランドレベルと最大増幅電圧レベルとの中間レベル付近にある場合、直流成分にバイアスを印加せずに、そのままの直流成分を出力する。また、図１７（ｃ）に示すように、差分値（Ｖｄ−Ｖｃ）の直流成分が小さい場合（例えば、グランドレベル付近）、直流成分のバイアス値を増加させることにより、直流成分に重畳した交流成分（負方向）が除去されないようにする。

以上説明したように、本発明にあっては、簡便な構成により加熱ローラの表面温度の検知誤差を従来よりも減少させることができる。また、補償用サーミスタの出力が増幅限界値付近にあって、出力値を増加できないような場合、すなわち、補償出力Ｖｄにバイアス値を加えることができない場合であっても、センサ出力Ｖｃにバイアスをかけることができる。また、赤外線検知用サーミスタの出力がグランドレベル付近にあって、出力値を減少できないような場合、すなわち、センサ出力Ｖｃにバイアス値を加えることができない場合であっても、補償出力Ｖｄにバイアスをかけることができ、精度良く加熱ローラの表面温度を算出することができる。さらに、差分値（Ｖｄ−Ｖｃ）の値に基づいて、使用するバイアス値を選択できるため、差分値（Ｖｄ−Ｖｃ）が最大増幅電圧レベル付近、あるいはグランドレベル付近である場合であっても、精度良く加熱ローラの表面温度を算出することができる。また、バイアスをかける必要のない場合に対しても、適用する事ができる。

上述の実施の形態１〜３において示した回路構成及び回路定数は、一例であって、これに限定されるものではない。例えば、一段の増幅回路に代えて多段の増幅回路を用いても良い。

上述の実施の形態１〜３では、ＣＰＵ３０が定着装置４０と分離された構成であるが、定着装置４０にＣＰＵ３０を含める構成とすることもできる。

上述の実施の形態１〜３では、温度演算回路をボルテージフォロワ回路、差動増幅回路などのハードウエアで構成するものであったが、これに限定されるものではなく、温度演算回路の機能を温度演算処理プログラム等で構成し、ＣＰＵで実行することにより実現することもできる。

上述の実施の形態３では、ノイズ除去防止回路１２０、１４０、１６０、及び差動増幅回路１１０、１３０、１５０を備え、差分値（Ｖｄ−Ｖｃ）を３つの電圧領域に分ける構成であったが、差分値の電圧領域の分割数は３つに限定されるものではなく、２つ、４つ以上であってもよい。

本発明に係るデジタル複合機の要部構成を示す模式図である。 温度検知センサの構成を示す断面図である。 温度検知センサの出力と加熱ローラの表面温度との関係を示すグラフである。 従来の温度演算回路の一例を示す回路図である。 従来の差分出力波形の一例である。 従来の加熱ローラの表面温度の測定結果を示す説明図である。 本発明の温度演算回路の一例を示す回路図である。 本発明の差分出力波形の一例である。 本発明の加熱ローラの表面温度の測定結果を示す説明図である。 実施の形態２の温度演算回路の一例を示す回路図である。 実施の形態３のデジタル複合機の要部構成を示す模式図である。 温度演算回路及び判定回路の一例を示す回路図である。 選択回路の一例を示す回路図である。 切替回路の動作の一例を示す説明図である。 従来の差分出力波形の一例である。 本発明の差分出力波形の一例である。 差分値に重畳した交流成分の除去防止の例を示す説明図である。

符号の説明

１０ 温度検知センサ
１１ 赤外線検知用サーミスタ
１２ 補償用サーミスタ
３０ ＣＰＵ
４０ 定着装置
４１ａ 加熱ローラ
４１ｂ 加圧ローラ
１００ 温度演算回路
１２０、１３０、１４０、１６０ ノイズ除去防止回路
１７０ 判定回路

Claims (7)

1. 加熱ローラを備え、現像剤による画像が転写されたシートを加熱して、前記画像をシート上に定着させる定着装置において、
   前記加熱ローラからの輻射熱を検知する第１センサと、
   該第１センサの周辺温度を検知する第２センサと、
   前記第１センサ及び第２センサの出力の差分を算出する算出手段と、
   該算出手段で算出された差分の直流成分に重畳した交流成分の除去を防止すべく該直流成分をオフセットするオフセット手段と、
   該オフセット手段で直流成分をオフセットした差分に基づいて、加熱ローラの表面温度を検知する検知手段と
   を備えることを特徴とする定着装置。
2. 前記第１センサの出力から所定値を減算する減算手段を備え、
   前記オフセット手段は、
   前記第２センサの出力及び前記減算手段で減算された出力の差分を前記算出手段で算出して直流成分をオフセットするように構成してあることを特徴とする請求項１に記載の定着装置。
3. 前記第２センサの出力に所定値を加算する加算手段を備え、
   前記オフセット手段は、
   前記加算手段で加算された出力及び前記第１センサの出力の差分を前記算出手段で算出して直流成分をオフセットするように構成してあることを特徴とする請求項１に記載の定着装置。
4. 前記算出手段で算出された差分の大小に応じて、前記オフセット手段でオフセットされた直流成分の増減を制御する制御手段を備えることを特徴とする請求項１に記載の定着装置。
5. 前記直流成分のオフセット値が異なる複数のオフセット手段と、
   前記算出手段で算出された差分の大小に応じて、前記オフセット手段の１つを選択する選択手段と
   を備え、
   前記制御手段は、
   前記選択手段で選択されたオフセット手段で直流成分の増減を制御するように構成してあることを特徴とする請求項４に記載の定着装置。
6. 前記算出手段で算出された差分の平均値を算出する手段を備え、
   前記検知手段は、
   前記手段で算出された平均値に基づいて、加熱ローラの表面温度を検知するように構成してあることを特徴とする請求項１乃至請求項５のいずれか１つに記載の定着装置。
7. 請求項１乃至請求項６のいずれか１つに記載の定着装置を備え、該定着装置で画像をシート上に定着させて画像形成を行うようにしてあることを特徴とする画像形成装置。

Images