JP4432318B2

JP4432318B2 - 画像形成装置

Info

Publication number: JP4432318B2
Application number: JP2002371216A
Authority: JP
Inventors: 岸　　忍
Original assignee: Konica Minolta Business Technologies Inc
Current assignee: Konica Minolta Business Technologies Inc
Priority date: 2002-12-24
Filing date: 2002-12-24
Publication date: 2010-03-17
Anticipated expiration: 2022-12-24
Also published as: JP2004205570A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、熱ロール方式の定着装置を有する画像形成装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、熱ロール方式による定着装置において、加熱ローラの表面温度の制御を行うに当たり、加熱ローラ表面のコーティング層への傷等を無くすために非接触型の検知センサ（ローラ温度検知手段）を使用して加熱ローラの表面温度を測定し、その測定値に基づき加熱ローラ表面温度を制御する方法が採用されてきた。
【０００３】
しかし、非接触型の検知センサは応答性が遅く精度も低いという問題があり、これを解決する方法として、
▲１▼非接触型の赤外線受光素子（温度検知センサ）の検出信号とサーミスタ素子（温度補償センサ）の検出信号に対応する加熱ローラの表面温度をデータテーブル化し、そのデータテーブルに、検知センサの検知出力と温度補償素子の検知出力を当てはめて、検知センサで検知した定着回転体（加熱ローラ）の表面温度を補正する方法を用いた定着装置（特許文献１）が提案されている。
【０００４】
又、▲２▼定着ローラ（加熱ローラ）の温度を制御する目標設定温度（目標制御温度）を、電源投入からの時間経過をタイマーで計測した時間計測値の関数として演算し、演算結果を目標制御温度として、その目標制御温度に基づいて定着ローラ表面温度の制御を行う定着装置（特許文献２）が提案されている。
【０００５】
【特許文献１】
特開２００１−２１５８４３号公報（段落００４２、００４４、図３、４）
【０００６】
【特許文献２】
特開平５−２８９５７４号公報（段落００６３、００６４、００７５〜００７９、図２）
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
▲１▼の場合は、例えば図４（検知出力と補正出力に基づいて表面温度を算出するデータテーブル図）に示すような検知センサの検知出力ＥＲｎと補償センサの検知出力ＥＨｎに対する加熱ローラの表面温度ＴＲｎの対応テーブルが必要となるが、緻密な温度制御を行うためには様々な温度の組み合わせに対応した膨大なデータテーブルを作成する必要があり、データ作成に多大な作業を必要とし、データテーブルも非常に大きな記憶容量を必要とするといった欠点があった。
▲２▼の場合は、非接触型のセンサのみで定着ローラの表面温度を検知するため、非接触型の検知センサが周囲の温度や装置の稼働状況の影響を受け、加熱ローラの正しい表面温度を検知出来ず、結果として表面温度を補正するための演算結果であるところの目標制御温度も正しい値とならないため、目標制御温度に基づいて制御される加熱ローラの表面温度も不正確になってしまいやすいといった欠点があった。
【０００８】
このような欠点を解決するために、加熱ローラの温度を検知する検知センサとその補正センサを設け、例えば図５（従来の単一の演算式により表面温度を演算する説明図）に示すようにローラ温度の全範囲にわたり表面温度を演算する単一の演算式１を設定し、検知センサ出力と補正センサ出力に基づいて表面温度を演算式により算出する方法も検討されたが、実温度と演算結果の乖離が大きくなってしまうといった欠点があった。
【０００９】
本発明はかかる問題点に鑑みてなされたものである。
即ち、データ作成のための大きな作業工数や、データの記憶のための大きな記憶容量を必要とせずに、加熱ローラの表面温度を正確且つ速やかに検知でき、加熱ローラの破損やオフセットなどの定着異常を発生させずに制御できる画像形成装置を提供するものである。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
このため発明者は、精度を必要とする温度範囲に限定して表面温度を演算する演算式を設けておき、その時々の検知センサと補償センサの出力値に基づいて演算し、演算した加熱ローラの表面温度と目標制御温度を比較して、加熱ローラの温度制御を行う構成の画像形成装置を提供しようとするものであります。
【００１１】
また、図３（複数式の演算結果のグラフ）に示すように温度の検知精度を上げるため精度を必要とする温度範囲Ａ（加熱ローラの温度制御を行おうとする温度範囲）を更に例えば２分割して、分割したそれぞれの温度範囲Ｂ、Ｃに対応して設けた演算式の演算結果をグラフにするとｂとｃのように平行とならず交差してしまい、この場合演算結果の値の少ない方が実際の表面温度のグラフａに近いことに着目し、同一範囲を複数の演算式で表面温度の演算を行う場合は演算結果の値の少ない方を表面温度としたものです。
【００１２】
ここで、加熱ローラの温度制御を行おうとする温度範囲とは、ウオームアップ期間を除く、スタンバイ期間、プリント期間、省エネ運転期間等、加熱ローラを精度良く（例えば目標値の±２〜３℃）温度制御する必要がある加熱ローラの表面温度が８０〜２２０℃の温度範囲を指し、通常プリントを行うローラ温度範囲とは通常のプリント期間で例えば加熱ローラの表面温度が１６０〜２００℃の温度範囲を指すが、これらは現像材を含む画像形成装置の仕様により適宜決定されるものであります。
【００１４】
本発明の上記目的は下記の手段によって達成される。
（１）加熱源により加熱される加熱ローラと、該加熱ローラの表面温度を非接触で検知する検知センサと、該検知センサの温度を検知する補償センサとを備えた画像形成装置において、
目標制御温度を含む、前記加熱ローラの温度制御を行おうとするローラ温度範囲が２以上１０以下の温度範囲に分割され、且つ前記補償センサの検知出力範囲が２以上１０以下の範囲に分割されており、分割されたローラ温度範囲と分割された補償センサの検知範囲とで定められる領域のそれぞれに対応して設定された複数の演算式が記憶された記憶手段と、
前記ローラ温度範囲が前記加熱ローラの温度制御を行おうとする温度範囲にある場合に、前記複数の演算式のうち前記目標制御温度及び前記補償センサの検知温度が含まれる前記領域に対応した演算式を選択する選択手段と、前記検知センサと前記補償センサの検知出力に基づいて、選択した演算式で前記加熱ローラの表面温度を演算する演算手段と、演算結果と前記目標制御温度とに基づいて前記加熱源の通電制御を行う制御手段とを有するものであり、前記複数の演算式はそれぞれ、前記検知センサ検知出力値を含む項及び分割されたローラ温度範囲と分割された補償センサの検知範囲とで定められる領域のそれぞれに対応した定数と、前記補償センサの検知出力値と、の積を含む項、を含むものであることを特徴とする画像形成装置。
【００１５】
（２）加熱源により加熱される加熱ローラと、該加熱ローラの表面温度を非接触で検知する検知センサと、該検知センサの温度を検知する補償センサとを備えた画像形成装置において、
目標制御温度を含む、前記加熱ローラの温度制御を行おうとするローラ温度範囲が２以上１０以下の温度範囲に分割され、且つ前記補償センサの検知出力範囲が２以上１０以下の範囲に分割されており、分割されたローラ温度範囲と分割された補償センサの検知範囲とで定められる領域のそれぞれに対応して設定された複数の演算式が記憶された記憶手段と、
前記ローラ温度範囲が前記加熱ローラの温度制御を行おうとする温度範囲にある場合に、前記検知センサと前記補償センサの検知出力に基づいて、前記設定した複数の演算式で前記加熱ローラの表面温度をそれぞれ演算する演算手段と、
複数の演算結果のうち値が少ない方を最終表面温度とする比較判断手段と、
該最終表面温度と前記目標制御温度とに基づいて前記加熱源の通電制御を行う制御手段とを有するものであり、前記複数の演算式はそれぞれ、前記検知センサ検知出力値を含む項及び分割されたローラ温度範囲と分割された補償センサの検知範囲とで定められる領域のそれぞれに対応した定数と、前記補償センサの検知出力値と、の積を含む項、を含むものであることを特徴とする画像形成装置。
【００１９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面を参照し説明するが、本発明はこれに限定されるものではない。
【００２０】
先ず始めに、本発明の画像形成装置の概要について説明する。
図１は本発明の実施の形態を示す画像形成装置の説明図である。
【００２１】
図中、１は画像形成装置で、原稿は自動原稿搬送手段２の原稿給紙台２１上に載置され、送り出しローラ２２の作動により一枚ずつ送り出され、レジストローラ２３により一旦停止されて先端が整えられた後搬送ドラム２４に搬送され、ドラム面と一体に反時計方向に回転する過程で画像読取手段３により画像面の読取が行われ、しかる後略半周した位置においてドラム面より分岐し排紙台２５に排出される。
【００２２】
前記の画像読取手段３においては光源３１１とミラー３１２を備える第１ミラーユニット３１が前記の搬送ドラム２４の直下の位置で、通過する原稿を順次照明し、原稿の移動方向に対して直角に配置したミラー３２１とミラー３２２を備える第２ミラーユニット３２により原稿からの反射光を結像レンズ３３を介してライン状の撮像素子３４に導き結像させる。
【００２３】
また、プラテンガラス３５に原稿を載置して画像情報を読み取る場合には、可動式の光源３５１と第１ミラー３５２を備える第１ミラーユニットと、ミラー３５３および３５４を備える第２ミラーユニットにより原稿からの反射光を結像レンズ３３を介してライン状の撮像素子３４に導き結像させる。以上が、画像読取手段３である。
【００２４】
画像読取手段３において読取られた原稿の画像情報は画像処理手段６２にて画像処理が行われ画像データとして信号化され一旦記憶手段６１に格納される。
【００２５】
画像形成のスタートにより画像形成手段４が作動開始して前記の画像データが記憶手段６１より呼び出されて画像書込手段４３に入力され、図示しないレーザ発光器から画像データに従って投射されたレーザビームがポリゴンミラー（符号なし）の回転作動により主走査方向にスキャンされ、帯電器４２により電位を付与された感光体ドラム４１上に原稿の画像データに応じた静電潜像を形成する。
【００２６】
前記の静電潜像は現像手段４４により反転現像されてトナー像とされる。
また、手差し給紙手段２６または記録紙を収容する給紙手段５の各給紙カセットの送り出しローラ５２、５３、５４の何れかにより給紙された記録紙は、搬送ローラ５５、５６で搬送され、タイミングローラ５１によりトナー像に同期して感光体ドラム４１の転写領域に給送される。
【００２７】
前記トナー像は転写器４５により反対極性の電圧を印加されて記録紙側に転写される。
【００２８】
転写処理後の記録紙は除電器４６の作用により感光体ドラム４１から分離し、制御手段６により温度制御される定着手段４７に搬送され、加熱ローラ４７４と加圧ローラ４７５との圧着・加熱作用によりトナーが定着され、トレイ５７に排出される。
【００２９】
又、感光体ドラム４１はクリーニング手段４８において残留トナーを除去されて次なる画像形成に向けての準備を完了する。
【００３０】
本実施の形態においては、定着手段４７は加熱源であるところのハロゲンランプヒータ４７１ａを内装するアルミニウム製の基体４７１にフッ素樹脂からなる耐熱離型層を被覆した加熱ローラ４７４、及び加熱ローラに当接し加熱ローラの軸方向に並行して配設され、アルミニウム製の基体にシリコンゴムからなる耐熱弾性層を被覆した加圧ローラ４７５から構成され、加熱源４７１ａにより加熱ローラ４７４を加熱している。
【００３１】
また、加熱ローラ４７４の表面温度を検知する非接触型の検知センサ４７２は加熱ローラからの熱放射を直接受ける場所と方向に、加熱ローラから０．２〜８ｍｍ、好ましくは４．５〜５．５ｍｍ離して（図２のｄ）取り付けられる。
【００３２】
検知センサの温度を検知する補償センサ４７３は検知センサを取り付けた部材の加熱ローラからの熱放射を直接受けない位置に取り付けられる。
【００３３】
ここで、検知センサの取り付け部材は熱伝導率が高い銅やアルミニウム等を選定し、補償センサ４７３を取り付け部材に密着して取り付けることにより検知センサと補償センサとを熱的に一体とすることが出来る。
【００３４】
６４は加熱ローラの加熱制御を行う制御手段、６５は加熱ローラの表面温度を算出する演算出手段であり、詳細については後述する。
【００３５】
図２は本発明の実施の形態の制御ブロック図である。
図中、４７は定着手段で、４７４は加熱ローラで、４７１ａは加熱源（以下ハロゲンランプヒータとも記す）で、４７５は加圧ローラである。
【００３６】
９０は定着手段４７の電源ともなる、画像形成装置の商用交流電源である。
６４は加熱制御手段で、制御入力６４１への入力によりハロゲンランプヒータ４７１ａへの通電をリレー等によりＯＮ／ＯＦＦする加熱制御部材６４２を有している。
【００３７】
ここで加熱制御部材６４２は、トライアック等の交流電力の通電率を変化できるようなものでも良く、この場合の制御入力６４１への入力は通電率に比例した電圧を入力する。
【００３８】
ハロゲンランプヒータ４７１ａは一方が商用交流電源９０に接続され、他方が加熱制御手段６４に接続され、また、商用交流電源９０と加熱制御手段６４とが接続されている。
【００３９】
そして、検知センサ４７２は、加熱ローラから温度に応じて放射される赤外線を一旦黒体に受け、赤外線量を黒体の温度に変換し、変換された温度をサーミスタ等で検知して、表面温度に応じた検知出力となるように構成されている。
【００４０】
このようにして、検知センサ４７２で加熱ローラ４７４の表面温度を検知し、その出力がバッファ６２１を介しＡ／Ｄ変換器６３の入力に接続される。
【００４１】
ここで、検知センサは赤外線センサを用いても良い。
補償センサ４７３はサーミスタからなり、検知センサ４７２の温度を検知し、その出力がバッファ６２２を介してＡ／Ｄ変換器６３の入力に接続されている。
【００４２】
ここで、補償センサは熱電対を用いても良い。
Ａ／Ｄ変換器６３の検知センサの検知出力と補償センサの検知出力のそれぞれのデジタル出力は、加熱ローラの表面温度を算出する表面温度算出手段６５に接続されている。
【００４３】
表面温度算出手段６５は、目標制御温度及び補償センサの検知温度が含まれる領域に対応した、表面温度を演算する演算式を選択する選択手段６５１と、検知センサと補償センサの検知出力に基づいて加熱ローラの表面温度を演算する演算手段と、演算結果のうち最小の演算結果を前記加熱ローラの表面温度とする比較判断手段と、演算結果と目標制御温度とに基づいて前記加熱源の通電制御を行う制御手段６５３とを有している。
【００４４】
記憶手段６１はレジスタとメモリを有し、メモリには加熱ローラの温度制御プログラムや、プリンタ時等の目標制御温度や、図６〜８に示すような、加熱ローラの温度制御を行おうとするローラ温度範囲が１又は２以上の温度範囲に分割され、且つ前記補償センサの検知出力範囲が１又は２以上の範囲に分割されており、分割されたローラ温度範囲と分割された補償センサの検知範囲とで定められる領域のそれぞれに対応して設定された表面温度を演算する演算式が予め記憶されている。
【００４５】
そして表面温度算出手段６５の出力が加熱制御手段６４の制御入力６４１に接続され、ハロゲンランプヒータ４７１ａへの通電をＯＮ／ＯＦＦ制御する。
【００４６】
６は制御手段で、記憶手段６１のメモリに予め記憶された加熱ローラの温度制御プログラムや目標制御温度等を読み出し、その制御プログラムに従い表面温度算出手段６５と記憶手段６１を制御し、検知センサと補償センサとの検知出力に基づいて表面温度算出手段６５に加熱ローラの表面温度を算出させ、算出結果と目標制御温度を比較して加熱ローラの温度制御をする等の後述する処理を行わせる。
【００４７】
表面温度算出手段６５は加熱制御手段６４を介しハロゲンランプヒータ４７１ａの発熱量を制御し、加熱ローラを所定の温度に加熱させる。
【００４８】
図６は本発明の第１の実施の形態の、演算式で加熱ローラの表面温度を演算する説明図である。
【００４９】
図７は本発明の第２及び第３の実施の形態の、演算式で加熱ローラの表面温度を演算する説明図である。
【００５０】
図８は本発明の第４の実施の形態の、演算式で加熱ローラの表面温度を演算する説明図である。
【００５１】
図９は本発明の第５及び第６の実施の形態の、演算式で加熱ローラの表面温度を演算する説明図である。
【００５２】
図１０は本発明の第１の実施の形態を説明するフローチャート図である。
図１１は本発明の第２及び第４の実施の形態を説明するフローチャート図である。
【００５３】
図１２は本発明の第３の実施の形態を説明するフローチャート図である。
図１３は本発明の第４の実施の形態を説明するフローチャート図である。
【００５４】
図１４は本発明の第５の実施の形態を説明するフローチャート図である。
図１５は本発明の第６の実施の形態を説明するフローチャート図である。
【００５５】
以下図２、図６、図１０を参照して第１の実施の形態について説明する。
ステップ（１）において、検知センサ４７２は加熱ローラの表面温度を又補償センサ４７３は検知センサの温度をそれぞれ常時検知し、その検知出力をバッファ６２１と６２２に出力する。
【００５６】
バッファ６２１と６２２はセンサとＡ／Ｄ変換器とのインピーダンスマッチングを行い、バッファの出力をそれぞれＡ／Ｄ変換器６３へ入力する。
【００５７】
バッファ６２１と６２２を介してＡ／Ｄ変換器６３に入力された検知センサと補償センサとの検知出力は、それぞれデジタル変換され、デジタル出力が表面温度算出手段６５に入力される。
【００５８】
そして制御手段６は、検知センサと補償センサとのデジタル出力を表面温度算出手段６５に読み込ませる。
【００５９】
ステップ（２）において制御手段６は、記憶手段６１に予め記憶された図６に示す通常プリントを行うローラ温度範囲（例えば１４０〜２００℃）と補償センサの検知範囲とで定められる領域２に対応して設定された加熱ローラの表面温度を演算する１次の演算式（例えば演算式２）を表面温度算出手段６５に読み込ませる。
演算式２：表面温度＝ＥＲ_n−（ａ₁×ＥＨ_n−ａ₂）／（ａ₃×ＥＨ_n＋ａ₄）
ＥＲ_nは検知センサ出力、ＥＨ_nは補償センサ出力、ａ₁〜ａ₄は定数。
【００６０】
ステップ（３）において制御手段６は、表面温度算出手段６５にステップ２で読み込んだ演算式２に、ステップ（１）で読み込んだ検知センサと補償センサの（デジタル化された）出力、ＥＲｎとＥＨｎを当てはめ、演算手段６５２で表面温度の演算を行わせる。
【００６１】
ステップ（４）において制御手段６は、演算した表面温度と、記憶手段６１から読み出したその時点の運転モードの目標制御温度（例えば２００℃）と、を表面温度算出手段６５で比較させ、表面温度の方が低い場合はステップ（５）へ、高い場合はステップ（６）へ歩進させる。
【００６２】
ステップ（５）において制御手段６は、表面温度算出手段６５の制御手段６５３で加熱制御手段６４２に対し加熱ローラ４７４を加熱する制御信号を出力させる。この信号により加熱制御部材６４２はハロゲンランプヒータ４７１ａへの通電をＯＮとし加熱ローラ４７４を加熱する。
【００６３】
ステップ（６）において制御手段６は、制御手段６５３で加熱制御手段６４２に対し加熱ローラ４７４の加熱を停止する制御信号を出力させる。この信号により加熱制御部材６４２はハロゲンランプヒータ４７１ａへの通電をＯＦＦとし加熱ローラ４７４の加熱を停止する。
【００６４】
次に、図２、図７、図１１を参照して第２の実施の形態について説明する。
ステップ（１）は第１の実施の形態と同様の処理を行う。
【００６５】
ステップ（２）において制御手段６は、記憶手段６１に予め記憶された図７に示す、加熱ローラの温度制御を行おうとするローラ温度範囲が２以上の温度範囲に分割され、分割されたローラ温度範囲と補償センサの検知範囲とで定められる領域のそれぞれに対応して設定された加熱ローラの表面温度を演算する１次の演算式（例えば演算式３と４）を表面温度算出手段６５に読み込ませる。
演算式３：表面温度＝ＥＲ_n−（ｂ₁×ＥＨ_n−ｂ₂）／（ｂ₃×ＥＨ_n＋ｂ₄）
演算式４：表面温度＝ＥＲ_n−（ｃ₁×ＥＨ_n−ｃ₂）／（ｃ₃×ＥＨ_n＋ｃ₄）
ＥＲ_nは検知センサ出力、ＥＨ_nは補償センサ出力、ｂ₁〜ｃ₄は定数。
【００６６】
ここで、加熱ローラの温度制御を行おうとする温度範囲（例えば８０〜２００℃）を、演算式４は、加熱ローラの通常プリントを行うローラ温度範囲（例えば１４０〜２００℃）の範囲に分割した領域６に対して設定されたもので、演算式３は、加熱ローラの例えば１３９〜２００℃の範囲に分割した領域５に対して設定されたものである。
【００６７】
ステップ（３）において制御手段６は表面温度算出手段６５に、現在の運転モードの制御目標温度（例えば１９０℃）と分割した各ローラ温度範囲とを比較させ、制御目標温度が含まれるローラ温度範囲の領域の演算式（例えば領域６の演算式４）を選択手段６５１に選択させる。
【００６８】
ステップ（４）において制御手段６は、表面温度算出手段６５にステップ（３）で選択した演算式（例えば演算式４）に、ステップ（１）で読み込んだ検知センサと補償センサの（デジタル化された）出力、ＥＲｎとＥＨｎを当てはめ、演算手段６５２で表面温度の演算を行わせる。
【００６９】
ステップ（５）以降は第１の実施の形態のステップ（４）〜（６）と同様の処理を行う。
【００７０】
次に、図２、図７、図１２を参照して第３の実施の形態について説明する。
ステップ（１）、（２）は第２の実施の形態と同様の処理を行う。
【００７１】
ステップ（３）において制御手段６は、表面温度算出手段６５にステップ（２）で読み込んだ２種の１次の演算式（例えば上述した演算式３と４）に、ステップ（１）で読み込んだ検知センサと補償センサの（デジタル化された）出力、ＥＲｎとＥＨｎを当てはめ、演算手段６５２で表面温度の演算を行わせる。
【００７２】
ステップ（４）において制御手段６は、ステップ（３）で演算した２種の演算式（例えば演算式３と４）の演算結果を比較判断手段６５４で比較させ、一番小さな演算結果を最終表面温度とさせる。
【００７３】
ステップ（５）以降は第１の実施の形態のステップ（４）〜（６）以降と同様の処理を行う。
【００７４】
次に、図２、図８、図１３を参照して第４の実施の形態について説明する。
ステップ（１）は第１の実施の形態と同様の処理を行う。
【００７５】
ステップ（２）において制御手段６は、記憶手段６１に予め記憶された図８に示す、前記補償センサの検知出力範囲が２以上の範囲に分割されており、ローラ温度範囲と分割された補償センサの検知範囲とで定められる領域のそれぞれに対応して設定された加熱ローラの表面温度を演算する１次の演算式（例えば演算式５と６）を表面温度算出手段６５に読み込ませる。
演算式５：表面温度＝ＥＲ_n−（ｄ₁×ＥＨ_n−ｄ₂）／（ｄ₃×ＥＨ_n＋ｄ₄）
演算式６：表面温度＝ＥＲ_n−（ｅ₁×ＥＨ_n−ｅ₂）／（ｅ₃×ＥＨ_n＋ｅ₄）
ＥＲ_nは検知センサ出力、ＥＨ_nは補償センサ出力、ｄ₁〜ｅ₄は定数。
【００７６】
ここで、図８に示す加熱ローラの通常プリントを行うローラ温度範囲（例えば１４０〜２００℃）のローラ温度範囲に対して、演算式５は補償センサ温度範囲を、例えば０〜７０℃の範囲に分割した組み合わせ領域７に対して設定されたもので、演算式６は、補償温度範囲を同じように、例えば７１〜１５０℃の範囲に分割した組み合わせ領域８に対して設定されたものである。
【００７７】
ステップ（３）において制御手段６は、表面温度算出手段６５にステップ（１）で読み込んだ補償センサの検知出力に対応する補償センサ温度と分割した各補償温度範囲とを比較させ、読み込んだ補償センサ温度が含まれる領域の演算式（例えば領域８の演算式６）を選択手段６５１で選択させる。
【００７８】
ステップ（４）において制御手段６は、表面温度算出手段６５にステップ（３）で選択した演算式（例えば演算式６）に、ステップ（１）で読み込んだ検知センサと補償センサとの（デジタル化された）出力、ＥＲｎとＥＨｎを当てはめ、演算手段６５２で表面温度の演算を行わせる。
【００７９】
ステップ（５）以降は第１の実施の形態のステップ（４）〜（６）と同様の処理を行う。
【００８０】
次に、図２、図９、図１４を参照して第５の実施の形態について説明する。
ステップ（１）は第１の実施の形態と同様の処理を行う。
【００８１】
ステップ（２）において制御手段６は、記憶手段６１に予め記憶された図９に示す、加熱ローラの温度制御を行おうとするローラ温度範囲が２以上の温度範囲に分割され、且つ前記補償センサの検知出力範囲が２以上の範囲に分割されており、分割されたローラ温度範囲と分割された補償センサの検知範囲とで定められる領域のそれぞれに対応して設定された加熱ローラの表面温度を演算する１次の演算式（例えば演算式７〜１０）を表面温度算出手段６５に読み込ませる。
演算式７：表面温度＝ＥＲ_n−（ｆ₁×ＥＨ_n−ｆ₂）／（ｆ₃×ＥＨ_n＋ｆ₄）
演算式８：表面温度＝ＥＲ_n−（ｇ₁×ＥＨ_n−ｇ₂）／（ｇ₃×ＥＨ_n＋ｇ₄）
演算式９：表面温度＝ＥＲ_n−（ｈ₁×ＥＨ_n−ｈ₂）／（ｈ₃×ＥＨ_n＋ｈ₄）
演算式１０：表面温度＝ＥＲ_n−（ｉ₁×ＥＨ_n−ｉ₂）／（ｉ₃×ＥＨ_n＋ｉ₄）
ＥＲ_nは検知センサ出力、ＥＨ_nは補償センサ出力、ｆ₁〜ｉ₄は定数。
【００８２】
ここで演算式７及び９は、補償温度範囲（例えば０〜１５０℃）を例えば０〜７０℃に分割した範囲に対して、加熱ローラの温度制御を行おうとする温度範囲（例えば８０〜２００℃）を例えば加熱ローラの通常プリントを行うローラ温度範囲（例えば１４０〜２００℃）及び８０〜１３９℃に分割した組み合わせ領域９及び１１に対して設定されたものである。
【００８３】
また演算式８及び１０は、同様な考えに基づき組み合わせ領域１０及び１２に対して設定されたものである。
【００８４】
ステップ（３）において制御手段６は、表面温度算出手段６５にステップ（１）で読み込んだ補償センサの検知出力に対応する補償センサ温度と、分割した各補償温度範囲を比較させ、読み込んだ補償センサ温度が含まれる領域の演算式（例えば領域１０と１２の演算式８と１０）を選択手段６５１で選択させる。
【００８５】
次いで現在の運転モードの制御目標温度（例えば１９０℃）と分割した各ローラ温度範囲を比較させ、制御目標温度が含まれる領域の演算式（例えば領域１２の演算式１０）を選択手段６５１で選択させる。
【００８６】
ステップ（４）において制御手段６は、表面温度算出手段６５にステップ（３）で選択した演算式（例えば演算式１０）に、ステップ（１）で読み込んだ検知センサと補償センサの（デジタル化された）出力、ＥＲｎとＥＨｎを当てはめ、演算手段６５２で表面温度の演算を行わせる。
【００８７】
ステップ（５）以降は第１の実施の形態のステップ（４）〜（６）と同様の処理を行う。
【００８８】
次に、図２、図９、図１５を参照して第６の実施の形態の制御方法について説明する。
【００８９】
ステップ（１）、（２）は第５の実施の形態と同様の処理を行う。
ステップ（３）において制御手段６は、表面温度算出手段６５にステップ（１）で読み込んだ補償センサの検知出力に対応する補償センサ温度と分割した各補償温度範囲を比較させ、読み込んだ補償センサ温度が含まれる領域の演算式（例えば上述した領域１０と１２の演算式８と１０）を選択手段６５１で選択させる。
【００９０】
ステップ（４）において制御手段６は、表面温度算出手段６５にステップ（３）で選択した２種の演算式（例えば演算式８と１０）にそれぞれステップ（１）で読み込んだ検知センサと補償センサの（デジタル化された）出力ＥＲｎとＥＨｎを当てはめ、演算手段６５２で表面温度の演算を行わせる。
【００９１】
ステップ（５）において制御手段６は、表面温度算出手段６５にステップ（４）で演算した２種の演算式（演算式８と１０）の演算結果を比較判断手段６５４で比較させ、最小の演算結果を表面温度とさせる。
【００９２】
ステップ（６）以降は第１の実施の形態のステップ（４）〜（６）以降と同様の処理を行う。
【００９３】
以上、説明をわかりやすくするため、補償温度範囲とローラ温度範囲とをそれぞれ１又は２に分割し、両者を組み合わせた領域に対しそれぞれ演算式を設定した場合について説明したが、より精密な温度制御を可能とするためそれぞれ所定の幅で３以上（演算の設定の作業工数が大きくなりすぎず、演算速度が下がらないように１０以下が好ましい）に分割し、ローラ温度と補償温度の各組み合わせ領域にそれぞれ所定の演算式を設定し、上述した考えに基づき表面温度を演算することが出来る。
【００９４】
また、説明をわかりやすくするため補償センサ温度範囲を０〜１５０℃の範囲とし、この範囲について略２等分して分割範囲を設定したが、補償センサ温度範囲を加熱ローラの温度制御を行おうとする温度範囲（例えば８０〜２２０℃）に相当する補償センサ温度範囲（例えば４０〜１５０℃）として、この範囲について通常プリントを行うローラ温度範囲（例えば１６０〜２００℃）に相当する補償センサ温度範囲とそれ以外の範囲に分割しても良い。
【００９５】
以上説明した各実施の形態により、ローラ温度検知範囲或いは補償温度検知範囲を小さな領域に分割し、分割した各領域に対し検知センサと補償センサとの検知値に基づき加熱ローラの表面温度を算出する演算式を設定し、該演算式に検知センサ検知出力と補償センサ出力を当てはめ表面温度を演算し、その演算値に基づき加熱ローラの温度制御を行うため、データ作成のための大きな作業工数や、データの記憶のための大きな記憶容量を必要とせずに、加熱ローラの表面温度を正確且つ速やかに検知でき、加熱ローラの破損やオフセットなどの定着異常を発生させずに制御できる画像形成装置を提供することが可能となる。
【００９６】
【発明の効果】
本発明によれば「データ作成のための大きな作業工数や、データの記憶のための大きな記憶容量を必要とせずに、加熱ローラの表面温度を正確且つ速やかに検知でき、加熱ローラの破損やオフセットなどの定着異常を発生させずに制御できる画像形成装置を提供できる。」という効果を奏することが出来る。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態を示す画像形成装置の説明図である。
【図２】本発明の実施の形態の制御ブロック図である。
【図３】複数式の演算結果のグラフである。
【図４】検知出力と補正出力に基づいて表面温度を算出するデータテーブル図である。
【図５】従来の単一の演算式により表面温度を演算する説明図である。
【図６】本発明の第１の実施の形態の、演算式で加熱ローラの表面温度を演算する説明図である。
【図７】本発明の第２及び第３の実施の形態の、演算式で加熱ローラの表面温度を演算する説明図である。
【図８】本発明の第４の実施の形態の、演算式で加熱ローラの表面温度を演算する説明図である。
【図９】本発明の第５及び第６の実施の形態の、演算式で加熱ローラの表面温度を演算する説明図である。
【図１０】本発明の第１の実施の形態を説明するフローチャート図である。
【図１１】本発明の第２の実施の形態を説明するフローチャート図である。
【図１２】本発明の第３の実施の形態を説明するフローチャート図である。
【図１３】本発明の第４の実施の形態を説明するフローチャート図である。
【図１４】本発明の第５の実施の形態を説明するフローチャート図である。
【図１５】本発明の第６の実施の形態を説明するフローチャート図である。
【符号の説明】
６、６５３制御手段
４７定着手段
６１記憶手段
６３Ａ／Ｄ変換器
６４加熱制御手段
６５表面温度算出手段
４７１ａ加熱源（ハロゲンランプヒータ）
４７２検知センサ
４７３補償センサ
４７４加熱ローラ
６５１選択手段
６５２演算手段
６５４比較判断手段

Claims

加熱源により加熱される加熱ローラと、該加熱ローラの表面温度を非接触で検知する検知センサと、該検知センサの温度を検知する補償センサとを備えた画像形成装置において、
目標制御温度を含む、前記加熱ローラの温度制御を行おうとするローラ温度範囲が２以上１０以下の温度範囲に分割され、且つ前記補償センサの検知出力範囲が２以上１０以下の範囲に分割されており、分割されたローラ温度範囲と分割された補償センサの検知範囲とで定められる領域のそれぞれに対応して設定された複数の演算式が記憶された記憶手段と、
前記ローラ温度範囲が前記加熱ローラの温度制御を行おうとする温度範囲にある場合に、前記複数の演算式のうち前記目標制御温度及び前記補償センサの検知温度が含まれる前記領域に対応した演算式を選択する選択手段と、前記検知センサと前記補償センサの検知出力に基づいて、選択した演算式で前記加熱ローラの表面温度を演算する演算手段と、演算結果と前記目標制御温度とに基づいて前記加熱源の通電制御を行う制御手段とを有するものであり、前記複数の演算式はそれぞれ、前記検知センサ検知出力値を含む項及び分割されたローラ温度範囲と分割された補償センサの検知範囲とで定められる領域のそれぞれに対応した定数と、前記補償センサの検知出力値と、の積を含む項、を含むものであることを特徴とする画像形成装置。
加熱源により加熱される加熱ローラと、該加熱ローラの表面温度を非接触で検知する検知センサと、該検知センサの温度を検知する補償センサとを備えた画像形成装置において、
目標制御温度を含む、前記加熱ローラの温度制御を行おうとするローラ温度範囲が２以上１０以下の温度範囲に分割され、且つ前記補償センサの検知出力範囲が２以上１０以下の範囲に分割されており、分割されたローラ温度範囲と分割された補償センサの検知範囲とで定められる領域のそれぞれに対応して設定された複数の演算式が記憶された記憶手段と、
前記ローラ温度範囲が前記加熱ローラの温度制御を行おうとする温度範囲にある場合に、前記検知センサと前記補償センサの検知出力に基づいて、前記設定した複数の演算式で前記加熱ローラの表面温度をそれぞれ演算する演算手段と、
複数の演算結果のうち値が少ない方を最終表面温度とする比較判断手段と、
該最終表面温度と前記目標制御温度とに基づいて前記加熱源の通電制御を行う制御手段とを有するものであり、前記複数の演算式はそれぞれ、前記検知センサ検知出力値を含む項及び分割されたローラ温度範囲と分割された補償センサの検知範囲とで定められる領域のそれぞれに対応した定数と、前記補償センサの検知出力値と、の積を含む項、を含むものであることを特徴とする画像形成装置。
加熱ローラの温度制御を行おうとするローラ温度範囲を２以上の温度範囲に分割したうちの、いずれか１のローラ温度範囲は通常プリントを行うローラ温度範囲であることを特徴とする請求項１または２に記載の画像形成装置。
前記補償センサの検知出力範囲は、加熱ローラの温度制御を行おうとする検知センサの温度範囲に対応する補償センサの検知出力範囲であることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の画像形成装置。