JP6011388B2

JP6011388B2 - 画像形成装置

Info

Publication number: JP6011388B2
Application number: JP2013032730A
Authority: JP
Inventors: 田中　健吾; 健吾田中
Original assignee: Ricoh Co Ltd
Current assignee: Ricoh Co Ltd
Priority date: 2013-02-22
Filing date: 2013-02-22
Publication date: 2016-10-19
Anticipated expiration: 2033-02-22
Also published as: JP2014164005A

Description

本発明は、主走査方向に配置された複数の加熱体と、前記複数の加熱体の温度を検出する複数の温度センサとを有する定着装置を含む画像形成装置に関する。

従来の画像形成装置では、熱応答性の良いサーマルヘッドやレーザ光線等を用いた定着装置を備えたものがある。定着装置を備える画像形成装置では、例えば特許文献１に記載されているように、デジタルの画像データに基づいて、記録材上のトナーが乗っている所のみ、あるいはその近傍のみを選択的に加熱して未定着トナーを定着させる技術が知られている。

上記従来の定着装置は、複数の加熱体で構成されるヒータの表面温度を検出するために、複数の温度センサを有している。しかしながら従来の定着装置では、温度センサの製造誤差や経年劣化によるセンサ出力のオフセットにばらつきが生じ、ヒータの表面温度を正しく検出できないという問題があった。

本発明は、上記事情を鑑みてこれを解決すべく成されたものであり、ヒータの表面温度の検出精度を向上させることが可能な画像形成装置を提供することを目的としている。

本発明は、上記目的を達成すべく以下の如き構成を採用した。

本発明は、主走査方向に配置された複数の加熱体と、前記複数の加熱体の温度を検出する複数の温度センサとを有する定着装置を含む画像形成装置であって、所定間隔毎の前記複数の温度センサにおける出力値の変化量を算出する算出部と、前記変化量が所定値以下となったとき、前記複数の温度センサの出力を補正する補正部と、を有する。

本発明によれば、ヒータの表面温度の検出精度を向上させることができる。

本実施形態の画像形成装置の構成を説明する図である。定着部の構成を説明する図である。加熱体の温度と時間の関係を説明する図である。温度センサの補正を説明する図である。エンジンＣＰＵによる温度の補正を説明するフローチャートである。

以下に図面を参照して本発明の実施形態について説明する。図１は、本実施形態の画像形成装置の構成を説明する図である。

本実施形態の画像形成装置１００は、外部Ｉ／Ｆ（インターフェイス）１１０、コントローラ制御部１２０、エンジン制御部１３０、定着部１４０を有する。

外部Ｉ／Ｆ１１０は、外部から画像データを読み込む。コントローラ制御部１２０は、画像処理装置１２１、メモリ１２２を有する。画像処理装置１２１は、入力された画像データにデジタル処理等を行う。メモリ１２２は、画像データ等を保持する。

エンジン制御部１３０は、エンジンＣＰＵ１３１、メモリ１３２、ヒータ駆動回路１３３を有する。エンジンＣＰＵ１３１は、画像処理装置１２１から送信された画像データに基づき、ヒータ駆動回路１３３を制御する。メモリ１３２は、ヒータ駆動回路１３３の制御に必要となる情報を一時的に保持する。ヒータ駆動回路１３３は、定着部１４０の有するヒータを制御する。

定着部１４０は、ヒータ３００と、温度センサ４００とを有する。本実施形態のヒータ３００は、例えばサーマルヘッド等の加熱体を主走査方向に複数設けた構成とした。温度センサ４００は、ヒータ３００の有する加熱体と対応して複数設けられており、ヒータ３００の温度を検出する。本実施形態の温度センサ４００は、例えばサーモパイル等である。

本実施形態の画像形成装置１００は、画像データが外部Ｉ／Ｆ１１０から入力されると、メモリ１２２に格納される。画像処理装置１２１は、メモリ１２２に格納された画像データに基づき、画像位置の算出、加熱体のオン・オフ信号の生成、加熱開始までの遅延時間の算出を行う。画像処理装置１２１は、加熱体のオン・オフ信号、加熱開始までの遅延時間等をエンジンＣＰＵ１３１へ渡す。エンジンＣＰＵ１３１は、この情報に基づきヒータ駆動回路１３３の制御を行う。

また本実施形態のエンジンＣＰＵ１３１は、温度センサ４００によりヒータ３００を構成する各加熱体の温度を監視してフィードバック制御を行う。また本実施形態のエンジンＣＰＵ１３１は、温度センサ４００の補正を行う。温度センサ４００の詳細は後述する。

図２は、定着部の構成を説明する図である。

本実施形態の定着部１４０は、複数の加熱体３０１〜３０Ｎを含むヒータ３００と、加熱体３０１〜３０Ｎと対応した温度センサ４０１〜４０Ｎを含む温度センサ４００と、を有する。

本実施形態のヒータ３００において、加熱体３０１〜３０Ｎは、例えばサーマルヘッド等の発熱素子を主走査方向に複数並べられている。また本実施形態の温度センサ４００において、温度センサ４０１〜４０Ｎは、例えばサーモパイル等であり、主走査方向に複数並べられている。

尚図２に示す定着部１４０では、ヒータ３００がＮ個の加熱体３０１、３０２、・・・、３０Ｎを有し、温度センサ４００がＮ個の温度センサ４０１、４０２、・・・、４０Ｎを有する構成としたが、これに限定されない。加熱体３００と温度センサ４００の数は同数でなくても良い。

次に、図３を参照して各加熱体３０Ｎの温度と時間の関係について説明する。図３は、加熱体の温度と時間の関係を説明する図である。

本実施形態の加熱体３０Ｎの温度は、印刷動作が終了した後に次の印刷要求が無い場合、印刷終了後から徐々に下がり、外気温と同程度の温度で一定になる。

本実施形態では、加熱体３０Ｎの温度が一定となった状態において、各温度センサ４０Ｎの温度を検出する。そして本実施形態のエンジンＣＰＵ１３１は、このとき検出した温度に基づき、製造誤差や経年劣化による各温度センサ４０Ｎの出力のオフセットのばらつきを補正する。

図３の例では、エンジンＣＰＵ１３１は、印刷終了後の時刻ｔ０において各加熱体３０Ｎが検出した温度Ｔ０をセンサ出力値としてメモリ１３２に格納する。次にエンジンＣＰＵ１３１は、所定時間経過後の時刻ｔ１において再び各加熱体３０Ｎの温度Ｔ１を検出し、メモリ１３２にセンサ出力値として格納する。

次にエンジンＣＰＵ１３１は、メモリ１３２に記憶した２つのセンサ出力値から温度変化量を算出する。図３の場合は、時刻ｔ０から時刻ｔ１までの間の温度変化量はＴ０−Ｔ１となる。

本実施形態では、エンジンＣＰＵ１３１により、以上の処理を温度変化量が所定値以下になるまで繰り返し行う。温度変化量が所定値以下になったら、エンジンＣＰＵ１３１は、各加熱体３０Ｎの温度が一定の状態になったと判断し、温度センサ４０Ｎの補正を開始する。

尚本実施形態では、温度変化量として温度差を用いたが、これに限定されない。例えば温度変化量として、温度勾配を用いても良い。

次に図４を参照して本実施形態のエンジンＣＰＵ１３１による温度センサ４０Ｎの補正について説明する。図４は、温度センサの補正を説明する図である。図４では、各加熱体３０Ｎの温度が一定となった状態において、各温度センサ４０Ｎにより検出された温度のばらつきを示している。

温度センサ４０Ｎにより検出される温度には、製造誤差や経年劣化によるばらつきにより、図４に示すように実温度との差が生じる。

そこで本実施形態では、このばらつきを低減させるために、基準温度Ｔｒｅｆを設け、温度センサ４０Ｎが検出した温度を基準温度Ｔｒｅｆと一致させるように、温度センサ４０Ｎのオフセット値を補正する。

本実施形態の基準温度Ｔｒｅｆは、例えば各温度センサ４０Ｎの検出温度の平均値としても良い。その場合、図４を例とすると、基準温度ＴｒｅｆおよびＮ番目の温度センサ４０Ｎの補正量Ｔｃｎは以下のようになる。

基準温度Ｔｒｅｆ＝（Ｔ１＋Ｔ２＋Ｔ３＋・・・＋Ｔ（Ｎ−１）＋ＴＮ）／Ｎ
補正量Ｔｃｎ＝ＴＮ−Ｔｒｅｆ
尚本実施形態では、例えば画像形成装置１００本体表面等に外気温測定用の温度センサを設け、その温度センサが検出した温度を基準温度Ｔｒｅｆとしても良い。

以下に図５を参照して本実施形態のエンジンＣＰＵ１３１の処理を説明する。図５は、エンジンＣＰＵによる温度の補正を説明するフローチャートである。

本実施形態のエンジンＣＰＵ１３１は、印刷動作が終了したか否かを判断する（ステップＳ５０１）。ステップＳ５０１において印刷動作が終了していない場合、エンジンＣＰＵ１３１は印刷動作が終了するまで待機する。ステップＳ５０１において印刷動作が終了した場合、エンジンＣＰＵ１３１は、印刷動作終了後からの経過時間のカウントを開始する（ステップＳ５０２）。

続いてエンジンＣＰＵ１３１は、所定時間が経過したか否かを判断する（ステップＳ５０３）。ステップＳ５０３で所定時間が経過していない場合、エンジンＣＰＵ１３１は所定時間が経過するまで待機する。ステップＳ５０３で所定時間が経過した場合、エンジンＣＰＵ１３１は、各温度センサ４０Ｎにより各加熱体３０Ｎの温度を検出する（ステップＳ５０４）。続いてエンジンＣＰＵ１３１は、検出した温度をセンサ出力値としてメモリ１３２に格納する（ステップＳ５０５）。

続いてエンジンＣＰＵ１３１は、温度検出が一回目か否かを判断する（ステップＳ５０６）。ステップＳ５０６において１回目であった場合、エンジンＣＰＵ１３１はステップＳ５０３へ戻る。

ステップＳ５０６において１回目でない場合、エンジンＣＰＵ１３１は、メモリ１３２に格納されたセンサ出力値に基づき温度変化量を算出する（ステップＳ５０７）。続いてエンジンＣＰＵ１３１は、温度変化量が予め設定された所定値以下であるか否かを判断する（ステップＳ５０８）。ステップＳ５０８において温度変化量が所定以下でない場合、エンジンＣＰＵ１３１はステップＳ５０３へ戻る。

ステップＳ５０８において温度変化量が所定値以下であった場合、エンジンＣＰＵ１３１は、加熱体３０Ｎの温度が一定の状態に遷移したと判断する（ステップＳ５０９）。続いてエンジンＣＰＵ１３１は、各温度センサ４０Ｎの補正の処理を行う（ステップＳ５１０）。具体的にはエンジンＣＰＵ１３１は、各温度センサ４０Ｎにより検出された温度と基準温度Ｔｒｅｆとの差分である補正量Ｔｃｎを算出する。そしてエンジンＣＰＵ１３１は、各温度センサ４０Ｎの温度が基準温度Ｔｒｅｆとなるように、各温度センサ４０Ｎのセンサ出力値（温度）に対して補正量Ｔｃｎを加算又は減算する。

尚本実施形態では、印刷動作の終了後に補正を開始するものとしたが、これに限定されない。例えばエンジンＣＰＵ１３１は、各加熱体３０Ｎの温度が一定の状態であるときに補正を行えば良い。具体的には例えばエンジンＣＰＵ１３１は、電源投入直後や省エネルギーモードからの復帰直後に温度の補正を行っても良い。

またステップＳ５０３の所定時間は、温度変化検出のための温度検知時間であるが、この所定時間は例えば等間隔で無くても良い。

また本実施形態の画像形成装置１００では、印刷する画像の位置や濃度によって、印刷終了後の各加熱体３０Ｎの温度が異なる。よって本実施形態のエンジンＣＰＵ１３１は、ステップＳ５０７の処理を各温度センサ４０Ｎについて実施し、全ての温度センサ４０Ｎが条件を満足したらステップＳ５１０の補正を開始する。

本実施形態では、以上のように各温度センサ４０Ｎの出力値のオフセットを補正することで、複数の温度センサ４０Ｎの出力のばらつきを抑制し、ヒータ３００の表面温度の検出精度を向上させることができる。

以上、各実施形態に基づき本発明の説明を行ってきたが、上記実施形態に示した要件に本発明が限定されるものではない。これらの点に関しては、本発明の主旨をそこなわない範囲で変更することができ、その応用形態に応じて適切に定めることができる。

１００画像形成装置
１３０エンジン制御部
１３１エンジンＣＰＵ
１３２メモリ
１４０定着部
３００ヒータ
４００温度センサ

特開平７−２２５５２４号公報

Claims

主走査方向に配置された複数の加熱体と、前記複数の加熱体の温度を検出する複数の温度センサとを有する定着装置を含む画像形成装置であって、
所定間隔毎の前記複数の温度センサにおける出力値の変化量を算出する算出部と、
前記変化量が所定値以下となったとき、前記複数の温度センサの出力を補正する補正部と、を有する画像形成装置。
前記補正部は、
前記複数の温度センサのそれぞれの出力値が、予め設定された基準温度となるように補正する請求項１記載の画像形成装置。
前記基準温度は、前記複数の温度センサの出力値の平均値である請求項２記載の画像形成装置。
前記定着装置の外部又は当該画像形成装置本体の表面に外気温測定用センサを設け、
前記基準温度を前記外気温測定用センサにより検出された温度とする請求項２記載の画像形成装置。
前記算出部と前記補正部とは、
少なくとも当該画像形成装置による印刷動作の終了後、当該画像形成装置の電源投入後、又は当該画像形成装置の省エネルギーモードからの復帰後のうち何れかのタイミングで前記変化量の算出と、前記複数の温度センサの出力の補正を行う請求項１ないし４の何れか一項に記載の画像形成装置。