JPH11174895A - 画像形成装置の定着装置および制御方法並びに定着制御プログラムを記録した記録媒体 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 高温用のサーミスタを用いるにもかかわらず
低温時でも温度検出の分解能、検出精度を高めることが
できるようにする。 【解決手段】 定着ヒートローラに当接して、定着ヒー
トローラ温度によって抵抗値の変化するサーミスタ５０
７、５０８と、直列に接続された既知の値の固定抵抗５
０１、５０２の両端に、低温時には定電流モードで電圧
を印加し、所定の温度を超えた高温時には定電圧モード
で電圧を印加する電源回路５２０、５２１を接続し、サ
ーミスタと固定抵抗との抵抗分圧比によって決まる電圧
値を検出する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、電子写真式の画像
形成装置の定着装置および制御方法並びに定着制御プロ
グラムに関し、特に用紙等の記録媒体に転写されたトナ
ー画像を永久画像とするための熱定着を行う定着ヒート
ローラの温度制御及び温度制御の異常検出に関する。

【０００２】

【従来の技術】図９は従来の電子写真式画像形成装置に
おける定着ヒートローラの温度制御回路の構成例を示
す。図９中、３０１、３０７、３０９、３０２、３０
８、３１０はそれぞれ抵抗である。３１１と３１２はそ
れぞれ上ヒータと下ヒータである。３０５と３０６はそ
れぞれ上サーミスタと下サーミスタである。３０３、３
０４はそれぞれコンデンサである。３１３、３１４はそ
れぞれＯＰアンプ（演算増幅器）である。３１５はＡ／
Ｄ変換器（アナログ・デジタル変換器）である。３１６
はアドレスデコーダである。３１８はＩ／Ｏ（入出力）
ポートである。３１９はヒータ駆動制御回路である。３
１７はＣＰＵ（中央演算処理回路）である。

【０００３】上ヒータ３１１、下ヒータ３１２はヒータ
駆動回路３１９によって各ヒータに電力を加えたり、加
えなかったりの０Ｎ／ＯＦＦ（オン・オフ）制御を受け
る。

【０００４】上サーミスタ３０５は上ヒータ３１１の温
度を読み取るためのサーミスタであり、上ヒータ３１１
の温度に応じてサーミスタ３０５の抵抗値が変化するよ
うな素子である。温度が低いときにはサーミスタ３０５
の抵抗値は高く、温度が高いときにはその抵抗値が低く
なる。サーミスタ３０５は抵抗３０１と直列に接続さ
れ、５Ｖの定電圧が印加されている。抵抗３０１とサー
ミスタ３０５によって分圧された電圧が、コンデンサ３
０３と抵抗３０７によって構成されたＬＰＦ（ローパス
フイルタ）を通って、ＯＰアンプ３１３に入力される。
ＯＰアンプ３１３はバッファーとして使用され、入力側
と出力側のインピーダンス変換を行っている。ＯＰアン
プ３１３の出力電圧は上ヒータ３１１の温度に応じたア
ナログ温度電圧である。この電圧がＡ／Ｄ変換器３１５
によって、アナログ温度電圧からデジタル温度電圧に変
換され、ＣＰＵ３１７に読み取られる。ＣＰＵ３１７は
その読み取った温度データからＩ／Ｏポート３１８の制
御を行うことでヒータ駆動回路３１９のＯＮ／ＯＦＦ制
御を行う。

【０００５】下ヒータ３１２に関して上記上ヒータ３１
１と同様の構成の制御回路で同様の制御が行われる。従
来では一般に、このようにして上ヒータ３１１、下ヒー
タ３１２の温度制御が行われている。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】図１０に、図９示した
従来の定着ヒートローラの温度制御回路の検出電圧とサ
ーミスタ検出温度の関係を示す。

【０００７】図１０中、Ｘ軸は上記サーミスタ３０５の
検出温度値、ｙ軸はその検出電圧値を各々表わしてい
る。電子写真に使用される熱定着器は通常１５０℃近辺
で使用される。１５０℃近辺における読み取り温度の検
出電圧の精度を上げるために、サーミスタの温度特性は
決定される。その結果、低温での温度検出部分であるｄ
の範囲４１２部分（ほぼ９０℃以下）では、検出電圧の
示す特性４１１の温度に対する分解能が、図１０に示す
ように、ほとんど無くなってしまう。

【０００８】よって、低温でのサーミスタの当接量の不
具合や、信号線の断線等によって、定着ヒートローラの
温度上昇の異常検出を早急に検知することは従来では難
しかった。

【０００９】そのため、サーミスタの当接量の不具合
や、信号線やサーミスタ自身の断線等により実際の定着
ヒートローラの温度制御が所定の温度に制御されていな
くても、温度センサが１つの為、すぐに検知することが
できず、トナー画像の定着性の低下やトナーに与える熱
量の増大により永久画像不良が発生してしまうといった
解決すべき課題があった。

【００１０】本発明は上記の点に鑑みて成されたもの
で、その第１の目的は、高温用のサーミスタを用いるに
もかかわらず低温時でも温度検出の分解能、検出精度を
高めることができ、トナー画像の定着性の低下やトナー
に与える熱量の増大により永久画像不良が発生してしま
うといった従来技術の課題を解決した電子写真式の画像
形成装置の定着装置および制御方法並びに定着制御プロ
グラムを提供することにある。

【００１１】本発明の第２の目的は、低温から高温まで
一定して高精度で定着ヒートローラ上の温度を読み取り
可能とすることで、低温でのサーミスタの当接量の不具
合や、信号線の断線等によって、定着ヒートローラの温
度上昇の異常検出を早急に検知できないという従来技術
の課題を解決した電子写真式の画像形成装置の定着装置
および制御方法並びに定着制御プログラムを提供するこ
とにある。

【００１２】本発明の第３の目的は、低温から高温まで
高精度な温度読み取りを実現する検出装置を提供するこ
とにある。

【００１３】

【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の発明は感光体上の静電画像をトナー画像
に現像し、該トナー画像を記録媒体上に転写して、それ
を永久画像とするための熱定着を行なう電子写真式の画
像形成装置において、前記記録媒体上のトナーを永久画
像とするための熱定着を行う可動部である定着部材と、
前記定着部材を前記トナーが熱定着可能な所定温度にま
で加熱する発熱体と、前記発熱体によって加熱された前
記定着部材に接して該定着部材上の温度により抵抗値が
変化する温度検知素子と、前記温度検知素子と直列接続
された既知の値の固定抵抗と、前記温度検知素子と前記
固定抵抗の両端に一定電圧を印加する定電圧電源部と、
前記温度検知素子と前記固定抵抗の両端に一定電流を供
給する定電流電源部と、前記温度検知素子が検知した出
力を電気信号の温度データに変換する温度検出手段と、
前記温度検出手段により検出された前記温度データを所
定値と比較する温度比較手段と、該温度比較手段により
比較した結果、前記温度データが前記所定値よりも低い
場合は前記定電流電源部を選択使用し、前記温度データ
が前記所定値よりも高い場合は前記定電圧電源部を選択
使用するように、前記温度検知素子と前記固定抵抗の両
端に給電する電源部を切り替える電源部切替手段と、前
記温度検出手段の前記温度データに応じて前記定着部材
の前記発熱体の発熱量を制御する発熱量制御手段とを具
備したことを特徴とする。

【００１４】請求項２の発明は、感光体上の静電画像を
トナー画像に現像し、該トナー画像を記録媒体上に転写
して、それを永久画像とするための熱定着を行なう電子
写真式の画像形成装置において、前記記録媒体上のトナ
ーを永久画像とするための熱定着を行う可動部である定
着部材と、前記定着部材を前記トナーが熱定着可能な所
定温度にまで加熱する発熱体と、前記発熱体によって加
熱された前記定着部材に接して該定着部材上の温度によ
り抵抗値が変化する温度検知素子と、前記温度検知素子
と直列接続された既知の値の固定抵抗と、前記温度検知
素子と前記固定抵抗の両端に給電する一定電圧を印加す
ることと、一定電流を供給することを切り替え可能な電
源部と、前記温度検知素子が検知した出力を電気信号の
温度データに変換する温度検出手段と、前記温度検出手
段により検出された前記温度データを所定値と比較する
温度比較手段と、前記定電圧／定電流切替可能な前記電
源部に対し前記温度比較手段により比較した結果、前記
温度データが前記所定値よりも低い場合は定電流モード
を選択・使用し、前記温度データが前記所定値よりも高
い場合は定電圧モードを選択・使用する定電流／定電圧
モード選択手段と、前記温度検出手段の前記温度データ
に応じて前記定着部材の前記発熱体の発熱量を制御する
発熱量制御手段とを具備したことを特徴とする。

【００１５】ここで、前記温度比較手段による比較結
果、前記温度データが前記所定値よりも高い第２の所定
値を超えた場合、異常信号を発生する異常信号生成手段
と、該異常信号生成手段によって異常信号が出力された
場合、前記発熱量制御手段によって前記発熱体に加える
電力を切断する電力切断手段とを有するとすることがで
きる。

【００１６】また、定着装置の温度調整動作が開始する
初期温度が、所定時間後に所定温度に達しない場合にエ
ラー信号を発生する手段をさらに有するとすることがで
きる。

【００１７】請求項５の発明は、感光体上の静電画像を
トナー画像に現像し、該トナー画像を記録媒体上に転写
して、それを永久画像とするための熱定着を行なう電子
写真式の画像形成装置の定着制御方法において、回転す
る可動部である定着ヒートローラに当接して該定着ヒー
トローラの温度によって抵抗値の変化するサーミスタと
該サーミスタに直列に接続された既知の値の固定抵抗と
の両端に、所定の温度以下の低温時には定電流モードで
電圧を印加し、前記所定の温度を超えた高温時には定電
圧モードで電圧を印加する第１のステップと、前記サー
ミスタと前記固定抵抗との抵抗分圧比によって決まる電
圧値を前記定着ヒートローラの温度データとして検出す
る第２のステップと、該第２のステップで検出された前
記温度データを所定値と比較する第３のステップと、前
記温度データに応じて前記定着ヒートローラの発熱体の
発熱量を制御する第４のステップとを有し、前記第３の
ステップでの比較結果、前記温度データが前記所定値よ
りも低い場合は前記第１のステップの前記定電流モード
を選択使用し、前記温度データが前記所定値よりも高い
場合は前記第１のステップの前記定電圧電源モードを選
択使用するように、前記サーミスタと前記固定抵抗の両
端に給電する電源を切り替えることを特徴とする。

【００１８】ここで、前記第３のステップでの比較結
果、前記温度データが前記所定値よりも高い第２の所定
値を超えた場合、異常信号を発生する異常信号生成ステ
ップと、該異常信号生成ステップによって異常信号が出
力された場合、前記第４のステップで前記発熱体に加え
る電力を切断する電力切断ステップとを有するとするこ
とができる。

【００１９】また、定着装置の温度調整動作が開始する
初期温度が、所定時間後に所定温度に達しない場合にエ
ラー信号を発生するステップをさらに有するとすること
ができる。

【００２０】請求項８の発明は、感光体上の静電画像を
トナー画像に現像し、該トナー画像を記録媒体上に転写
して、それを永久画像とするための熱定着をコンピュー
タによって行なうための電子写真式の画像形成装置の定
着制御プログラムを記録した記録媒体であって、該制御
プログラムはコンピュータに、回転する可動部である定
着ヒートローラに当接して該定着ヒートローラの温度に
よって抵抗値の変化するサーミスタと該サーミスタに直
列に接続された既知の値の固定抵抗との両端に、所定の
温度以下の低温時には定電流モードで電圧を印加させ、
前記所定の温度を超えた高温時には定電圧モードで電圧
を印加させ、前記サーミスタと前記固定抵抗との抵抗分
圧比によって決まる電圧値を前記定着ヒートローラの温
度データとして検出させ、前記温度データを所定値と比
較させ、前記比較結果、前記温度データが前記所定値よ
りも低い場合は前記定電流モードを選択使用させ、前記
温度データが前記所定値よりも高い場合は前記定電圧電
源モードを選択使用させるように、前記サーミスタと前
記固定抵抗の両端に給電させ、前記温度データに応じて
前記定着ヒートローラの発熱体の発熱量を制御させるこ
とを特徴とする。

【００２１】ここで、前記記録媒体はコンピュータに、
前記比較結果、前記温度データが前記所定値よりも高い
第２の所定値を超えた場合、異常信号を発生させ、該異
常信号の発生の場合、前記発熱体に加える電力を切断さ
せるとすることができる。

【００２２】また、前記記録媒体はコンピュータに、定
着装置の温度調整動作が開始する初期温度が、所定時間
後に所定温度に達しない場合にエラー信号を発生させる
とすることができる。

【００２３】本発明では、回転する可動部である定着ヒ
ートローラに当接して、定着ヒートローラ温度によって
抵抗値の変化するサーミスタと、直列に接続された既知
の値の固定抵抗の両端に、低温時には定電流モードで電
圧を印加し、所定の温度を超えた高温時には定電圧モー
ドで電圧を印加し、サーミスタと固定抵抗との抵抗分圧
比によって決まる電圧値を検出するので、高温用のサー
ミスタを用いるにもかかわらず低温時でも温度検出の分
解能、検出精度を高めることができ、これによりトナー
画像の定着性の低下やトナーに与える熱量の増大により
永久画像不良が発生してしまうといった従来技術の課題
を解決することができる。

【００２４】本発明ではまた、低温から高温まで一定し
て高精度で定着ヒートローラ上の温度を読み取り可能と
したので、低温でのサーミスタの当接量の不具合や、信
号線の断線等によって、定着ヒートローラの温度上昇の
異常検出を早急に検知できないという従来技術の課題を
解決することができる。

【００２５】また、本発明では、サーミスタと、サーミ
スタに直列接続された既知の値の固定抵抗の両端に、低
温時には定電流モードで電圧を印加し、所定の温度を超
えた高温時には定電圧モードで電圧を印加し、サーミス
タと固定抵抗との抵抗分圧比によって決まる電圧値を検
出するので、低温から高温まで高精度な温度読み取りを
実現する検出装置を提供することができる。

【００２６】

【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明の実
施形態を詳細に説明する。

【００２７】［第１の実施の形態］図１は本発明の一実
施の形態のカラー画像形成装置の概略断面構成を示す。
本例の装置は上部にデジタルカラー画像リーダ部、下部
にデジタルカラー画像プリンタ部を有する。

【００２８】デジタルカラー画像リーダ部において、原
稿３０を原稿台ガラス３１上に載せ、露光ランプ３２に
より露光走査することにより、原稿３０からの反射光像
を、レンズ３３によりフルカラーセンサ３４に集光し、
カラー色分解画像信号を得る。カラー色分解画像信号は
増幅回路（図示しない）を経て、ビデオ処理ユニット
（図示しない）において所定の画像処理を施され、デジ
タルカラー画像プリンタ部に送出される。

【００２９】デジタルカラー画像プリンタ部において、
像担持体である感光ドラム（感光体）１は図１の矢印方
向に回転自在に担持され、感光ドラム１の周りに前露光
ランプ１１、コロナ帯電器２、レーザ露光光学系３、電
位センサ１２、色の異なる４個の現像器４ｙ，４ｃ，４
ｍ，４ｂｋ、ドラム上光量検知手段１３、転写装置５、
クリーニング器６を配置する。ここで、y ，ｃ，ｍ，ｂ
ｋはイエロー、シアン、マゼンタ、ブラックの各色を表
す。

【００３０】レーザ露光光学系３において、リーダ部か
らの画像信号はレーザ出力部（不図示）にて光信号に変
換され、変換されたレーザ光がポリゴンミラー３ａで反
射され、レンズ３ｂ及びミラー３ｃを通って、感光ドラ
ム１の面に投影される。

【００３１】プリンタ部画像形成時には感光ドラム１を
矢印方向に回転させ、前露光ランプ１１で除電した後の
感光ドラム１を帯電器２により一様に帯電させて、各分
解色ごとに光像Ｅを照射し、潜像を形成する。

【００３２】次に、所定の現像器を動作させて、感光ド
ラム１上の潜像を現像し、感光ドラム１上に樹脂を基体
としたトナー画像を形成する。現像器は偏心カム２４
ｙ，２４ｃ，２４ｍ，２４Ｂｋの動作により、各分解色
に応じて択一的に感光ドラム１に接近するようにしてい
る。

【００３３】さらに、感光ドラム１上のトナー画像を、
記録材カセット７より搬送系及び転写装置５を介して感
光ドラム１と対向した位置に供給された記録材に転写す
る。転写装置５は本例では転写ドラム５ａ、転写帯電器
５ｂ、記録材を静電吸着させるための吸着帯電器５ｃと
対向する吸着ローラ５ｇ、内側帯電器５ｄ、外側帯電器
５ｅとを有し、回転駆動されるように軸支された転写ド
ラム５ａの周面開口域には誘電体からなる記録材担持シ
ート５ｆを円筒状に一体的に張設している。記録材担持
シート５ｆはポリカーボネートフィルム等の誘電体シー
トを使用している。

【００３４】ドラム状とされる転写装置、つまり転写ド
ラム５ａを回転させるに従って感光ドラム上のトナー像
は転写帯電器５ｂにより記録材担持シート５ｆに担持さ
れた記録材上に転写する。

【００３５】このように記録材担持シート５ｆに吸着搬
送される記録材には所望数の色画像が転写され、フルカ
ラー画像を形成する。

【００３６】フルカラー画像形成の場合、このようにし
て４色のトナー像の転写を終了すると記録材を転写ドラ
ム５ａから分離爪８ａ，分離押し上げコロ８ｂ及び分離
帯電器５ｈの作用によって分離し、熱ローラ定着器９を
介してトレイ１０に排紙する。他方、転写後感光ドラム
１は表面の残留トナーをクリーニング器６で清掃した後
再度画像形成工程に供する。

【００３７】記録材の両面に画像を形成する場合には定
着器９を排出後、すぐに搬送パス切替ガイド１９を駆動
し、搬送縦パス２０を経て、反転パス２１ａにいったん
導いた後、反転ローラ２１ｂの逆転により、送り込まれ
た際の後端を先頭にして送り込まれた方向と反対向きに
退出させ、中間トレイ２２に収納する。その後再び上述
した画像形成工程によってもう一方の面に画像を形成す
る。

【００３８】また、転写ドラム５ａの記録材担持シート
５ｆ上の粉体の飛散付着、記録材上のオイルの付着等を
防止するために、ファーブラシ１４と記録材担持シート
５ｆを介して該ブラシ１４に対向するバックアップブラ
シ１５や、オイル除去ローラ１６と記録材担持シート５
ｆを介して該ローラ１６に対向するバックアップブラシ
１７の作用により清掃を行なう。このような清掃は画像
形成前もしくは後に行ない、また、ジャム（紙づまり）
発生時には随時行なう。

【００３９】また、本例においては所望のタイミングで
偏心カム２５を動作させ、転写ドラム５ａと一体化して
いるカムフォロワ５ｉを作動させることにより、記録材
担持シート５ｆと感光ドラム１とのギャップを任意に設
定可能な構成としている。例えば、スタンバイ中または
電源オフ時には転写ドラム５ａと感光ドラム１の間隔を
離す。

【００４０】以下、図面を参照して本発明の実施の形態
を説明する。

【００４１】図２は図１の定着器９のさらに詳細な構成
を示す。ここでは、実施の形態として、上記の画像形成
部で現像され、転写されたトナー画像を記録紙上に永久
画像とするため、上熱定着ヒートローラ２０ａと、下加
圧ローラ２０ｂを当接し、定着ニップ間でトナー画像を
加熱定着する定着器として説明する。

【００４２】図２において、トナー画像と接触する熱定
着ヒートローラ２０ａはアルミニウム製の芯金２１８上
に１ｍｍ厚のＨＶＴ（高温加硫型）シリコンゴム層２１
７を有し、更にこのシリコンゴム層２１７の外側に特定
の付加型シリコンゴム層２１６を有し、全体で直径６０
ｍｍの円筒状に形成されている。

【００４３】一方、加圧ローラ２０ｂはアルミニウム製
の芯金２１２上に１ｍｍ厚のＨＶＴシリコンゴム層と、
更に厚さ１ｍｍの前記特定の付加型シリコンゴム層２１
５を設け、直径６０ｍｍに構成されている。

【００４４】上述の定着ヒートローラ２０ａには発熱手
段である搬送ロ―ラヒータ２０９が芯金２１８内に配置
され、加圧ロ―ラ２０ｂには同じくヒータ２１３が芯金
２１２内に配置されて，記録材（記録用紙）の両面から
加圧および加熱を同時に行っている。定着ヒートローラ
２０ａに当接されたサーミスタ２１０によって定着ヒ―
トローラ２０ａの温度が検出され、また、加圧ローラ２
０ｂに当接されたサーミスタ２１１によって、加圧ロー
ラ２０ｂの温度が検出される。この検知温度に基づいて
制御装置２１４によりハロゲンヒータ２０９、２１３が
制御され、定着ヒートローラ２０ａの温度は１７０℃、
加圧ローラ２０ａの温度は１６５℃に一定に維持される
ように制御される。なお、定着ヒートローラ２０ａと加
圧ローラ２０ｂとは加圧機構（不図示）によって総加圧
８０ｋｇで加圧されている。

【００４５】また、図２において，２０３〜２０８は離
型剤塗布手段たるオイル塗布装置、２０１と２０２はク
リーニング装置を構成する。加圧ローラ２０ｂのオイ
ル、汚れを除去するクリーニングブレードは図示してな
い。オイル塗布装置は、オイルパン２０７内のジネチル
シリコンオイル２０８をオイル汲み上げローラ２０６、
２０５及びオイル塗布ローラ２０４を経由させて、オイ
ル塗布量調整ブレード２０３でオイル塗布量を規制して
定着ヒートローラ２０ａ上に塗布する。クリーニング装
置は、突き当てローラ２０１によって定着ヒートローラ
２０ａ上に当接されたウエブ２０２によって定着ヒート
ローラ２０ａの表面を清掃する。

【００４６】上記定着装置では未定着トナー像を表面に
胆持した記録材が定着ヒートローラ２０ａと加圧ローラ
２０ｂとの間の定着ニップに搬送され、記録材はその表
裏両面から加圧加熱されてトナーの定着が行われる。こ
の際、定着ヒートローラ２０ａ、加圧ローラ２０ｂに付
着したトナーはそれぞれクリーニング装置、クリーニン
グブレードによって除去される。

【００４７】画像形成部で現像され、転写されたトナー
画像を記録紙上に永久画像とするために、現在は定着ヒ
ートローラ２０ａによる熱定着手段が主に用いられてい
る。一般に、ヒータを内装した定着ヒートローラ２０ａ
と加圧ローラ２０ｂを当接し、回転させ定着ニップが形
成されている。そのニップ間を、記録紙が通過する間
に、ヒータの熱によりトナーを熱定着する。

【００４８】定着ヒートローラ２０ａと加圧ローラ２０
ｂの温度制御は次のようにして行われる。回転する定着
ヒートローラ２０ａ上に当接されたサーミスタ等の温度
センサ２１０により、定着ヒートローラ２０ａ上の温度
を検知し、検知した温度に応じて制御装置２１４は、定
着ヒートローラ２０ａの温度を１７０℃に一定に維持さ
れるように、ハロゲンヒータ２０９を通電制御する。同
様に、回転する加圧ローラ２０ｂ上に当接されたサーミ
スタ等の温度センサ２１１により、加圧ローラ２０ｂ上
の温度を検知し、検知した温度に応じて制御装置２１４
は、加圧ローラ２０ａの温度を１６５℃に一定に維持さ
れるように、ハロゲンヒータ２１３を通電制御する。

【００４９】図３は本実施の形態におけるサーミスタ２
１０、２１１の検出温度と、検出電圧関係の一例を示
す。図３中、６０１の曲線はサーミスタと固定抵抗に定
電流モードで電圧を印加したときの検出温度と検出電圧
の特性を示し、６０２の曲線は同じくサーミスタと固定
抵抗に定電圧モードで電圧を印加したときの特性を示
す。

【００５０】本発明では、定電流モード６０１の特性が
ほぼリニア（直線）である範囲ｄ１（６０３）と、定電
圧モード６０２の特性がほぼリニアである範囲ｄ２（６
０４）とを、それぞれ低温時と高温時とに切り替えて、
定着ヒートローラ２０ａの温度制御、及び異常検出を行
う。これにより、本発明では、温度誤差の少ない範囲で
サーミスタを使用することができ、また上記検出電圧の
低温度部分での分解能も高くすることができる。

【００５１】図４は本発明の一実施の形態であるカラー
画像形成装置の制御回路の構成を示す。図４中、５０
１，５０２，５０７，５０８，５０９，５１０はそれぞ
れ固定抵抗、５０５および５０６はサーミスタ、５０３
および５０４はコンデンサ、５１３および５１４はＯＰ
アンプ（演算増幅器）、５１１および５１２は定着ヒー
トローラ、５１５はＡ／Ｄ（アナログ・デジタル）変換
器、５１６はアドレスデコーダ、５１７はＣＰＵ（中央
演算処理装置）、５１８はＩ／Ｏ（入出力）ポートであ
る。５１９はヒータ制御回路、５２０および５２１は定
電流モードと定電圧モード切り替え可能な電源回路であ
る。

【００５２】定着ヒートローラ５１１（５１２）の表面
温度はそのローラに接触したサーミスタ５０５（下側ロ
ーラでは５０６）によって読み取られる。サーミスタ５
０５（５０６）はローラ温度に対応して抵抗値が変化す
るようになっており、その抵抗値は低い温度では抵抗値
は高く、高い温度では抵抗値は低くなる。電源回路５２
０（５２１）から印加された電圧が、サーミスタ５０５
（５０６）の温度に応じた抵抗値と固定抵抗５０１（５
０２）の抵抗値によって抵抗分圧され、ローラ表面温度
に応じた電圧を取り出すことができる。

【００５３】電源回路５２０（５２１）は、上記の図３
で説明したように、検出温度が所定の温度よりも低い低
温時には、定電流モードで動作させ、検出温度がその所
定の温度よりも高い高温時には、定電圧モードで動作さ
せる。

【００５４】固定抵抗５０７（５０８）とコンデンサ５
０３（５０４）は上記分圧電圧に含まれるノイズ成分を
除去するためのフィルターとして機能し、ＯＰアンプ５
１３（５１４）はインピーダンス変換を行うバッファー
として機能する。ＯＰアンプ５１３（５１４）の出力に
より、上（下）ローラ５１１（５１２）の表面温度に対
応する分圧電圧を、Ａ／Ｄ変換器５１５のＣＨ１（ＣＨ
２）に入力する。Ａ／Ｄ変換器５１５では入力されたア
ナログ電圧をデジタル値に変換する。デジタル値に変換
された上（下）ローラの表面温度はＣＰＵ５１７に送ら
れる。

【００５５】ＣＰＵ５１７は送られてきた表面温度の検
出値により、上下の各ヒータ５１１（５１２）に与える
電力量を調整する。

【００５６】次に、図５、図６のフローチャートに上側
定着ヒートローラ５１１の温度制御を行うときの、ＣＰ
Ｕ５１７の動作手順を示す。

【００５７】図５において、図１の電子写真方式の画像
形成装置のメインスイッチ（図示しない）が入れられる
と、まず各制御装置の初期化（ＳＴＥＰ７０１）を行
う。定着ヒートローラ温度制御部では図４中のＩ／Ｏポ
ート５１８のＰ３、Ｐ４を“Ｈ”（ハイレベル）にし
て、電源回路５２０、５２１を定電流モードにする（Ｓ
ＴＥＰ７０２）。初期化を行つた後、ＳＴＥＰ７０３の
メインルーチンにはいる。

【００５８】メインルーチンの中で行われる定着ヒート
ローラ温度制御ルーチン（ＳＴＥＰ７０４）を図６に示
す。この定着ヒートローラ温度制御ルーチン（ＳＴＥＰ
７０４）では、まずＡ／Ｄ変換器５１５の入力ポートを
“ＣＨ１”に設定する（ＳＴＥＰ７０５）。次に、Ａ／
Ｄ変換器５１５から上サーミスタ５０７のローラ検出温
度をデジタル値に変換されたデータをＣＰＵ５１７に取
り込み（ＳＴＥＰ７０６）、取り込んだ検出温度データ
をあらかじめ設定された所定温度に相当するデータと比
較し（ＳＴＥＰ７０７）、検出温度が所定値（図３の例
の場合は、約５８℃）よりも高温であれば、Ｉ／Ｏポー
ト５１８のＰ３を“Ｌ”（ローレベル）にして、電源回
路５２０を定電圧モードに設定し（ＳＴＥＰ７０８）、
低温であればＩ／Ｏポート５１８のＰ３を“Ｈ”にし
て、電源回路５２０を定電流モードに設定する（ＳＴＥ
Ｐ７０９）。

【００５９】次に、ＣＰＵ５１７は先に取り込んだ検出
温度データとあらかじめ設定された所定目標値とを比較
演算することで、定着ヒートローラ２０ａに供給する電
力量を決定し（ＳＴＥＰ７１０）、この決定値に従いＩ
／Ｏポート５１８のＰ１をＯＮ、ＯＦＦすることで、定
着ヒートローラ２０ａの発熱量を制御する。

【００６０】ＣＰＵ５１７は、下側定着ヒートローラ２
０ｂに関しても上記と同様に発熱量を制御する。その詳
細は上記の記述内容と重複するので省略する。

【００６１】以上の動作が所定間隔で繰り返され、定着
器の上・下ローラ２０ａ，２０ｂの表面温度を一定に保
つ。

【００６２】［第２の実施の形態］図７、図８に本発明
の第２の実施の形態の上側定着ヒートローラ２０ａの温
度制御を行うときの、ＣＰＵ５１７の動作フローチャー
トを示す。

【００６３】図７において、図１の装置（電子写真方式
の画像形成装置）のメインスイッチが入れられると、ま
ず各制御装置の初期化（ＳＴＥＰ８０１）を行う。定着
ヒートローラ温度制御部では図４中のＩ／Ｏポート５１
８のＰ３、Ｐ４を“Ｈ”にして、電源回路５２０、５２
１を定電流モードにする（ＳＴＥＰ８０２）。初期化を
行つた後、ＳＴＥＰ８０３のメインルーチンに入る。

【００６４】メインルーチンの中で行われる定着ヒート
ローラ温度制御ルーチンを図８に示す。定着ヒートロー
ラ温度制御ルーチン（ＳＴＥＰ８０４）では、まずＡ／
Ｄ変換器５１５の入力ポートを“ＣＨ１”に設定する
（ＳＴＥＰ８０５）。次に、Ａ／Ｄ変換器５１５から上
サーミスタ５０７のローラ検出温度をデジタル値に変換
されたデータをＣＰＵ５１７に取り込み（ＳＴＥＰ８０
６）、取り込んだ検出温度データをあらかじめ設定され
た第１の基準温度に相当するデータと比較し（ＳＴＥＰ
８０７）、検出温度が第１の基準温度よりも低温であれ
ばＩ／Ｏポート５１８のＰ３を“Ｈ”にして、電源回路
５２０を定電流モードに設定する（ＳＴＥＰ８０９）。

【００６５】また、検出温度が上記第１の基準温度より
も高温であれば、上記検出温度データを第２の基準温度
のデータと再び比較し（ＳＴＥＰ８０８）、第２の基準
温度よりも高温だった場合にはローラ２０ａが異常昇温
と判断してエラー信号を発生し（ＳＴＥＰ８１３）、直
ちにヒータ５１１に供給する電力を遮断する（ＳＴＥＰ
８１４）。なお、第１の基準温度よりも第２の基準温度
の方が高い温度とする。

【００６６】一方、上記検出温度データが第２の基準温
度よりも低温であるならば、Ｉ／Ｏポート５１８のＰ３
を“Ｌ”（ローレベル）にして、電源回路５２０を定電
圧モードに設定し（ＳＴＥＰ８１２）、次に、取り込ん
だ検出温度データをあらかじめ設定された所定目標値と
比較演算することで、定着ヒートローラ２０a に供給す
る電力量を決定し（ＳＴＥＰ８１０）、これに従いＩ／
Ｏポー卜５１８のＰ１をＯＮ、ＯＦＦして、定着ヒート
ローラ２０ａの発熱量を制御する（ＳＴＥＰ８１１）。

【００６７】［他の実施の形態］本発明の画像形成装置
は複写機に限らず、レーザビームまたはＬＥＤ（発光ダ
イオード）アレイ等を用いたデジタルプリンタ、ファク
シミリ装置等に広く適用できる。

【００６８】また、本発明は、複数の機器から構成され
るシステムに適用しても、１つの機器からなる装置に適
用しても良い。

【００６９】また、本発明は、システムあるいは装置に
供給する本発明に係る制御手順のプログラム、あるいは
データを格納したフロッピーディスク、ＣＤ−ＲＯＭ等
の記録媒体も対象となる。

【００７０】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
低温から高温まで一定して高精度で定着ヒートローラ上
の温度を読み取り可能となる。また、本発明によれば、
低温でのサーミスタの当接量の不具合や、信号線の断線
等によって、定着ヒートローラの温度上昇の異常検出を
早急に検知できないという問題を解決することが可能と
なる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明を適用した定着器を用いる電子写真方式
のデジタルカラー複写機の全体構成を示す断面図であ
る。

【図２】図１の定着器の詳細な構成を示す構成図であ
る。

【図３】本発明の定着温度と検出電圧の関係を示すグラ
フである。

【図４】本発明の一実施形態の定着温度制御回路の構成
を示すブロック図である。

【図５】本発明の第１の実施の形態における定着温度制
御の全体を示すフローチャートである。

【図６】図５のメインルーチンの定着器上側ローラ温度
制御の手順を示すフローチャートである。

【図７】本発明の第２の実施の形態における定着温度制
御の全体を示すフローチャートである。

【図８】図７のメインルーチンの定着器上側ローラ温度
制御の手順を示すフローチャートである。

【図９】従来の定着温度制御回路の構成例を示すブロッ
ク図である。

【図１０】従来の定着温度と検出電圧の関係を示すグラ
フである。

【符号の説明】

１ 感光ドラム ２ コロナ帯電器 ３ レーザ露光光学系 ４ｙ，４ｃ，４ｍ，４ｂｋ 現像器 ５ 転写装置 ６ クリーニング器 ９ 熱ローラ定着器 １０ トレイ １１ 前露光ランプ ２０ａ 上熱定着ヒートローラ ２０ｂ 下加圧ローラ ２０１，２０２ クリーニング装置 ２０３〜２０８ 離型剤塗布手段たるオイル塗布装置 ２０９ 搬送ロ―ラヒータ ２１０ サーミスタ ２１１ サーミスタ ２１２ 芯金 ２１３ ヒータ ２１４ 制御装置 ２１５ 付加型シリコンゴム層 ２１６ 付加型シリコンゴム層 ２１７ ＨＶＴ（高温加硫型）シリコンゴム層 ２１８ 芯金 ５０１，５０２，５０７，５０８，５０９，５１０ 固
定抵抗 ５０３，５０４ コンデンサ ５０５，５０６ サーミスタ ５０７，５０８ 固定抵抗 ５１１，５１２ 定着ヒートローラ ５１３，５１４ ＯＰアンプ（演算増幅器） ５１５ Ａ／Ｄ（アナログ・デジタル）変換器 ５１６ アドレスデコーダ ５１７ ＣＰＵ（中央演算処理装置） ５１８ Ｉ／Ｏ（入出力）ポート ５１９ ヒータ制御回路、 ５２０，５２１ 定電流モードと定電圧モードを切り替
え可能な電源回路 ６０１ サーミスタと固定抵抗に定電流モードで電圧を
印加したときの特性 ６０２ サーミスタと固定抵抗に定電圧モードで電圧を
印加したときの特性

Claims (10)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 感光体上の静電画像をトナー画像に現像
   し、該トナー画像を記録媒体上に転写して、それを永久
   画像とするための熱定着を行なう電子写真式の画像形成
   装置において、 前記記録媒体上のトナーを永久画像とするための熱定着
   を行う可動部である定着部材と、 前記定着部材を前記トナーが熱定着可能な所定温度にま
   で加熱する発熱体と、 前記発熱体によって加熱された前記定着部材に接して該
   定着部材上の温度により抵抗値が変化する温度検知素子
   と、 前記温度検知素子と直列接続された既知の値の固定抵抗
   と、 前記温度検知素子と前記固定抵抗の両端に一定電圧を印
   加する定電圧電源部と、 前記温度検知素子と前記固定抵抗の両端に一定電流を供
   給する定電流電源部と、 前記温度検知素子が検知した出力を電気信号の温度デー
   タに変換する温度検出手段と、 前記温度検出手段により検出された前記温度データを所
   定値と比較する温度比較手段と、 該温度比較手段により比較した結果、前記温度データが
   前記所定値よりも低い場合は前記定電流電源部を選択使
   用し、前記温度データが前記所定値よりも高い場合は前
   記定電圧電源部を選択使用するように、前記温度検知素
   子と前記固定抵抗の両端に給電する電源部を切り替える
   電源部切替手段と、 前記温度検出手段の前記温度データに応じて前記定着部
   材の前記発熱体の発熱量を制御する発熱量制御手段とを
   具備したことを特徴とする画像形成装置の定着装置。
2. 【請求項２】 感光体上の静電画像をトナー画像に現像
   し、該トナー画像を記録媒体上に転写して、それを永久
   画像とするための熱定着を行なう電子写真式の画像形成
   装置において、 前記記録媒体上のトナーを永久画像とするための熱定着
   を行う可動部である定着部材と、 前記定着部材を前記トナーが熱定着可能な所定温度にま
   で加熱する発熱体と、 前記発熱体によって加熱された前記定着部材に接して該
   定着部材上の温度により抵抗値が変化する温度検知素子
   と、 前記温度検知素子と直列接続された既知の値の固定抵抗
   と、 前記温度検知素子と前記固定抵抗の両端に給電する一定
   電圧を印加することと、一定電流を供給することを切り
   替え可能な電源部と、 前記温度検知素子が検知した出力を電気信号の温度デー
   タに変換する温度検出手段と、 前記温度検出手段により検出された前記温度データを所
   定値と比較する温度比較手段と、 前記定電圧／定電流切替可能な前記電源部に対し前記温
   度比較手段により比較した結果、前記温度データが前記
   所定値よりも低い場合は定電流モードを選択・使用し、
   前記温度データが前記所定値よりも高い場合は定電圧モ
   ードを選択・使用する定電流／定電圧モード選択手段
   と、 前記温度検出手段の前記温度データに応じて前記定着部
   材の前記発熱体の発熱量を制御する発熱量制御手段とを
   具備したことを特徴とする画像形成装置の定着装置。
3. 【請求項３】 前記温度比較手段による比較結果、前記
   温度データが前記所定値よりも高い第２の所定値を超え
   た場合、異常信号を発生する異常信号生成手段と、 該異常信号生成手段によって異常信号が出力された場
   合、前記発熱量制御手段によって前記発熱体に加える電
   力を切断する電力切断手段とを有す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の定着装置。
4. 【請求項４】 定着装置の温度調整動作が開始する初期
   温度が、所定時間後に所定温度に達しない場合にエラー
   信号を発生する手段をさらに有することを特徴とする請
   求項１ないし３のいずれかに記載の画像形成装置の定着
   装置。
5. 【請求項５】 感光体上の静電画像をトナー画像に現像
   し、該トナー画像を記録媒体上に転写して、それを永久
   画像とするための熱定着を行なう電子写真式の画像形成
   装置の定着制御方法において、 回転する可動部である定着ヒートローラに当接して該定
   着ヒートローラの温度によって抵抗値の変化するサーミ
   スタと該サーミスタに直列に接続された既知の値の固定
   抵抗との両端に、所定の温度以下の低温時には定電流モ
   ードで電圧を印加し、前記所定の温度を超えた高温時に
   は定電圧モードで電圧を印加する第１のステップと、 前記サーミスタと前記固定抵抗との抵抗分圧比によって
   決まる電圧値を前記定着ヒートローラの温度データとし
   て検出する第２のステップと、 該第２のステップで検出された前記温度データを所定値
   と比較する第３のステップと、 前記温度データに応じて前記定着ヒートローラの発熱体
   の発熱量を制御する第４のステップとを有し、 前記第３のステップでの比較結果、前記温度データが前
   記所定値よりも低い場合は前記第１のステップの前記定
   電流モードを選択使用し、前記温度データが前記所定値
   よりも高い場合は前記第１のステップの前記定電圧電源
   モードを選択使用するように、前記サーミスタと前記固
   定抵抗の両端に給電する電源を切り替えることを特徴と
   する画像形成装置の定着制御方法。
6. 【請求項６】 前記第３のステップでの比較結果、前記
   温度データが前記所定値よりも高い第２の所定値を超え
   た場合、異常信号を発生する異常信号生成ステップと、 該異常信号生成ステップによって異常信号が出力された
   場合、前記第４のステップで前記発熱体に加える電力を
   切断する電力切断ステップとを有することを特徴とする
   請求項５に記載の画像形成装置の定着制御方法。
7. 【請求項７】 定着装置の温度調整動作が開始する初期
   温度が、所定時間後に所定温度に達しない場合にエラー
   信号を発生するステップをさらに有することを特徴とす
   る請求項５または６に記載の画像形成装置の定着制御方
   法。
8. 【請求項８】 感光体上の静電画像をトナー画像に現像
   し、該トナー画像を記録媒体上に転写して、それを永久
   画像とするための熱定着をコンピュータによって行なう
   ための電子写真式の画像形成装置の定着制御プログラム
   を記録した記録媒体であって、該制御プログラムはコン
   ピュータに、 回転する可動部である定着ヒートローラに当接して該定
   着ヒートローラの温度によって抵抗値の変化するサーミ
   スタと該サーミスタに直列に接続された既知の値の固定
   抵抗との両端に、所定の温度以下の低温時には定電流モ
   ードで電圧を印加させ、前記所定の温度を超えた高温時
   には定電圧モードで電圧を印加させ、 前記サーミスタと前記固定抵抗との抵抗分圧比によって
   決まる電圧値を前記定着ヒートローラの温度データとし
   て検出させ、 前記温度データを所定値と比較させ、 前記比較結果、前記温度データが前記所定値よりも低い
   場合は前記定電流モードを選択使用させ、前記温度デー
   タが前記所定値よりも高い場合は前記定電圧電源モード
   を選択使用させるように、前記サーミスタと前記固定抵
   抗の両端に給電させ、 前記温度データに応じて前記定着ヒートローラの発熱体
   の発熱量を制御させることを特徴とする画像形成装置の
   定着制御プログラムを記録した記録媒体。
9. 【請求項９】 前記記録媒体はコンピュータに、 前記比較結果、前記温度データが前記所定値よりも高い
   第２の所定値を超えた場合、異常信号を発生させ、 該異常信号の発生の場合、前記発熱体に加える電力を切
   断させることを特徴とする請求項８に記載の記録媒体。
10. 【請求項１０】 前記記録媒体はコンピュータに、 定着装置の温度調整動作が開始する初期温度が、所定時
    間後に所定温度に達しない場合にエラー信号を発生させ
    ることを特徴とする請求項８または９に記載の記録媒
    体。