JPH112992A - 定着温度制御方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 定着ローラの通紙部に設けた温度センサ表面
の汚れによる検知ずれに影響される事なく、定着ローラ
の熱量、抵抗値等や電源特性を考慮して定着ローラを所
定温度に制御でき、かつ、高温オフセットを防止できる
定着温度制御方法を提供することにある。 【解決手段】 定着ローラ１０１の通紙部にサーミスタ
１０５を設け、定着ローラ１０１の非通紙部にサーミス
タ１０６を設け、サーミスタ１０５、１０６からの検出
結果に基づき定着ローラ１０１の加熱制御する定着温度
制御方法で、初期のウォームアップに際してサーミスタ
１０６からの検出結果が中間温度に到達する時間と初期
のウォームアップに際してサーミスタ１０５からの検出
結果が中間温度に到達する時間との時間差をメモリに格
納し、画像形成回数が増すにつれて時間差ΔＴｍが変化
した場合に制御温度を変更する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、転写材に付着して
いる未定着トナーを加熱溶融して定着する熱ローラ方式
の定着温度制御方法に関に関する。

【０００２】

【従来の技術】熱ローラ方式の定着装置は、熱源を有す
る定着ローラと、これに圧接する加圧ローラと、定着ロ
ーラに接するクリーニング部材と、定着ローラに接する
サーミスタを備え、未定着トナーを担持した転写材が定
着ローラと加圧ローラのニップ部に通紙され、未定着ロ
ーラが加熱溶融されて転写材に定着される。一方、転写
材に定着されることなく定着ローラに付着したトナーが
クリーニング部材により除去される。また、サーミスタ
はクリーニングされた定着ローラの表面温度を測定し、
その測定結果に基づいて熱源の制御を行う。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、転写材
に定着されることなく定着ローラに付着したトナーや転
写紙の紙粉等は、前述のクリーニング動作で完全に除去
できるわけでなく、除去できずにクリーニング部材の接
触部を通過したトナーや紙粉等の一部がサーミスタの検
出部に付着して堆積して、画像形成回数が増すとサーミ
スタの熱応答性が低下し、検知ずれが生じる。そのた
め、定着ローラの実際の表面温度が制御温度に比べて高
くなってしまう不具合がある。従って、定期点検時に、
サーミスタの検出部に付着、堆積したトナーや紙粉等を
清掃、除去あるいは交換等を行い、サーミスタの検知ず
れを定期的に解消している。

【０００４】図１３は定期点検終了直後のサーミスタの
検出出力と定着ローラの表面温度の推移を示したグラフ
である。

【０００５】図１３（ａ）は定期点検終了直後のサーミ
スタの検出出力推移を示すグラフである。図１３（ａ）
に示すグラフは縦軸に電圧〔ｖ〕をとり、横軸に時間
〔ｓｅｃ〕をとってある。実線は定着ローラの通紙部に
設けたメインサーミスタからの検出出力を示したもので
あり、一点鎖線は定着ローラの非通紙部に設けたサブサ
ーミスタからの検出出力を示してある。サーミスタは温
度によって抵抗値が変動するためにグラフに示すような
特性となっている。時刻Ｔ₁はウォームアップ終了時刻
を示しており、かかる時刻Ｔ₁でメインサーミスタから
の出力電圧はＶｍａｉｎ１となっている。また、サブサ
ーミスタからの出力電圧は定着ローラの通紙部と非通紙
部（ローラ端部）とで温度上昇率が異なるため（通紙部
温度上昇率＞非通紙部温度上昇率）、温度Ｔｍａｉｎ１
に相当する電圧Ｖｍａｉｎ１よりも大きい電圧Ｖｓｕｂ
１となっている。

【０００６】図１３（ｂ）は定期点検終了直後の定着ロ
ーラの実際の表面温度を示すグラフである。図１３
（ｂ）に示すグラフは縦軸に温度〔℃〕をとり、横軸に
時間〔ｓｅｃ〕をとってある。実線は定着ローラの通紙
部における実際の表面温度を示したものであり、一点鎖
線は定着ローラの非通紙部における実際の表面温度を示
してある。定着ローラの通紙部における実際の表面温度
は時刻Ｔ₁でＴｍａｉｎ１に達しているが、定着ローラ
の非通紙部における実際の表面温度は時刻Ｔ₁でＴｍａ
ｉｎ１より低く、時間経過と共に表面温度Ｔｍａｉｎ１
に向かって昇温していることが分かる。これは時刻Ｔ₁
では定着ローラ端部で温度低下が生じていても、時間経
過とともにローラ表面温度がＴｍａｉｎ１に収束するた
めである。

【０００７】図１３（ｃ）は定期点検直前のサーミスタ
の検出出力推移を示すグラフである。図１３（ｃ）に示
すグラフは縦軸に電圧〔ｖ〕をとり、横軸に時間〔ｓｅ
ｃ〕をとってある。実線は定着ローラの通紙部に設けた
メインサーミスタからの検出出力を示したものであり、
一点鎖線は定着ローラの非通紙部に設けたサブサーミス
タからの検出出力を示してある。時刻Ｔ₂はウォームア
ップ終了時刻を示しており、かかる時刻でメインサーミ
スタからの出力電圧はＶｍａｉｎ１となっている。ま
た、時刻Ｔ₂のサブサーミスタからの出力電圧Ｖｓｕｂ
２は、図１３（ａ）に比較してメインサーミスタからの
出力電圧との差が小さくなっている。また、時刻Ｔ₂は
時刻Ｔ₁より遅くなっている。これは定期点検前にウォ
ーミングアップ期間が延長していることを意味する。こ
れらはメインサーミスタの検知部にトナーや紙粉等が付
着して熱応答性が低下し、検知ずれが生じたためであ
る。

【０００８】図１３（ｄ）は定期点検直前の定着ローラ
の実際の表面温度を示すグラフである。図１３（ｄ）に
示すグラフは縦軸に温度〔℃〕をとり、横軸に時間〔ｓ
ｅｃ〕をとってある。実線は定着ローラの通紙部におけ
る実際の表面温度を示したものであり、一点鎖線は定着
ローラの非通紙部における実際の表面温度を示してあ
る。定着ローラの通紙部における実際の表面温度は時刻
Ｔ₂で本来の制御温度であるＴｍａｉｎ１より高いＴｍ
ａｉｎ２に達している。また、定着ローラの非通紙部に
おける時刻Ｔ₂での実際の表面温度も時刻Ｔ₁で到達する
Ｔｓｕｂ１より高いＴｓｕｂ２に達している。また、時
間経過と共にＴｍａｉｎ２に向かって昇温していること
が分かる。

【０００９】従って、図１３（ａ）〜図１３（ｄ）に示
したグラフから、メイン温度センサの検知部にトナー、
紙粉等が付着すれば、定着温度制御が正確にできない。

【００１０】前述のウォームアップ完了時のメインサー
ミスタとサブサーミスタの検知温度差はメインスイッチ
オン前の定着ローラの温度状態に影響を受け、また前記
定着ローラの温度状態は通紙時の転写材サイズ及び通紙
枚数等に応じて変化する。具体的には、大サイズの転写
材で連続して画像形成すれば、定着ローラの両端部から
の放熱が増加するため、定着ローラの非通紙部の表面温
度が定着ローラの通紙部における表面温度よりも低い状
態となる。一方、ハガキ等に代表される小サイズで連続
して画像形成すれば、定着ローラの通紙部の放熱が増加
し、それにともない定着ローラが加熱制御されるため
に、定着ローラの非通紙部の表面温度が定着ローラの通
紙部における表面温度よりも高い状態となる。このよう
な状態で、メインスイッチがオフされた場合、定着ロー
ラが十分冷えれば、ウォームアップ後の通紙部と非通紙
部との温度差に影響を及ぼさないが、定着ローラが十分
冷えていない状態で、再びウォームアップを行うと、ウ
ォームアップ後の通紙部と非通紙部との温度差に影響を
及ぼすことになる。

【００１１】一方、発熱抵抗体ローラの一例としてセラ
ミックベース上に耐熱抵抗発熱パターンを焼き付けた発
熱導体を形成し、該発熱導体をセラミックベース及び耐
熱ゴム層とで被覆した定着ローラが提案されている（特
開昭５４−３０８４１号公報、同５６−１３８７６６号
公報参照）。さらに、定着ローラの表層または表層近傍
に層状の発熱部を有する定着ローラが提案されている
（特開平３−８０２７９号公報）。抵抗発熱体は例えば
熱伝導性の良好なアルミナ等のセラミック体中に発熱導
体を埋設した構成としてあるため、ロール全面にわたっ
て温度分布を均一とすることができ、かつ、発熱抵抗体
はロール表面に近い部位に配置されていること、およ
び、従来の輻射熱により加熱する場合に比べて熱効率が
良いことから、従来の輻射熱により加熱する場合に比較
して、温度上昇率が極めて大きいので、定着可能温度に
達するまでのウォームアップ時間を短縮することができ
る。

【００１２】反面、前述してあるように発熱抵抗体は温
度上昇率が極めて大きいため、コピー期間又はアイドリ
ング期間に万一異常が生じたときに短時間で異常高温に
達っしてしまうという技術的課題がある。

【００１３】本発明の第１の目的は、上記に鑑み、定着
ローラの通紙部に設けた温度センサ表面の汚れによる検
知ずれに影響される事なく、定着ローラを所定温度に制
御でき、かつ、高温オフセットを防止できる定着温度制
御方法を提供することにある。

【００１４】本発明の第２の目的は、上記に鑑み、定着
ローラの通紙部に設けた温度センサ表面の汚れによる検
知ずれに影響される事なく、定着ローラの熱量、抵抗値
等や電源特性を考慮して温度上昇率の異なる定着ローラ
に対しても、定着ローラを所定温度に制御でき、かつ、
高温オフセットを防止できる定着温度制御方法を提供す
ることにある。

【００１５】本発明の第３の目的は、上記に鑑み、定着
温度センサの汚れを報知できる定着温度制御方法を提供
することにある。

【００１６】

【課題を解決するための手段】上記目的は、以下の構成
によって達成される。

【００１７】（１）定着ローラの通紙部にメイン温度セ
ンサを設け、前記定着ローラの非通紙部にサブ温度セン
サを設け、当該サブ温度センサ及び前記メイン温度セン
サからの検出結果に基づき前記定着ローラの加熱制御す
る定着温度制御方法であって、定期点検後の初期のウォ
ームアップに際して前記サブ温度センサからの検出結果
が中間温度に到達する時間と、定期点検後の初期のウォ
ームアップに際して前記メイン温度センサからの検出結
果が中間温度に到達する時間との時間差をメモリに格納
し、画像形成回数が増すにつれて前記時間差が変化した
場合に制御温度を変更することを特徴とする定着温度制
御方法。

【００１８】（２）定着ローラの通紙部にメイン温度セ
ンサを設け、前記定着ローラの非通紙部にサブ温度セン
サを設け、当該サブ温度センサ及び前記メイン温度セン
サからの検出結果に基づき前記定着ローラの加熱制御す
る定着温度制御方法であって、定期点検後の初期のウォ
ームアップに際して前記サブ温度センサからの検出結果
が中間温度に到達する時間と、定期点検後の初期のウォ
ームアップに際して前記メイン温度センサからの検出結
果が中間温度に到達する時間との時間差をメモリに格納
し、画像形成回数が増すにつれて前記時間差が変化した
場合に、中間温度付近の温度上昇率を測定し、当該温度
上昇率と前記時間差の変化分とから以下の式に基づいて
制御温度を変更することを特徴とする定着温度制御方
法。

【００１９】定着制御温度＝（初期制御温度）−（ΔＴ
Ｏ−ΔＴｍ）×ΔＴｅｍｐ ΔＴＯ：非通紙部の中間温度までの到達時間と通紙部の
中間温度までの到達時間との初期の時間差 ΔＴｍ：非通紙部の中間温度までの到達時間と通紙部の
中間温度までの到達時間との定期点検後の初期の時間差 ΔＴｅｍｐ：通紙部の中間温度付近における現在の温度
上昇率 （３）メインスイッチオン直後の前記サブ温度センサ又
は前記メイン温度センサからの検出温度が所定温度以上
の場合に不揮発性メモリに格納してある前回の制御温度
で加熱制御することを特徴とする（１）又は（２）に記
載の定着温度制御方法。

【００２０】（４）定着ローラの通紙部にメイン温度セ
ンサを設け、前記定着ローラの非通紙部にサブ温度セン
サを設け、当該サブ温度センサ及び前記メイン温度セン
サからの検出結果に基づき前記定着ローラの加熱制御す
る定着温度制御方法であって、定期点検後の初期のウォ
ームアップに際して前記サブ温度センサからの検出結果
が中間温度に到達する時間と定期点検後の初期のウォー
ムアップに際して前記メイン温度センサからの検出結果
が中間温度に到達する時間との時間差をメモリに格納
し、画像形成回数が増すにつれて前記時間差が変化した
場合に制御温度を変更し、前記時間差が所定時間差にな
れば前記メイン温度センサの汚れ異常を報知することを
特徴とする定着温度制御方法。

【００２１】

【発明の実施の形態】

（実施の形態１）本実施の形態における定着装置の概略
構成を図１を参照して説明する。

【００２２】図１は本実施の形態における熱ローラ定着
方式の定着装置の概略構成図であり、図１（ａ）は本実
施の形態における熱ローラ定着方式の定着装置の概略断
面図を示しており、図１（ｂ）は温度検知手段の設置場
所を示した斜視図である。

【００２３】本実施の形態の定着装置は、熱ローラ定着
方式によるものであり、トナー像が転写された転写材に
熱を伝達する定着ローラ１０１と定着ローラ１０１に熱
を供給するヒータ１０２と定着ローラ１０１に転写材を
押圧しながら圧着ローラ１０３と定着ローラ１０１表面
にオイルの塗布する塗布フェルト１０４と定着ローラ１
０１の温度検知するサーミスタ１０５，１０６と塗布フ
ェルト１０４により塗布されたオイルの余剰分をかきと
る定着ブレード１０７と転写材を定着ローラ１０１から
分離するための定着爪１０８とサーミスタ１０５，１０
６の検知温度を入力してヒータ１０２の通電制御及び定
着ローラ１０１の回転制御を行うＣＰＵ５とからなる。

【００２４】ヒータ１０２は発熱抵抗体の一例としてセ
ラミック基台に抵抗発熱体を印刷したセラミックヒータ
であり、定着ローラ１０１全面にわたって温度分布を均
一とすることができ、かつ、セラミックヒータはハロゲ
ンランプ等に比して発熱導体がロール表面に近い部位に
配置してあることから、従来の輻射熱により加熱する場
合に比較して、温度立ち上がり時間が極めて短いので、
定着可能温度に達するまでのウォームアップ時間を短縮
することができる。

【００２５】サーミスタ１０５，１０６は接触型のもの
であり、サーミスタ１０５は、定着ローラ１０１のほぼ
中央付近であって通紙部に配置してあり、サーミスタ１
０５は請求項にいうメイン温度センサに相当するもので
あり、サーミスタ１０６は定着ローラ１０１の端で非通
紙部（図に向かって左側）に配置してあり、サーミスタ
１０６は請求項に言うサブ温度センサに相当する。サー
ミスタ１０５，１０６は、検知温度に対して抵抗値が変
化する特性を有する。サーミスタの検知温度は予め準備
してある特性に基づき抵抗値を換算することによって得
られる。

【００２６】本実施の形態の定着温度制御装置の概略構
成について図２を参照して説明する。

【００２７】図２は本実施の形態における定着温度制御
回路のブロック図である。

【００２８】本実施の形態の定着温度制御回路は、ヒー
タ１０２とトライアック２と商用交流電源３とＣＰＵ５
とトライアック駆動回路６とからなり、ＣＰＵ５の給電
指示信号によってヒータ１０２をオン／オフ制御回路で
ある。

【００２９】ヒータユニット１は定着ローラ１０１とヒ
ータ１０２とサーミスタ１０５，１０６等をまとめたも
のであり、ヒータ１０２は前述のようにセラミック基台
に抵抗発熱体を印刷したセラミックヒータである。サー
ミスタ１０５，１０６は定着ローラ１０１の表側に固定
され取り付けられており、定着ローラ１０１の温度状態
を検出する。サーミスタ１０５，１０６は定着ローラ１
０１に対して電気的に独立して配線しており、ヒータ１
０２は二つのコネクタで配線してある。温度検出回路
（図示せず）は、ヒータ１０２の温度変化に応じて抵抗
値が変化するサーミスタ１０５，１０６に固定抵抗（図
示せず）を直列接続して、その分圧された電位を検出し
てＣＰＵ５に送出している。

【００３０】なお、本実施の形態ではヒータ１０２がセ
ラミックヒータとして説明するが、これに限定されるも
のでなく、ハロゲンランプであってもよい。

【００３１】ヒータユニット１にはトライアック２を介
して商用交流電源３を接続してある。トライアック２は
ヒータ１０２への給電の実行と停止をスイッチングする
ものであり、スイッチングの際に発生するノイズを除去
するスパークキラー（図示せず）を設けてある。

【００３２】ＣＰＵ５は、温度検出回路からの出力電圧
を参照しながら、サーミスタ１０５，１０６での検出温
度が制御温度よりも低ければ、給電信号をオンし、サー
ミスタでの検出温度が制御温度よりも高ければ、給電信
号をオフするものである。

【００３３】ＩＰ２はＡ／Ｄ入力ポートであり、入力さ
れたアナログ電圧を内部でデジタル値に変換して読み事
ができる。ＣＰＵ５は内蔵メモリにサーミスタ出力を温
度換算したデータを書き込んである。従って、ＣＰＵ５
は、Ａ／Ｄ入力ポートＩＰ２の値と内蔵メモリのデータ
を比較することにより、定着ローラ１０１の温度を精度
良く検出することができる。なお、ＣＰＵ５は外付けの
不揮発ＲＡＭ（図示せず）を備えている。

【００３４】ＯＰ１は出力ポートである。ヒータ１０２
のオン／オフの最小単位は商用交流電源３が５０Ｈｚな
ら１０ｍｓとなり、商用交流電源３が６０Ｈｚなら８ｍ
ｓとなる。

【００３５】トライアック駆動回路６は、ＣＰＵ５から
の給電信号に基づいてトライアック２をＯＮ／ＯＦＦ制
御するものである。

【００３６】次に本実施の形態の定着温度制御回路にお
ける制御動作について図９を参照して説明する。

【００３７】図９は本実施の形態の定着温度制御回路の
各部信号を示したタイムチャートである。

【００３８】商用交流電源３は、図９（ａ）に示すよう
に常に一定周期のｓｉｎ波で表される。先ず、電源投入
されると、ＣＰＵ５はウォームアップ状態に設定する。
これにより給電指示信号が図９（ｂ）に示すようにオン
され、図９（ｃ）に示すようにヒータ１０２に給電され
ると図９（ｄ）に示すようにヒータの表面温度を上昇さ
せる。この期間は「ウォームアップ状態」と呼ばれ、記
録動作のための前段階として位置づけられる記録動作の
準備期間となる。

【００３９】このウォームアップ状態を経て定着ローラ
１０１の表面温度が制御点温度に達すると、図９（ｂ）
に示すようにヒータへの給電はオフされ、図９（ｄ）に
示すように定着ローラ１０１の温度が再び制御点温度を
下回ると、図９（ｂ）に示すようにヒータへの給電をオ
ンして常に設定される一定温度にキープする。

【００４０】次に図３〜図８を参照して本実施の形態の
定着温度制御回路の詳細な動作を説明する。

【００４１】本制御プログラムは、タスク形式であり、
一つの独立した制御プログラムが複数集まった集合体で
構成してある。細分化された各プログラムを機能別にま
とめ一つのタスクを形成している。かかる幾つかのタス
クをモニタタスクコントロールと呼ばれるモニタプログ
ラムにより必要に応じて呼び出し、必要な量のプログラ
ムを実行し終了する。つまり、時間的に少しの量のプロ
グラム実行を一単位とし、複数のタスクを次々に処理す
る。従って、ミクロ的には一つのプログラム実行を行う
のであるが、マクロ的には、各タスクを並列処理してい
ることになる。

【００４２】図３は本実施の形態の定着装置を採用した
画像形成装置の制御動作を示すフローチャートである。

【００４３】電源が投入されると、ＣＰＵ５はイニシャ
ル処理を実行する（ステップ１）。これにより、メモリ
をリセットし、定着ローラ１０１の制御温度Ｔｃｏｎｔ
を不揮発ＲＡＭからロードし、駆動入出力系をリセット
する。

【００４４】ＣＰＵ５は中間温度到達時間測定タスクを
起動する（ステップ２）。

【００４５】ＣＰＵ５はＴｍａｉｎ≧Ｔｃｏｎｔである
か否かを確認する（ステップ３）。ここで、Ｔｍａｉｎ
はサーミスタ１０５からの検出結果を温度データに変換
したものであり、Ｔｃｏｎｔは現在の制御温度に相当す
る温度データである。ＣＰＵ５は、ステップ３でＴｍａ
ｉｎ≧Ｔｃｏｎｔであると判断すれば、ウォームアップ
を完了したと判断し、ＣＰＵ５はコピーボタンのオンを
確認する（ステップ４）。ＣＰＵ５はステップ４でコピ
ーボタンのオンを確認すれば、コピー処理を実行する
（ステップ５）。これにより、駆動モータのオン／オフ
制御や給紙のオン／オフ制御、帯電のオン／オフ制御、
現像バイアスのオン／オフ制御、転写／分離等のオン／
オフ制御、露光系の制御等がなされる。

【００４６】図４は中間温度到達時間測定タスクを示す
フローチャートである。

【００４７】ＣＰＵ５は図３に示すステップ２で中間温
度到達時間の測定タスクを起動すれば、タイマＴｍをリ
セットし、タイマＴｍのカウントタスクを起動する（ス
テップ２１）。

【００４８】図５はタイマＴｍのカウントタスクを示す
フローチャートである。

【００４９】ＣＰＵ５は図４でタイマＴｍのカウントタ
スクを起動すれば、ＣＰＵ５はタイマＴｍを＋１０だけ
インクリメントする（ステップ２１１）。これは本タス
クが１０ｍｓｅｃ毎に起動されるからである。

【００５０】ＣＰＵ５はＴｍａｉｎ≧１００℃かつＴｍ
＿ｍａｉｎフラグ＝０であるか否かを確認する（ステッ
プ２１２）。ＣＰＵ５は、ステップ２１２でＴｍａｉｎ
≧１００℃かつＴｍ＿ｍａｉｎフラグ＝０であると判断
すれば、Ｔｍ−ｍａｉｎにＴｍの内容を格納し、Ｔｍ＿
ｍａｉｎフラグ＝１にする（ステップ２１３）。

【００５１】ＣＰＵ５はＴｓｕｂ≧１００℃かつＴｍ＿
ｓｕｂフラグ＝０であるか否かを確認する（ステップ２
１４）。ＣＰＵ５は、ステップ２１４でＴｓｕｂ≧１０
０℃かつＴｍ＿ｓｕｂフラグ＝０でないと判断すれば、
ＣＰＵ５はＴｍ＿ｍａｉｎフラグ＝１かつ、Ｔｍ＿ｓｕ
ｂフラグ＝１であるか否かを確認する（ステップ２１
６）。ＣＰＵ５は、ステップ２１６でＴｍ＿ｍａｉｎフ
ラグ＝１かつ、Ｔｍ＿ｓｕｂフラグ＝１でないと判断す
れば、本タスクを終了する。

【００５２】再び、ＣＰＵ５は図３でタイマＴｍのカウ
ントタスクを起動すれば、ＣＰＵ５はタイマＴｍを＋１
０だけインクリメントする（ステップ２１１）。

【００５３】ＣＰＵ５はＴｍａｉｎ≧１００℃かつＴｍ
＿ｍａｉｎ＝０であるか否かを確認する（ステップ２１
２）。前回の処理でＴｍ＿ｍａｉｎフラグが１にしてあ
るので、ＣＰＵ５は、ステップ２１２でＴｍａｉｎ≧１
００℃かつＴｍ＿ｍａｉｎフラグ＝０でないと判断さ
れ、ＣＰＵ５はＴｓｕｂ≧１００℃かつＴｍ＿ｓｕｂフ
ラグ＝０であるか否かを確認する（ステップ２１４）。
ＣＰＵ５は、ステップ２１４でＴｓｕｂ≧１００℃かつ
Ｔｍ＿ｓｕｂ＝０であると判断すれば、ＣＰＵ５はＴｍ
＿ｓｕｂにＴｍの内容を格納し、Ｔｍ＿ｓｕｂフラグ＝
１にする（ステップ２１５）。ＣＰＵ５はＴｍ＿ｍａｉ
ｎフラグ＝１かつ、Ｔｍ＿ｓｕｂフラグ＝１であるか否
かを確認する（ステップ２１６）。ＣＰＵ５は、ステッ
プ２１６でＴｍ＿ｍａｉｎフラグ＝１かつ、Ｔｍ＿ｓｕ
ｂフラグ＝１であると判断すれば、タイマＴｍカウント
タスクの今後の起動を中止し、ΔＴｍにＴｍ＿ｓｕｂ−
Ｔｍ＿ｍａｉｎの値を格納し（ステップ２１７）、制御
温度の変更タスクを起動する（ステップ２１８）。

【００５４】前述した１００℃はウォームアップ中の中
間温度付近の温度であり、例えば９０℃であっても１１
０℃であってもよい。

【００５５】図６は制御温度の変更タスクを示すフロー
チャートである。

【００５６】ＣＰＵ５は図５に示すステップ２１８で制
御温度の変更タスクを起動すれば、定期点検終了後の最
初のコピーのウォームアップ中であるか否かを確認する
（ステップ１０１）。

【００５７】ＣＰＵ５は、ステップ１０１で定期点検終
了後の最初のコピーのウォームアップ中であると判断す
れば、定期点検後の初期の中間温度までの到達時間差Δ
ＴＯ＝Ｔｍ＿ｓｕｂ−Ｔｍ＿ｍａｉｎを求める（ステッ
プ１０２）。従って、ＣＰＵ５は、ステップ１０２で定
着ローラ１０１の通紙部の中間温度までの到達時間と定
着ローラ１０１の非通紙部の中間温度までの到達時間と
の初期の時間差ΔＴＯを求めたことになる。

【００５８】ＣＰＵ５はΔＴｍ≧ΔＴＯであるかを確認
する（ステップ１０３）。ここで、ＣＰＵ５はステップ
１０２を初めて通過することから、ΔＴｍ＝ΔＴＯとな
るので、ＣＰＵ５はステップ１０３でΔＴｍ≧ΔＴＯで
あると判断し、制御温度Ｔｃｏｎｔ＝２００℃とし（ス
テップ１０４）、Ｔｃｏｎｔの値２００℃に相当するデ
ータを不揮発ＲＡＭに格納し（ステップ１０５）、本タ
スクを終了する。

【００５９】再び、ＣＰＵ５は制御温度の変更タスクを
起動すれば、定期点検の終了後の最初のコピーであるか
否かを確認する（ステップ１０１）。前述してあるよう
に本タスクは２度目以降の起動であるので、ＣＰＵ５は
ステップ１０１で定期点検の終了後の最初のコピーでな
いと判断して、ＣＰＵ５はΔＴｍ≧ΔＴＯであるかを確
認する（ステップ１０３）。ＣＰＵ５はステップ１０３
でΔＴｍ＜ΔＴＯであると判断すれば、ΔＴＯ＞ΔＴｍ
≧３／４×ΔＴＯであるか否かを判断する（ステップ１
０６）。ＣＰＵ５は、ステップ１０６でΔＴＯ＞ΔＴｍ
≧３／４×ΔＴＯであると判断すれば、制御温度Ｔｃｏ
ｎｔ＝１９５℃とし（ステップ１０７）、Ｔｃｏｎｔの
値１９５℃に相当するデータを不揮発ＲＡＭに格納し
（ステップ１０５）、本タスクを終了する。

【００６０】一方、ＣＰＵ５はステップ１０６でΔＴＯ
＞ΔＴｍ≧３／４×ΔＴＯでないと判断すれば、３／４
×ΔＴＯ＞ΔＴｍ≧２／３×ΔＴＯであるか否かを判断
する（ステップ１０８）。ＣＰＵ５はステップ１０８で
３／４×ΔＴＯ＞ΔＴｍ≧２／３×ΔＴＯであると判断
すれば、制御温度Ｔｃｏｎｔ＝１９０℃とし（ステップ
１０９）、Ｔｃｏｎｔの値１９０℃に相当するデータを
不揮発ＲＡＭに格納し（ステップ１０５）、本タスクを
終了する。

【００６１】一方、ＣＰＵ５はステップ１０８で３／４
×ΔＴＯ＞ΔＴｍ≧２／３×ΔＴＯでないと判断すれ
ば、２／３×ΔＴＯ＞ΔＴｍ≧１／２×ΔＴＯであるか
否かを判断する（ステップ１１０）。ＣＰＵ５は、ステ
ップ１１０で２／３×ΔＴＯ＞ΔＴｍ≧１／２×ΔＴＯ
であると判断すれば、Ｔｃｏｎｔ＝１８５℃とし（ステ
ップ１１１）、制御温度Ｔｃｏｎｔの値１８５℃に相当
するデータを不揮発ＲＡＭに格納し（ステップ１０
５）、本タスクを終了する。

【００６２】一方、ＣＰＵ５はステップ１１０で２／３
×ΔＴＯ＞ΔＴｍ≧１／３×ΔＴＯでないと判断すれ
ば、１／２×ΔＴＯ＞ΔＴｍ≧１／３×ΔＴＯであるか
否かを判断する（ステップ１１２）。ＣＰＵ５は、ステ
ップ１１２で１／２×ΔＴＯ＞ΔＴｍ≧１／３×ΔＴＯ
であると判断すれば、制御温度Ｔｃｏｎｔ＝１８０℃と
し（ステップ１１３）、Ｔｃｏｎｔの値１８０℃に相当
するデータを不揮発ＲＡＭに格納し（ステップ１０
５）、本タスクを終了する。

【００６３】以上から本実施の形態によれば、サーミス
タ１０５の表面汚れによる検知ずれに影響されることな
く、定着ローラ１０１を所定温度に制御できる。

【００６４】また、ＣＰＵ５は、ステップ１１２で１／
２×ΔＴＯ＞ΔＴｍ≧１／３×ΔＴＯでないと判断すれ
ば、サーミスタ１０５表面の汚れの厚みが約０．３ｍｍ
以上と判断し、異常表示をして機械を停止する。これに
より、サーミスタ１０５の汚れを報知できる。

【００６５】図７は定着温度制御処理タスクを示すフロ
ーチャートである。

【００６６】定着温度制御処理タスクはモニタプログラ
ムにより３５０ｍｓｅｃ毎に呼び出されて起動される。

【００６７】定着温度制御処理タスクが起動されると、
ＣＰＵ５は通紙部（画像部）のサーミスタ１０５の検出
結果から定着ローラ１０１の通紙部の温度に換算したデ
ータをＴｍａｉｎに格納し、ＣＰＵ５はサーミスタ１０
６の検出結果から定着ローラ１０１の非通紙部の温度に
換算したデータをＴｓｕｂに格納する（ステップ１
１）。ここで、Ｔｍａｉｎに格納されるデータは定着ウ
ォームアップ初期温度を含むリアルタイムに読み込まれ
たデータであり、Ｔｓｕｂに格納されるデータは定着ウ
ォームアップ初期温度を含むリアルタイムに読み込まれ
たデータである。

【００６８】ＣＰＵ５はＴｍａｉｎ≧Ｔｃｏｎｔである
か否かを確認する（ステップ１２）。ＣＰＵ５は、ステ
ップ１２でＴｍａｉｎ≧Ｔｃｏｎｔであると判断すれ
ば、定着ローラ１０１が制御温度以上と判断し、ヒータ
１０２をオフする（ステップ１３）。

【００６９】一方、ＣＰＵ５は、ステップ１２でＴｍａ
ｉｎ＜Ｔｃｏｎｔであると判断すれば、定着ローラ１０
１の表面温度が制御温度未満と判断してヒータ１０２を
オンする（ステップ１４）。

【００７０】このように本実施の形態によれば、定期点
検直前でメインサーミスタの検知部に付着したトナーや
紙粉等による検知ずれに影響されることなく、定着ロー
ラ１０１の実温度を所定温度（約２００℃）に維持する
ことができ、ウォームアップ時間を延長させることもな
い。従って、定着ローラ１０１の実温度を所定温度に制
御でき、高オフセットを防止でき、安全性も高くでき
る。

【００７１】（実施の形態２）本実施の形態は、前述し
た実施の形態１とほぼ同様の装置構成で、かつ同様の回
路構成であるので、同一構成については同一符号を付し
て詳細な説明を省略する。本実施の形態の定着温度制御
回路の動作は、図８に示す中間温度到達時間測定タスク
のみ異なるので図８を参照して説明する。

【００７２】図８は中間温度到達時間測定タスクを示す
フローチャートである。

【００７３】ＣＰＵ５は図３に示すステップ２で中間温
度到達時間の測定タスクを起動すれば、Ｔｍａｉｎ＜５
０℃かつ、Ｔｓｕｂ＜５０℃であるか否かを確認する
（ステップ２２１）。ＣＰＵ５は、ステップ２２１でＴ
ｍａｉｎ＜５０℃かつ、Ｔｓｕｂ＜５０℃であると判断
すれば、タイマＴｍをリセットし、タイマＴｍのカウン
トタスクを起動する（ステップ２１）。

【００７４】一方、ＣＰＵ５は、ステップ２２１でＴｍ
ａｉｎ＜５０℃かつ、Ｔｓｕｂ＜５０℃でないと判断す
れば、制御温度の変更タスクを起動せず（ステップ２２
３）、本タスクを終了する。

【００７５】以上から本実施の形態によれば、メインス
イッチがオフされた場合、定着ローラが十分冷えれば、
ウォームアップ後の通紙部と非通紙部との温度差に影響
を及ぼさないが、定着ローラが十分冷えていない状態
で、再びウォームアップを行うと、ウォームアップ後の
通紙部と非通紙部との温度差に影響を及ぼすにも拘わら
ず、サーミスタ１０５の表面汚れによる検知ずれに影響
されることなく、定着ローラ１０１の実温度を所定温度
に制御できる。

【００７６】（実施の形態３）本実施の形態は、前述し
た実施の形態１とほぼ同様の装置構成で、かつ同様の回
路構成であるので、同一構成については同一符号を付し
て詳細な説明を省略する。本実施の形態の定着温度制御
回路の動作は、実施の形態１と異なるので、図１０〜図
１２を参照して説明する。なお、画像形成装置の制御動
作、中間温度到達時間測定タスクは図３〜図５を参照し
て説明してあるので省略する。

【００７７】図１０はタイマＴｍのカウントタスクを示
すフローチャートである。

【００７８】ＣＰＵ５は図４でタイマＴｍのカウントタ
スクを起動すれば、ＣＰＵ５はタイマＴｍを＋１０だけ
インクリメントする（ステップ２１１）。これは本タス
クが１０ｍｓｅｃ毎に起動されるからである。

【００７９】ＣＰＵ５はＴｍａｉｎ≧１００℃かつＴｍ
＿ｍａｉｎフラグ＝０であるか否かを確認する（ステッ
プ２１２）。ＣＰＵ５は、ステップ２１２でＴｍａｉｎ
≧１００℃かつＴｍ＿ｍａｉｎフラグ＝０であると判断
すれば、Ｔｍ−ｍａｉｎにＴｍの内容を格納し、Ｔｍ＿
ｍａｉｎフラグ＝１し（ステップ２１３）、定着温度上
昇率の計測タスクを起動する（ステップ２３０）。

【００８０】ＣＰＵ５はＴｓｕｂ≧１００℃かつＴｍ＿
ｓｕｂフラグ＝０であるか否かを確認する（ステップ２
１４）。ＣＰＵ５は、ステップ２１４でＴｓｕｂ＝１０
０℃かつＴｍ＿ｓｕｂ＝０でないと判断する。ＣＰＵ５
はＴｍ＿ｍａｉｎフラグ＝１かつ、Ｔｍ＿ｓｕｂフラグ
＝１であるか否かを確認する（ステップ２１６）。ＣＰ
Ｕ５は、ステップ２１６でＴｍ＿ｍａｉｎフラグ＝１か
つ、Ｔｍ＿ｓｕｂフラグ＝１でないと判断すれば、本タ
スクを終了する。

【００８１】再び、ＣＰＵ５は図３でタイマＴｍのカウ
ントタスクを起動すれば、ＣＰＵ５はタイマＴｍを＋１
０だけインクリメントする（ステップ２１１）。

【００８２】ＣＰＵ５はＴｍａｉｎ≧１００℃かつＴｍ
＿ｍａｉｎフラグ＝０であるか否かを確認する（ステッ
プ２１２）。前回の処理でＴｍ＿ｍａｉｎフラグが１に
してあるので、ＣＰＵ５は、ステップ２１２でＴｍａｉ
ｎ≧１００℃かつＴｍ＿ｍａｉｎフラグ＝０でないと判
断され、ＣＰＵ５はＴｓｕｂ≧１００℃かつＴｍ＿ｓｕ
ｂフラグ＝０であるか否かを確認する（ステップ２１
４）。ＣＰＵ５は、ステップ２１４でＴｓｕｂ≧１００
℃かつＴｍ＿ｓｕｂフラグ＝０であると判断すれば、Ｃ
ＰＵ５はＴｍ＿ｓｕｂにＴｍの内容を格納し、Ｔｍ＿ｓ
ｕｂフラグ＝１にする（ステップ２１５）。ＣＰＵ５は
Ｔｍ＿ｍａｉｎフラグ＝１かつ、Ｔｍ＿ｓｕｂフラグ＝
１であるか否かを確認する（ステップ２１６）。ＣＰＵ
５は、ステップ２１６でＴｍ＿ｍａｉｎフラグ＝１か
つ、Ｔｍ＿ｓｕｂフラグ＝１であると判断すれば、タイ
マＴｍカウントタスクの今後の起動を中止し、ΔＴｍに
Ｔｍ＿ｓｕｂ−Ｔｍ＿ｍａｉｎの値を格納し（ステップ
２１７）、制御温度の変更タスクを起動する（ステップ
２１８）。

【００８３】図１１は温度上昇率測定タスクを示すフロ
ーチャートである。

【００８４】温度上昇率測定タスクはウォームアップ中
にモニタプログラムによって呼び出されて実行するタス
クである。

【００８５】ＣＰＵ５は、図１０に示すステップ２３０
で温度上昇率測定タスクを起動すると、サーミスタ１０
５の検出結果を参照してレジスタＴＯにヒータ１０２の
温度をセットする（ステップ２３１）。ＣＰＵ５は、内
蔵してあるタイマＪをスタートする（ステップ２３
２）。Ｊ１は予め設定してある値であり、例えば３ｓｅ
ｃである。ＣＰＵ５はタイマＪの値がＪ１になるまで、
ウエイト状態となり、ステップ２３３でタイマＪの値が
Ｊ１と等しくなったと判断すれば、サーミスタ１０５の
検出結果を参照してレジスタＴ１にヒータ１０２の温度
をセットする（ステップ２３４）。

【００８６】ＣＰＵ５は、（Ｔ１−Ｔ０）／Ｊ１を算出
して温度上昇率を求める（ステップ２３５）。かかる温
度上昇率が不揮発性メモリに格納される。

【００８７】図１２は制御温度の変更タスクを示すフロ
ーチャートである。

【００８８】ＣＰＵ５は図１０に示すステップ２１８で
制御温度の変更タスクを起動すれば、定期点検の終了後
の最初のコピーのウォームアップ中であるか否かを確認
する（ステップ２０１）。

【００８９】ＣＰＵ５は、ステップ２０１で定期点検の
終了後の最初のコピーのウォームアップ中であると判断
すれば、定期点検後の初期の中間温度までの到達時間差
ΔＴＯ＝Ｔｍ＿ｓｕｂ−Ｔｍ＿ｍａｉｎを求める（ステ
ップ２０２）。従って、ＣＰＵ５は、ステップ２０２で
定着ローラ１０１の通紙部の中間温度までの到達時間と
定着ローラ１０１の非通紙部の中間温度までの到達時間
との初期の時間差ΔＴＯを求めたことになる。

【００９０】ＣＰＵ５はΔＴｍ＜１／３×ΔＴＯである
かを確認する（ステップ２０３）。ここで、ＣＰＵ５は
ステップ２０２を初めて通過することから、ΔＴｍ＝Δ
ＴＯとなるので、ＣＰＵ５はステップ１０３でΔＴｍ≧
１／３×ΔＴＯであると判断し、制御温度Ｔｃｏｎｔ
に、（初期制御温度）−（ΔＴＯ−ΔＴｍ）×ΔＴｅｍ
ｐの演算結果に相当するデータを格納し（ステップ２０
５）、Ｔｃｏｎｔの内容を不揮発ＲＡＭに格納して（ス
テップ２０６）本タスクを終了する。ここで、ΔＴＯは
通紙部の中間温度までの到達時間と非通紙部の中間温度
までの到達時間との初期の時間差であり、ΔＴｍは通紙
部の中間温度までの到達時間と非通紙部の中間温度まで
の到達時間との現在の時間差であり、ΔＴｅｍｐは通紙
部の中間温度付近における現在の温度上昇率であり、初
期制御温度は例えば２００℃である。

【００９１】以上から本実施の形態によれば、サーミス
タ１０５の表面汚れによる検知ずれに影響されることな
く、さらに定着ローラ１０１の熱容量、抵抗値や電源特
性等を考慮した定着ローラ１０１の温度制御が行える。

【００９２】一方、ＣＰＵ５は、ステップ２０３でΔＴ
ｍ＜１／３×ΔＴＯであると判断すれば、サーミスタ１
０５表面に汚れの厚みが約０．３ｍｍ以上と判断し、異
常表示をして機械を停止する。本タスクを終了する。こ
れにより、サーミスタ１０５の汚れを報知でき、かつ、
高温オフセットも未然に防止できる。

【００９３】さらに、定期点検直前でメインサーミスタ
の検知部に付着したトナー、紙粉等による検知ずれに影
響されることなく、ウォームアップ時間を延長させるこ
ともない。従って、定期点検直前まで制御温度のずれが
ないため、高オフセットを防止でき、安全性も高くでき
る。

【００９４】なお、上述してある本実施の形態では発熱
抵抗体の例としてセラミックヒータを用いて定着ローラ
として説明してあるが、これに限定するものでなく、図
１４に示すような定着ローラであってもよい。図１４は
本実施の形態において定着ローラ他の例を示す断面図で
ある。

【００９５】２１は金属製の芯金であり、２２は絶縁体
層であり、２３はエポキシ系プライマを伴って嵌着した
後に焼成した抵抗発熱体層であり、２４は離型材料とし
てのＰＦＡチューブである（特開平３−８０２７９号公
報参照）。

【００９６】さらにハロゲンランプをヒータとする定着
ローラであってもよい。

【００９７】

【発明の効果】請求項１〜請求項３に記載の発明は、上
記構成を備えることにより、定着ローラの通紙部に設け
た温度センサ表面の汚れによる検知ずれに影響される事
なく、定着ローラを所定温度に制御でき、かつ、ウォー
ムアップ時間の延長もないので、定着温度制御や安全性
の面で優れる。また、温度上昇率の測定により定着ロー
ラの熱容量、抵抗値や電源特性を考慮して、定着ローラ
を所定温度に制御でき、かつ、定期点検の直前までウォ
ームアップ時間の延長もないので、安全性も優れる。

【００９８】請求項４に記載の発明は、上記構成を備え
ることにより、定着温度センサの汚れを報知できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本実施の形態における熱ローラ定着方式の定着
装置の概略構成図である。

【図２】本実施の形態における定着温度制御回路のブロ
ック図である。

【図３】本実施の形態の定着装置を採用した画像形成装
置の制御動作を示すフローチャートである。

【図４】中間温度到達時間測定タスクを示すフローチャ
ートである。

【図５】タイマＴｍのカウントタスクを示すフローチャ
ートである。

【図６】制御温度の変更タスクを示すフローチャートで
ある。

【図７】定着温度制御処理タスクを示すフローチャート
である。

【図８】中間温度到達時間測定タスクを示すフローチャ
ートである。

【図９】本実施の形態の定着温度制御回路の各部信号を
示したタイムチャートである。

【図１０】タイマＴｍのカウントタスクを示すフローチ
ャートである。

【図１１】温度上昇率測定タスクを示すフローチャート
である。

【図１２】制御温度の変更タスクを示すフローチャート
である。

【図１３】定期点検終了直後のサーミスタの検出出力と
定着ローラの表面温度との関係を示したグラフである。

【図１４】本実施の形態において定着ローラ他の例を示
す断面図である。

【符号の説明】

５ ＣＰＵ １０１ 定着ローラ １０２ ヒータ １０３ 圧着ローラ １０５，１０６ サーミスタ

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 定着ローラの通紙部にメイン温度センサ
   を設け、前記定着ローラの非通紙部にサブ温度センサを
   設け、当該サブ温度センサ及び前記メイン温度センサか
   らの検出結果に基づき前記定着ローラの加熱制御する定
   着温度制御方法において、定期点検後の初期のウォーム
   アップに際して前記サブ温度センサからの検出結果が中
   間温度に到達する時間と、定期点検後の初期のウォーム
   アップに際して前記メイン温度センサからの検出結果が
   中間温度に到達する時間との時間差をメモリに格納し、
   画像形成回数が増すにつれて前記時間差が変化した場合
   に制御温度を変更することを特徴とする定着温度制御方
   法。
2. 【請求項２】 定着ローラの通紙部にメイン温度センサ
   を設け、前記定着ローラの非通紙部にサブ温度センサを
   設け、当該サブ温度センサ及び前記メイン温度センサか
   らの検出結果に基づき前記定着ローラの加熱制御する定
   着温度制御方法において、定期点検後の初期のウォーム
   アップに際して前記サブ温度センサからの検出結果が中
   間温度に到達する時間と、定期点検後の初期のウォーム
   アップに際して前記メイン温度センサからの検出結果が
   中間温度に到達する時間との時間差をメモリに格納し、
   画像形成回数が増すにつれて前記時間差が変化した場合
   に、ウォームアップ中の中間温度付近の温度上昇率を測
   定し、当該温度上昇率と前記時間差の変化分とから以下
   の式に基づいて制御温度を変更することを特徴とする定
   着温度制御方法。 定着制御温度＝（初期制御温度）−（ΔＴＯ−ΔＴｍ）
   ×ΔＴｅｍｐ ΔＴＯ：非通紙部の中間温度までの到達時間と通紙部の
   中間温度までの到達時間との定期点検後の初期の時間差 ΔＴｍ：非通紙部の中間温度までの到達時間と通紙部の
   中間温度までの到達時間との現在の時間差 ΔＴｅｍｐ：通紙部の中間温度付近における現在の温度
   上昇率
3. 【請求項３】 メインスイッチオン直後の前記サブ温度
   センサ又は前記メイン温度センサからの検出温度が所定
   温度以上の場合に不揮発性メモリに格納してある前回の
   制御温度で加熱制御することを特徴とする請求項１又は
   請求項２に記載の定着温度制御方法。
4. 【請求項４】 定着ローラの通紙部にメイン温度センサ
   を設け、前記定着ローラの非通紙部にサブ温度センサを
   設け、当該サブ温度センサ及び前記メイン温度センサか
   らの検出結果に基づき前記定着ローラの加熱制御する定
   着温度制御方法において、定期点検後の初期のウォーム
   アップに際して前記サブ温度センサからの検出結果が中
   間温度に到達する時間と定期点検後の初期のウォームア
   ップに際して前記メイン温度センサからの検出結果が中
   間温度に到達する時間との時間差をメモリに格納し、画
   像形成回数が増すにつれて前記時間差が変化した場合に
   制御温度を変更し、前記時間差が所定時間差になれば前
   記メイン温度センサの汚れ異常を報知することを特徴と
   する定着温度制御方法。