(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
加熱式の定着ローラと、前記定着ローラからの熱を検知する検知センサと、前記検知センサの雰囲気温度を検知する補償センサとからなる非接触センサと、前記非接触センサから得られる値を用いて予め定められた演算を行う演算部と、を有し、
前記演算部は、前記補償センサで検知した値に応じて予め決められた係数を備えた一次の演算式により、前記補償センサで検知した値と前記検知センサで検知した値とから定着ローラの温度を算出して制御することを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
前記演算部は、前記算出された定着ローラの温度と実際の定着ローラの温度との誤差を前記補償センサで検知した温度に対応して記憶し、前記算出された定着ローラの温度に前記誤差を加算して定着ローラの温度を制御することを特徴とする請求項１記載の画像形成装置。
【請求項３】
前記演算式が、前記補償センサで検知した値を補償電圧とし、前記検知センサで検知した値を検知電圧とし、前記補償センサで検知した値に応じた前記係数をａ−ｄとしたとき、次の演算式
温度＝（ａ×補償電圧−ｂ）×検知電圧＋（ｃ×補償電圧＋ｄ）
であることを特徴とする請求項１又は２記載の画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、加熱式の定着ローラと、該定着ローラの温度を制御する制御部を備えた画像形成装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
デジタル複写機、レーザービームプリンタ等の画像形成装置には、転写紙に、転写した画像を定着させるための定着ユニットがある。
【０００３】
図４は定着ユニットの構成を示す図である。定着ユニット４１には、定着ローラ４２、加圧ローラ４３、非接触センサ４４があり、定着ローラ４２の中心部分には定着ヒータ４５がある。
【０００４】
転写紙４６の上面４６ａには、トナーによって画像が形成されており、定着ヒータによって加熱された定着ローラ４２に、加圧ローラ４３によって転写紙４６が押しつけられてトナーが転写紙４６に定着する。
【０００５】
図５は非接触センサ４４の構成を示す図である。非接触センサ４４には、定着ローラ４２の温度を検出する検知センサ４４ａと、検知センサ４４ａの温度を検出する補償センサ４４ｂで構成されている。これらのセンサは共にサーミスタを使用している。図示しない制御部は、非接触センサ４４で検出した温度が、ある特定の設定温度になるように、定着ヒータ４５のＯＮ、ＯＦＦを制御する。
【０００６】
検知センサ４４ａひとつだけでは、雰囲気温度も一緒に検知してしまい、定着ローラの正確な温度が検出できない。そこで、非接触センサ４４に、検知センサ４４ａの雰囲気温度を検知する補償センサ４４ｂを設け、検知センサ４４ａが検知した値と補償センサ４４ｂが検知した値との関連によって、定着ローラ４２の正確な温度を検知するようになっている。
【０００７】
図６は、検知センサ４４ａと補償センサ４４ｂの値から定着ローラ４２の温度を求めるための換算テーブルの一例である。図６では説明の都合上、一部省略してある。「補償出力（Ｖ）」欄は補償センサ４４ｂが検知した値で、「ローラ温度（℃）」欄が定着ローラ４２の温度、そして「検知出力（Ｖ）」欄は検知センサ４４ａが検知した値を示している。各センサはサーミスタであるので、実際に検知するのは電圧である。「補償温度（℃）」は、補償センサ４４ｂが検知した電圧に対応する雰囲気温度を示している。補償センサ４４ｂが４．１１Ｖを検知した場合、補償温度は５０℃、すなわち非接触センサ４４の周辺温度が５０℃になっていることが分かる。
【０００８】
このような特性のある非接触センサ４４において、補償センサ４４ｂが検知した値が４．１１（５０℃）を示し、検知センサ４４ａが３．８９を示していた場合は、次のようにして定着ローラ４２の温度がわかる。まず、図６の「補償出力（Ｖ）」欄から、４．１１を探す。該当する行を右に見ていき、３．８９のあるマスの「ローラ温度（℃）」欄を見ると１８０となっている。つまり、この場合、定着ローラの温度は１８０℃になっている。
【０００９】
特開平７−７７８９２は、制御装置に搭載されたメモリの中に用意した換算テーブルを用いて、定着ローラの温度制御を行っている。図６の換算テーブルでは、ローラ温度は２０℃単位、補償温度は５℃単位でないと定着ローラの温度を求めることができないが、１℃又はそれ以下の単位の換算テーブルを使用すれば、きめ細かい温度制御が可能である。
【００１０】
しかし、きめ細かい温度制御をしようとすると、換算テーブルが大きくなり、それだけ検索に時間がかかるようになる。また、検知した値が、換算テーブルにないと、定着ローラの温度を知ることができない等の問題がある。
【００１１】
そのような問題を解決したものに、特開平１０−３１３９０がある。
特開平１０−３１３９０は、検知出力をT０とし、補償温度である自己温度出力をT１として、T０とT１を用いた演算式を使用して定着ローラの温度制御を行うものである。この演算式は、図６のような換算テーブルをひとつの式で表したものである。この演算式を使用すれば、換算テーブルを用いずに定着ローラの温度を求めることができ、温度制御にかかる負担を小さくすることができる。
【００１２】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、換算テーブルをひとつの演算式で表したために、演算式中にT０及びT１の累乗の項が含まれてしまい、演算そのものが複雑なものになっている。そのため計算に時間がかかるという問題がある。
【００１３】
本発明は、補償センサが検知した温度によって、異なる演算式を使い分けて、簡単な式で温度制御ができる画像形成装置を提供することを目的とする。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために本発明の画像形成装置は、加熱式の定着ローラと、前記定着ローラからの熱を検知する検知センサと、前記検知センサの雰囲気温度を検知する補償センサとからなる非接触センサと、前記非接触センサから得られる値を用いて予め定められた演算を行う演算部と、を有し、前記演算部は、前記補償センサで検知した値に応じて予め決められた係数を備えた一次の演算式により、前記補償センサで検知した値と前記検知センサで検知した値とから定着ローラの温度を算出して制御することを特徴としている。
【００１５】
さらに、前記演算部は、前記算出された定着ローラの温度と実際の定着ローラの温度との誤差を前記補償センサで検知した温度に対応して記憶し、前記算出された定着ローラの温度に前記誤差を加算して定着ローラの温度を制御する構成としたり、前記演算式が、前記補償センサで検知した値を補償電圧とし、前記検知センサで検知した値を検知電圧とし、前記補償センサで検知した値に応じた前記係数をａ−ｄとしたとき、次の演算式
温度＝（ａ×補償電圧−ｂ）×検知電圧＋（ｃ×補償電圧＋ｄ）
である構成としても良い。
【００１６】
【発明の実施の形態】
次に本発明の画像形成装置を、図面を基に説明する。
図１は、本発明の画像形成装置の、定着ユニットと制御部のシステム構成を示す図である。定着ユニット１１は、非接触センサ１２と定着ヒータ１３から構成されている。定着ユニット１１は、図４で示した定着ユニット４１と同じものであり、定着ヒータ１３と非接触センサ１２の他に図示しない定着ローラと加圧ローラがある。非接触センサ１２には図示しない検知センサと補償センサがある。これらは、図５で示した検知センサ４４ａと補償センサ４４ｂと同じものである。それぞれのセンサが検知した電圧は、制御部１４にあるＡ／Ｄ変換器１５によって、０から１０２３までのディジタル数値へ変換される。変換されたディジタル数値は、演算部１６で検知温度と補償温度として演算式に投入され、定着ローラの温度が算出される。定着駆動回路１７は、制御部１４からの指示によって、定着ヒータ１３のＯＮ，ＯＦＦを制御する回路である。
【００１７】
図２は、制御部１４が行う温度制御を示すフローチャートである。制御部１４はまず、非接触センサ１２から補償温度と検知温度を受け取る（Ｓ０１，Ｓ０２）。これは補償センサと検知センサが検知した電圧を、Ａ／Ｄ変換器１５によって、ディジタル数値に変換されたものである。次にこの数値を使用して定着ローラの温度を演算する（Ｓ０３）。演算して得られた温度が設定温度以下かどうか調べ（Ｓ０４）、設定温度以下であれば、定着駆動回路１７を通して定着ヒータ１３をＯＮにする（Ｓ０５）。設定温度より定着ローラの温度が高ければ、定着ヒータ１３をＯＦＦにする（Ｓ０６）。そして、再び非接触センサ１２が検知した温度を受け取る（Ｓ０１，Ｓ０２）。この繰り返しによって温度制御を行う。
【００１８】
Ｓ０３で定着ローラの温度を演算するための演算式は、温度（℃）＝（ａ補償電圧−ｂ）検知電圧＋（ｃ補償電圧＋ｄ）である。
【００１９】
これらのうち、「温度（℃）」は、定着ローラの表面温度を示し、「補償電圧」と「検知電圧」はそれぞれ、補償センサ、検知センサが検知した電圧を、Ａ／Ｄ変換器１５によって変換されたディジタル数値である。また、ａからｄは係数であり、補償温度によって値が違ってくる。
【００２０】
演算式は、図６の換算テーブルを補償温度によって複数の区分に分け、区分毎に係数が決められ、図１の演算部１６に格納されている。つまり係数の値が違う演算式が複数あることになる。補償センサで検知した補償温度によって、使用する演算式を決定し、その演算式を使用して定着ローラの表面温度を算出する。
上記のような簡単な演算式を使用することによって、補償温度や検知温度の累乗の計算がなくなり、演算速度が向上する。
【００２１】
しかし、上記の演算式によっても、実際の定着ローラの表面温度と、演算式によって演算された表面温度の間に、数℃の誤差が発生することがある。図３は演算で求めた表面温度と実際の表面温度との誤差を示した表である。説明の都合上一部省略してある。「補償温度」欄の２５から１３０までの数値は補償温度を示し、「制御温度」欄の１００から２００までの数値は演算式で求めた表面温度を示す。
【００２２】
例えば、補償温度が２５℃で制御温度が１８０℃である場合、実際の定着ローラの表面温度は１７３℃であったことを示している。この場合、計算上は設定温度になっているのだが、実際の定着ローラの温度は設定温度にまで上がっていないので、トナーが定着しないようなことが起こり得る。
【００２３】
このような問題を防止するためには、設定温度に、定着ローラの実際の温度との誤差を加えて温度制御を行えばよい。つまり、補償温度が２５℃の時に、定着ローラの表面温度を１８０℃に保ちたいとした場合には、設定温度を１８０℃とするのではなく、演算結果と実際の温度との誤差である７℃を足した、１８７℃にする。また、設定温度が同じ１８０℃であっても、補償温度が７５℃の場合は、１℃低い１７９℃で制御を行う。この補償温度毎の誤差は予め、演算部１６に格納されている。
【００２４】
【発明の効果】
以上のように、本発明の画像形成装置によれば、加熱式の定着ローラと、前記定着ローラからの熱を検知する検知センサと前記検知センサの雰囲気温度を検知する補償センサとからなる非接触センサと、を有し前記演算部は、前記補償センサで検知した値に応じて予め決められた係数を備えた一次の演算式により、前記補償センサで検知した値と前記検知センサで検知した値とから定着ローラの温度を算出して制御する構成としたことで、累乗の演算を排除でき演算速度が向上する。
【００２５】
定着ローラの算出された温度と実際の表面温度との誤差を求めて前記算出された定着ローラの温度に加算して定着ローラの温度を制御すれば、より正確な温度制御を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明の画像形成装置の、定着ユニットと制御部のシステム構成を示す図である。
【図２】  制御部が行う温度制御を示すフローチャートである。
【図３】  演算で求めた表面温度と実際の表面温度との誤差を示した表である。
【図４】  定着ユニットの構成図である。
【図５】  非接触センサの構成図である。
【図６】  検知センサと補償センサの値から定着ローラの温度を求める換算テーブルを示す図である。
【符号の説明】
１６            演算部
１２，４４      非接触センサ
４２            定着ローラ
４４ａ          検知センサ
４４ｂ          補償センサ
【図１】
0003797198.tif 000002
【図２】
0003797198.tif 000003
【図３】
0003797198.tif 000004
【図４】
0003797198.tif 000005
【図５】
0003797198.tif 000006
【図６】
0003797198.tif 000007