JPH09319255A

JPH09319255A - 定着装置の制御方法

Info

Publication number: JPH09319255A
Application number: JP23027896A
Authority: JP
Inventors: Masahiko Kamijo; 昌彦上條
Original assignee: Ricoh Co Ltd
Current assignee: Ricoh Co Ltd
Priority date: 1996-03-29
Filing date: 1996-08-30
Publication date: 1997-12-12

Abstract

(57)【要約】【課題】昇温時の定着装置の温度が如何なるときで
も、加熱温度のオーバーシュートや定着不良を起こさな
い加熱制御をする。【解決手段】制御手段は加熱ヒータにより定着装置を
加熱する(Ｓ１)。定着装置の現在温度を常に測定する
(Ｓ２)。測定した現在温度とその一つ前の現在温度とか
ら昇温勾配を算出する(Ｓ３)。予め測定により求めたサ
ーミスタ出力の遅れの補正値を格納する補正テーブルか
ら、測定した現在温度と算出した昇温勾配から補正値を
選択する(Ｓ４)。選択した補正値によりサーミスタ出力
の補正を行う(Ｓ５)。補正されたサーミスタ出力により
加熱ヒータのオン／オフ制御を行う(Ｓ６)。昇温勾配に
よって異なるサーミスタ出力の遅れの補正を行い、確実
かつ最適な加熱制御を行う。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、複写機、ファクシ
ミリ、プリンタ等の画像形成装置の定着装置に適用さ
れ、加熱ヒータを制御する定着装置の制御方法に関する
ものである。

【０００２】

【従来の技術】従来の画像形成装置は、例えば複写機に
おいて、感光体に形成した静電潜像にトナーを転移付着
して現像し、このトナー像を用紙に転写したのち、定着
装置により加熱定着させるようにしている。この定着装
置の熱ローラと圧ローラ間にトナー像を転写した用紙を
通過させトナーを加熱定着させるため、定着装置が所定
の定着可能温度に達している必要がある。このことか
ら、電源を投入すれば定着装置の温度は略定着可能温度
に維持されていたが、昨今の省エネルギー事情から待機
時は定着装置温度を定着可能温度よりかなり低いところ
に設定した機器が増加している。そして、機器の使用時
に定着可能温度とするため加熱ヒータの制御が行われて
いる。

【０００３】画像形成装置に用いられるこの種の定着装
置の温度制御において、特にサーミスタを温度検知素子
として用いた温度制御には、サーミスタ出力の遅れによ
り昇温時にオーバーシュートが発生する。この昇温時の
オーバーシュートを抑える手段として、昇温時にサーミ
スタ出力の遅れを見込んでおいて、定着可能温度に達す
る前に加熱ヒータなどの熱源をオフする手段がとられて
きた。

【０００４】図６は従来の加熱ヒータの制御による温度
変化を示す図で、Ｔeは定着可能温度、teは定着可能温
度となる時間、Ａは時間teからの遅れ時間である。サー
ミスタを温度検知素子として用いた温度制御において、
サーミスタの温度−抵抗特性によれば、任意に決めた温
度のサーミスタ出力を得るまでには遅れが生じることに
なる。このために定着装置の加熱ヒータによる昇温時に
おいて、定着装置の温度が定着可能温度Ｔeを超えたと
ころまで昇温してしまうことになる。そして、図６の破
線に示すようなオーバーシュートが発生することにな
る。これを抑えるために、サーミスタ出力の遅れ分を見
込んで図６の実線に示すような制御が行われ、定着可能
温度Ｔeよりも低い温度で加熱ヒータをオフしている。

【０００５】さらに、図７はサーミスタ出力を用いて一
定の温度(定着可能温度)に加熱制御したときの温度変化
を示す図である。この加熱制御を行ったときのサーミス
タ出力の遅れにより、実際の温度変化において、定着装
置の現在温度が下がり始めているにもかかわらず、サー
ミスタ出力により昇温中と検知され、加熱ヒータのオフ
状態が過多となって、温度変化はアンダシュートＴdが
大きくなってしまう。また逆の場合も同様で、加熱ヒー
タのオン状態が過多となりオーバーシュートＴoが大き
くなる。

【０００６】通常の定着動作を行うために定着可能温度
に達するまでや、通紙による温度変動に対して、所定時
間が経過した場合、あるいは温度を測定して設定温度と
の比較により、加熱ヒータをオン／オフする間欠制御が
行われている。この定着装置の温度制御装置は特開平７
−114289号公報にも開示されている。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな構成の画像形成装置は、電源の投入により定着装置
の温度は略定着可能温度に維持されていたので、昇温開
始時の温度の影響は電源投入時のみであまり考慮しない
でもよかったが、省エネルギー事情により、待機時の定
着装置の温度を定着可能温度よりかなり低いところに設
定し、機器の使用時に定着可能温度とするための加熱ヒ
ータの制御がおこなわれる。

【０００８】さらにサーミスタ出力の遅れは昇温勾配に
より異なるため、サーミスタ出力の遅れ分を見込んだ制
御の設定値が、昇温勾配のきつい、つまり昇温開始時の
定着装置の温度が低い場合の設定値(図６に示す実線の
制御)であるときに、昇温開始時の定着装置の温度がそ
れより高い場合、図６の一点鎖線に示すように定着可能
温度に達するまでの時間が遅れて時間Ａだけ長くなる。
この間に用紙が定着装置を通過すると定着可能温度に達
していないため定着不良を引き起こすという問題があっ
た。

【０００９】本発明は、前記従来技術の問題を解決する
ものであり、昇温時の定着装置の温度が如何なるときで
も、加熱温度のオーバーシュートや定着不良を起こさな
い定着装置の制御方法を提供することを目的とする。

【００１０】

【課題を解決するための手段】この目的を達成するため
に、本発明に係る定着装置の制御方法は、温度検知素子
としてサーミスタと、予め測定により補正値を求めた補
正テーブルと、補正値を選択し加熱ヒータを制御する制
御手段と、定着装置を加熱する加熱ヒータとを有する構
成により制御することを特徴とする。

【００１１】また、温度検知素子としてサーミスタと、
予め測定により差分制御値を求めた差分テーブルと、差
分制御値を選択し加熱ヒータを制御する制御手段と、定
着装置を加熱する加熱ヒータとを有する構成により制御
するものである。

【００１２】前記のような構成により、昇温時に測定さ
れた現在温度から昇温勾配を算出し、補正テーブルから
現在温度と昇温勾配により補正値を選択し、サーミスタ
出力の遅れを補正して、加熱ヒータを制御することがで
きる。

【００１３】また、昇温時に測定された現在温度から昇
温勾配を算出し、差分テーブルから現在温度と昇温勾配
により差分制御値を選択し、その差分制御値により加熱
ヒータを制御することができる。

【００１４】

【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明にお
ける実施の形態１を詳細に説明する。図１は本発明の実
施の形態１における定着装置の加熱ヒータの制御を行う
電気的な構成を示すブロック図である。図１において、
１は定着装置の温度検知素子でその出力により加熱制御
するサーミスタ、２は、予め測定により求めた補正値を
集めた補正テーブルを備え、その補正値によりサーミス
タ出力の遅れの補正を行う制御手段、３は制御手段２の
補正された出力により定着装置を加熱する加熱手段の加
熱ヒータである。また、図２は本実施の形態１における
定着装置の加熱ヒータの制御動作を示すフローチャート
である。図３はサーミスタの温度−抵抗特性を示す図で
ある。

【００１５】以上のように構成される本実施の形態１に
おける定着装置の加熱制御について、図１および図２の
フローチャートを用いて説明する。定着装置は、電源投
入や定着命令等により加熱ヒータ３がオンされて、待機
時の初期設定温度や定着動作を行う定着可能温度となる
ように加熱制御されることになるが、ここでは定着可能
温度に昇温されるまでを例とする。

【００１６】まず、定着命令が入力されると制御手段２
により加熱ヒータ３がオンとなり定着装置が加熱される
(Ｓ１)。定着装置の現在温度を常に測定し、その測定値
を制御手段２に送る(Ｓ２)。測定した現在温度と一つ前
に測定された現在温度とから昇温勾配を算出する(Ｓ
３)。予め測定により求めたサーミスタ出力の遅れの補
正値をテーブル化した下記(表１)に示す補正テーブルか
ら、昇温勾配δと現在温度Ｔからサーミスタ出力の遅れ
を示す補正値αを選択する(Ｓ４)。制御手段２は選択し
た補正値αにより、サーミスタの温度−抵抗特性からサ
ーミスタ出力の補正を行う。すなわち、昇温勾配δと現
在温度Ｔの補正値αにより図３に示すように、サーミス
タ出力はＲ＋α´に補正される(Ｓ５)。その補正された
サーミスタ出力により加熱ヒータ３のオン／オフ制御を
行う(Ｓ６)。

【００１７】

【表１】

【００１８】以上のことから、昇温勾配によって異なる
サーミスタ出力の遅れの補正をするため、常に測定され
る現在温度より昇温勾配を算出して、サーミスタ出力の
遅れの補正値をテーブル化した補正テーブルから、測定
した現在温度と算出した昇温勾配により補正値を選択す
る。そして、選択した補正値からサーミスタ出力を補正
し、その補正した出力に応じて加熱ヒータのオン／オフ
による加熱制御をすることができる。

【００１９】次に、図４は本発明の実施の形態２におけ
る加熱ヒータの差分制御による温度変化を示す図であ
る。また、図５は本実施の形態２における定着装置の加
熱ヒータの制御動作を示すフローチャートである。本実
施の形態２の定着装置の加熱制御について、図４および
図５のフローチャートを用いて説明する。ここでは前記
実施の形態１と同様に定着可能温度に昇温し、さらに定
着可能温度を維持する加熱制御を例とする。

【００２０】定着命令が入力されると制御手段により加
熱ヒータがオンとなり定着装置が加熱される(Ｓ10)。定
着装置の現在温度を常に測定し、その測定値を制御手段
に送る(Ｓ11)。測定した現在温度と一つ前に測定された
現在温度とから昇温勾配を算出する(Ｓ12)。予め測定に
より求めた差分制御を行うための差分制御値をテーブル
化した下記(表２)に示す差分テーブルから、昇温勾配と
現在温度が示す差分制御値を選択する(Ｓ13)。制御手段
は選択した差分制御値の示すオン／オフの比率により、
加熱ヒータのオン／オフ制御を行う(Ｓ14)。

【００２１】

【表２】

【００２２】また、本実施の形態２の差分制御は、目標
とする定着可能温度になるまで、あるいは定着可能温度
を維持する制御において、定着装置の現在温度と算出さ
れた昇温勾配によって最適な加熱ヒータのオン／オフの
比率を求め加熱制御するものである。

【００２３】加熱ヒータのオン／オフの比率の設定は、
加熱ヒータの消費電力や入力電圧、定着装置の構成(ロ
ーラの大きさ、厚み等)による発熱量等により異なるた
め、予め実験的に測定して求めたものをテーブル化し
て、前記(表２)に示すような差分制御値の差分テーブル
を構成する。

【００２４】例えば、予め測定により求めた差分制御値
の差分テーブルを用いて、その選択した差分制御値によ
り、現在の温度が目標である定着可能温度に対して差が
あり、昇温勾配が小さければ加熱ヒータのオンの比率を
大きくし、また逆に目標の定着可能温度近傍で、昇温勾
配が大きければ、加熱ヒータのオフの比率を大きくして
加熱制御するものである。

【００２５】この制御方法によれば、定着装置の温度変
化に対してより細かく対応することができ、加熱制御に
おける温度変化のリップルを低減することができる。

【００２６】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
予め測定により求めた補正値を有する補正テーブル、ま
た予め測定により求めた差分制御値を有する差分テーブ
ルを用いることにより、確実かつ最適な状態の加熱制御
を行うことができ、定着装置の加熱温度のオーバーシュ
ート，アンダシュート、温度変化のリップル、加熱不足
による定着不良を防ぐことができるという効果を奏す
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態１における定着装置の加熱
ヒータの制御を行う電気的な構成を示すブロック図であ
る。

【図２】本実施の形態１における定着装置の加熱ヒータ
の制御動作を示すフローチャートである。

【図３】サーミスタの温度−抵抗特性を示す図である。

【図４】本発明の実施の形態２における加熱ヒータの差
分制御による温度変化を示す図である。

【図５】本実施の形態２における定着装置の加熱ヒータ
の制御動作を示すフローチャートである。

【図６】従来の加熱ヒータの制御による温度変化を示す
図である。

【図７】サーミスタ出力を用いて一定の温度(定着可能
温度)に加熱制御したときの温度変化を示す図である。

【符号の説明】

１…サーミスタ、２…制御手段、３…加熱ヒータ。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】温度検知素子としてサーミスタを用いる
定着装置において、昇温時に測定された現在温度から昇
温勾配を算出し、予め測定により求めた補正値を有する
補正テーブルから前記現在温度と前記昇温勾配により補
正値を選択して、前記サーミスタ出力の遅れを補正し、
加熱ヒータを制御することを特徴とする定着装置の制御
方法。
【請求項２】温度検知素子としてサーミスタを用いる
定着装置において、昇温時に測定された現在温度から昇
温勾配を算出し、予め測定により求めた差分制御値を有
する差分テーブルから前記現在温度と前記昇温勾配によ
り差分制御値を選択して、該差分制御値により加熱ヒー
タを制御することを特徴とする定着装置の制御方法。