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発明の名称 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
発行国 日本国特許庁(JP)
公報種別 公開特許公報(A)
公開番号 特開平11−174895
公開日 平成11年(1999)7月2日
出願番号 特願平9−341371
出願日 平成9年(1997)12月11日
代理人 【弁理士】
【氏名又は名称】谷 義一 (外1名)
発明者 齋藤 哲史
要約 目的


構成
特許請求の範囲
【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。
【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。
【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。
【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。
【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。
【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。
【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。
【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。
【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。
【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。
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、308、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、304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。317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303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311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,4m,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,bk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24y,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5f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217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60mm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215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20b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20b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210、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(604)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、501,502,507,508,509,510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505(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520(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(502)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503(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513(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(CH2)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、CPU517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(STEP702)。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(STEP704)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(STEP709)。
【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20b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518のP3、P4を“H”にして、電源回路520、521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(STEP806)、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(STEP807)、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(STEP814)。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。




 

 


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