JP4042493B2

JP4042493B2 - Image forming apparatus

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Publication number: JP4042493B2
Application number: JP2002235199A
Authority: JP
Inventors: 克典岡部; 政広藤丸
Original assignee: Murata Machinery Ltd
Current assignee: Murata Machinery Ltd
Priority date: 2002-08-12
Filing date: 2002-08-12
Publication date: 2008-02-06
Anticipated expiration: 2022-08-12
Also published as: JP2004077618A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、定着装置に加熱ローラを備える画像形成装置に関し、特に、定着装置の周囲温度の変化に対応して目標定着温度を変更する技術に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、熱ローラ定着式の定着装置には、ハロゲンランプ等の熱源を備えた加熱ローラと、該加熱ローラの金属表面の温度を検出するサーミスタとが備えられている。
そして、サーミスタにより検出される加熱ローラの表面温度が、目標定着温度（例えば１８０°Ｃ）を維持するように、ハロゲンランプのオン／オフ制御を行っている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
加熱ローラによる用紙へのトナーの定着性は、加熱ローラの表面温度と、定着装置の周囲温度とによって、変化するものである。周囲温度が通常よりも高い場合には、目標定着温度を下げても定着性が維持される。
ところが現状では、周囲温度に対応して目標定着温度を変更する制御は行われておらず、目標定着温度は固定としている。このため、用紙に加えられる熱量が過多となって、カールが発生するなどの不具合が発生することがある。あるいは、定着装置を備える画像形成装置が冷温環境にあって、固定の目標定着温度では加熱量が不足して、定着性を損なうことがある。
一方、周囲温度を検出するための検出手段を、前記サーミスタと別途設けるとすると、コストアップに繋がる。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
本発明の解決しようとする課題は以上の如くであり、次に該課題を解決するための手段を説明する。
即ち、請求項１においては、
定着装置に加熱ローラを備え、目標定着温度で加熱ローラを等温度制御する画像形成装置であって、目標定着温度を変更可能とする目標温度設定部と、定着装置の周囲温度の高低を判断する周囲温度判断手段とを備え、
周囲温度判断手段を、加熱ローラ表面の温度が目標定着温度で等温度制御されるようになった後で、加熱ローラ表面の時間経過に伴う温度勾配を所定時間モニターする温度勾配モニター部と、温度勾配プラスの延べ時間（もしくは温度勾配のマイナス延べ時間）を算出する算出部と、で構成し、
周囲温度判断手段は、算出された温度勾配プラスの延べ時間（もしくは温度勾配マイナス延べ時間）と設定延べ時間域とを比較して周囲温度の高低を判断し、
目標温度設定部は、周囲温度判断手段が設定温度域よりも周囲温度が高いと判断すると、周囲温度判断手段が周囲温度の高低を判断した際の目標定着温度よりも低い目標定着温度に変更し、周囲温度判断手段が前記温度域よりも周囲温度が低いと判断すると、周囲温度判断手段が周囲温度の高低を判断した際の目標定着温度よりも高い目標定着温度に変更するように制御する。
【０００５】
請求項２においては、
定着装置に加熱ローラを備え、目標定着温度で加熱ローラを等温度制御する画像形成装置であって、目標定着温度を変更可能とする目標温度設定部と、定着装置の周囲温度の高低を判断する周囲温度判断手段とを備え、
周囲温度判断手段を、加熱ローラ表面の温度が目標定着温度で等温度制御されるようになった後で、加熱ローラのオン／オフ制御状態を所定時間モニターする制御状態モニター部と、オン制御延べ時間（もしくはオフ制御延べ時間）を算出する算出部と、で構成し、
周囲温度判断手段は、算出されたオン制御延べ時間（もしくはオフ制御延べ時間）と設定延べ時間域とを比較して周囲温度の高低を判断し、
目標温度設定部は、周囲温度判断手段が設定温度域よりも周囲温度が高いと判断すると、周囲温度判断手段が周囲温度の高低を判断した際の目標定着温度よりも低い目標定着温度に変更し、周囲温度判断手段が前記温度域よりも周囲温度が低いと判断すると、周囲温度判断手段が周囲温度の高低を判断した際の目標定着温度よりも高い目標定着温度に変更するように制御する。
【０００７】
【発明の実施の形態】
本発明の画像形成装置の二つの実施例について、図面を用いて説明する。それぞれ画像形成装置４０・１４０である。
図１は画像形成装置４０の構成を示す概略側面図であり、図２は第一実施例の定着装置１６の構成を示す概略側面図であり、図３は周囲温度が設定温度域にある場合におけるサーミスタ５の検出温度とハロゲンランプ１のオン／オフ制御との時間変化を示す図であり、図４は周囲温度が高い場合におけるサーミスタ５の検出温度とハロゲンランプ１のオン／オフ制御との時間変化を示す図であり、図５は周囲温度が低い場合においるサーミスタ５の検出温度とハロゲンランプ１のオン／オフ制御との時間変化を示す図であり、図６は周囲温度判断手段８における周囲温度の高さ判断の処理手順を示す手順図であり、図７は温度勾配プラス延べ時間と周囲温度の高低との対応を示す図であり、図８は第二実施例の定着装置１１６の構成を示す概略側面図であり、図９は周囲温度判断手段１０８における周囲温度の高さ判断の処理手順を示す手順図であり、図１０はオン制御延べ時間と周囲温度の高低との対応を示す図である。
【０００８】
第一・第二実施例の画像形成装置４０・１４０においては、後述する周囲温度判断手段８・１０８の構成が異なるのみであり、他の点は同一である。したがって以下では、同一の部分に関しては同符号を用いると共に、その部分に関する説明を省略し、相違点に関して説明するものとする。
【０００９】
図１を用いて、第一実施例の画像形成装置４０の各部の構成について、説明する。
画像形成装置４０の内部には、給紙装置１８より引き出された用紙を搬送するシート給送路１２が形成されている。シート給送路１２の用紙搬送方向における上流側より下流側に沿って、給紙装置１８、現像装置１４、感光装置１５、定着装置１６が設けられている。これらの装置により画像形成装置４０が構成され、用紙１０が前記各装置を経て、用紙１０上に画像形成が行われる。
【００１０】
給紙装置１８は、用紙１０を収納する給紙カセット２５と、給紙カセット２５内の用紙１０を繰り出す給紙ローラ２６とを備えている。給紙ローラ２６は、モータにクラッチ２８を介して駆動伝達可能に接続され、間欠的に駆動されて用紙１０の繰り出しを行う。
【００１１】
現像装置１４は、トナーを収容するトナー室１９と、感光体ドラム２２にトナーを供給する現像ローラ２０と、該現像ローラ２０にトナーを供給する供給ローラ２１とを備えている。
【００１２】
感光装置１５は、用紙に接触してトナーを転写する感光体ドラム２２と、感光体ドラム２２に対向して配置される転写ローラ１７と、感光体ドラム２２の表面を負帯電させる帯電ローラ２３と、感光体ドラム２２の表面をクリーニングするメモリ除去ブラシ２９とを備えている。また、感光体ドラム２２の上方には、感光体ドラム２２上に静電潜像を形成する発光体であるＬＥＤ３０が配置される。
【００１３】
ＬＥＤ３０は、画像形成装置４０に付設の画像読取装置、もしくは通信回線等を経て接続される他の画像形成装置から送信された画像情報に基づいて、感光体ドラム２２を照射して、静電潜像を形成する。
そして、静電潜像に現像ローラ２０よりトナーを供給して、感光体ドラム２２上にトナー画像が形成される。該トナー画像は、感光体ドラム２２と転写ローラ１７との間で、用紙１０を挟むようにして搬送する際に、転写ローラ１７に対して所定のバイアス電圧を印加して、トナー画像を用紙に転写させるようにしている。
【００１４】
図２に示すように、定着装置１６は、加熱ローラ３と、該加熱ローラ３に対向して配置されるプレスローラ２４とを備えている。
加熱ローラ３内の軸心位置には、加熱ローラ３を加熱するヒータとして、ハロゲンランプ１が内装されている。そして、ハロゲンランプ１にて発生した熱が、金属（アルミニウム）で形成される加熱ローラ３の外周部に伝達されるように構成している。
また、プレスローラ２４は、金属製の芯金軸２４ａの外周にスポンジローラ２４ｂを配置して構成される。また、プレスローラ２４は、図示せぬ付勢手段により加熱ローラ３側へ圧接されるようになっている。
そして、加熱ローラ３とプレスローラ２４とにより、トナー像を保持した用紙を、加熱および加圧しながらシート給送路１２に沿って挟持搬送し、トナー像を用紙に定着させるものである。
図２において、用紙１０上に、加熱ローラ３の右方では、転写後のトナー１１ａが付着した様子を示し、加熱ローラ３の左方では、定着後のトナー１１ｂが固着した様子を示している。
【００１５】
加えて、定着装置１６には、加熱ローラ３の外周表面（以下加熱ローラ表面）３ａの温度を検出する手段として、サーミスタ５が設けられている。サーミスタ５は、加熱ローラ表面３ａに接触するように配置される。
【００１６】
画像形成装置４０には、ＣＰＵやメモリ等の電子回路で構成される制御装置６０が設けられており、データの記憶や演算処理が可能であり、画像形成装置４０内の各種装置を制御する。
制御装置６０には、入力手段としてのキー入力部４１、出力手段としての表示部４２、計測手段としてのタイマー４３等が付設されている。キー入力部４１を用いてオペレータは、後述の上位閾値Ｕ１等の設定入力値の制御装置６０のメモリへの入力が可能である。表示部４２には、後述の目標定着温度等の設定状態を表示可能である。また、タイマー４３は、後述のモニター時間Ｍ等の各種所定時間の計測が可能である。
【００１７】
制御装置６０は、ハロゲンランプ１への電力を供給又は遮断を行うための電源スイッチ７と信号伝達可能に接続されており、該電源スイッチ７のオン／オフを切換えることで、ハロゲンランプ１の通電を制御し、加熱ローラ表面３ａの温度を制御する。
【００１８】
図１に示すように、制御装置６０には、目標定着温度を設定する手段として、目標温度設定部６０ａが設けられている。定着時における加熱ローラ表面３ａの目標温度が、目標定着温度である。目標温度設定部６０ａは、加熱ローラ表面３ａの目標定着温度の設定を変更して、制御装置６０が異なる目標定着温度で等温度制御することを可能としている。
目標定着温度の設定は、具体的には、サーミスタ５の検出温度に応じて、ハロゲンランプ１の通電をオンするオン温度と、同じくオフするオフ温度との設定値を、変更することで行われる。
なお、本実施例においては、目標定着温度として、Ｔ、Ｔｈ、Ｔｌの三つの目標値が設定されている（図４、図５に図示）。Ｔｈ＞Ｔ＞Ｔｌである。基本の目標定着温度をＴとし、必要に応じて、目標定着温度をＴｈもしくはＴｌへ変更するものとする。
【００１９】
用紙の定着を行う際には、加熱ローラ表面３ａの温度が平均的に等温度となるように、制御装置６０は、ハロゲンランプ１の通電をオン／オフ制御する。
制御装置６０による等温度制御は、サーミスタ５による加熱ローラ表面３ａの温度検出値がオン温度を下回ると、加熱ローラ３の加熱を開始し、該温度検出値がオフ温度を上回ると、加熱ローラ３の加熱を停止して、行われる。
【００２０】
図３に示すように、目標定着温度Ｔを中心に、オフ温度Ｔ＿ｏｆｆと、オン温度Ｔ＿ｏｎとが設定されている。オフ温度Ｔ＿ｏｆｆは、ハロゲンランプ１の通電がオフとされる温度であり、オン温度Ｔ＿ｏｎは、ハロゲンランプ１の通電がオンとされる温度である。
【００２１】
制御装置６０は、加熱ローラ３の等温度制御において、加熱ローラ表面３ａの温度がオフ温度Ｔ＿ｏｆｆより上昇すると、ハロゲンランプ１への通電を停止して加熱ローラ３を冷却し、加熱ローラ表面３ａの温度がオン温度Ｔ＿ｏｎより低下すると、通電を再開して加熱ローラ３を加熱する。そして、加熱ローラ表面３ａの温度が、オフ温度Ｔ＿ｏｆｆからオン温度Ｔ＿ｏｎまでの不感温度帯ｗに収まるようにして、加熱ローラ表面３ａの温度が平均して目標定着温度Ｔに保たれるように制御する。
以上のようにして、制御装置６０は、ハロゲンランプ１の通電がオン／オフ制御により、加熱ローラ表面３ａの温度を等温度に制御する。
なお、図３および後述の図４、図５においては、説明を容易とするために簡略化して、サーミスタ５による検出温度変化を折れ線状としているが、実際には、曲線状の変化となる。
【００２２】
転写後の用紙１０へのトナーの定着性は、用紙１０に加えられる熱量の大小に応じて決定される。定着性を確保するには、用紙１０に一定以上の熱量の付与が必要であるが、過剰に熱量が加えられるとカール等の不具合が発生する。また、電力消費量や、（加熱ローラ３の加熱に要する時間）印字完了までの時間の増大に繋がる。
用紙１０には、加熱ローラ３により熱量が加えられると共に、既に定着装置１６の周囲と熱平衡関係にある。用紙１０は、画像形成装置４０が冷温環境下にあるときは、冷えた状態で定着装置１６に搬送され、高温環境下では、温められた状態で搬送される。
したがって、用紙１０の定着性を一定とするには、周囲温度により付与された熱量と、定着装置１６から付与される熱量との合計を等しくする必要がある。つまり、定着装置１６の周囲温度が高い場合は、加熱ローラ３の目標定着温度を下げる必要があり、定着装置１６の周囲温度が低い場合は、加熱ローラ３の目標定着温度を上げる必要がある。
【００２３】
図３は、用紙１０に、トナー定着性を確保すると共に過剰な熱量が付与されない状態における、サーミスタ５の検出温度とハロゲンランプ１のオン／オフ制御との時間変化を示している。この状態では、周囲温度と基本の目標定着温度Ｔとが対応して、定着装置１６周囲からの熱量付与と加熱ローラ３からの熱量付与との合計熱量が、定着性を確保すると共に過剰とならない適切な量となっている。
このように、基本の目標定着温度Ｔにおいて、定着が適切に行われる周囲温度の温度域を、設定温度域とする。
【００２４】
一方、図４の左側には、トナー定着性を確保する以上の過剰な熱量が加えられた状態における、サーミスタ５の検出温度とハロゲンランプ１のオン／オフ制御との時間変化を示している。この状態では、周囲温度が前記設定温度域より高く、定着装置１６周囲からの熱量付与と加熱ローラ３からの熱量付与との合計熱量が、過剰な量となっている。
このように、周囲温度が前記設定温度域より高い状態を、以下では、「周囲温度が高い」場合とする。
同じく図５の左側には、加えられる熱量が不足してトナー定着性が確保されない状態における、サーミスタ５の検出温度とハロゲンランプ１のオン／オフ制御との時間変化を示している。この状態では、周囲温度が前記設定温度域より低く、定着装置１６周囲からの熱量付与と加熱ローラ３からの熱量付与との合計熱量が、不足する量となっている。
このように、周囲温度が前記設定温度域より低い場合を、以下では、「周囲温度が低い」場合とする。
【００２５】
前記目標温度設定部６０ａは、「周囲温度が高い」場合に目標定着温度の設定を低下させて、用紙１０に加えられる全熱量を一定に保つようにする。同じく、「周囲温度が低い」場合に目標定着温度の設定を上昇させて、用紙１０に加えられる全熱量を一定に保つようにする。
【００２６】
定着装置１６には、周囲温度の高低を判断するための、周囲温度判断手段８が備えられている。
周囲温度判断手段８は、定着装置１６を構成する各種装置の一部を利用して構成されるものであり、サーミスタ５と、制御装置６０に備える温度モニター部６０ｂおよび算出部６０ｃとを備えている。
【００２７】
図６に示すように、周囲温度判断手段８による周囲温度の高低の判断は、次のようにして行われる。
まず、温度モニター部６０ｂが、加熱ローラ表面３ａの温度勾配を所定のモニター時間Ｍだけモニターする（ステップ１０１）。次に、算出部６０ｃが、温度勾配がプラスとなる時間を合計して、温度勾配プラスの延べ時間の長さを算出する（ステップ１０２）。
そして、温度勾配プラス延べ時間と、標準延べ時間域の上位閾値Ｄ１および下位閾値Ｕ１（図７に図示）との比較を行う（ステップ１０３およびステップ１０５）。温度勾配プラス延べ時間が標準延べ時間域の下位閾値Ｄ１より短いと、「周囲温度が高い」と判断して、目標定着温度をＴからＴｌに低下させる（ステップ１０４）。一方、温度勾配プラス延べ時間が標準延べ時間域の上位閾値Ｕ１より長いと、「周囲温度が低い」と判断して、目標定着温度をＴからＴｈに上昇させる（ステップ１０６）。また、温度勾配プラス延べ時間の長さが前記下位閾値Ｄ１と上位閾値Ｕ１との間に収まる場合は、周囲温度が設定温度域にあると判断して、目標定着温度を変更せず維持する（ステップ１０７）。つまり、定着装置１６の周囲温度が設定温度域にあれば、定着が確実に行われる。このとき温度勾配プラスの延べ時間またはマイナスの延べ時間は、標準延べ時間域の範囲内にある。
これらの手順について、以下でより詳細に説明する。
【００２８】
まず、温度モニター部６０ａによる加熱ローラ表面３ａの温度勾配モニターについて、説明する。
加熱ローラ３の等温度制御時において、サーミスタ５により、加熱ローラ表面３ａの温度検出が、時間幅Δｔ毎に行われる。特に本実施例では、基本の目標定着温度Ｔにおける等温度制御時において、温度検出を行うものとしている。前記温度モニター部６０ｂには、サーミスタ５の温度検出値が、時間幅Δｔ毎に記憶される。
そして、前回の温度検出値と今回の温度検出値との差を、時間幅Δｔで除算することで、温度勾配を算出可能である。温度モニター部６０ｂは、温度勾配の算出を行うと共に、算出された温度勾配値を、時間幅Δｔ毎に記憶する。なお、温度勾配の算出は、算出部６０ｃや、制御装置６０の他の演算部で行うものとしても良い。
以上のようにして、温度モニター部６０ｂは、加熱ローラ表面３ａの温度勾配をモニターする。
【００２９】
図４（ａ）、図５（ａ）に示すように、温度勾配のモニターは、所定のモニター時間Ｍの間だけ行われるものとしている。温度勾配のモニターを、基本の目標定着温度Ｔにおいて行う本実施例の場合では、モニターの開始は、例えば、加熱ローラ表面３ａが目標定着温度での等温度制御されるようになった後、直ちに行うものとする。
なお、定着装置１６においては、転写指示の指令されない待機時間中は、加熱ローラ３は、目標定着温度より低い待機温度での等温度制御下にある。前記モニターにおいては、目標定着温度での温度勾配を見るため、前記待機温度から目標定着温度への上昇が一旦完了してから、モニターが開始されるようにしている。
【００３０】
次に、前記算出部６０ｃにおける処理について説明する。
温度モニター部６０ｂにより、モニター時間Ｍ間の前記温度勾配のモニターが終了すると、算出部６０ｂは、温度勾配プラス時間ａ１・ａ２・・・（図４、図５に図示）を合計して、温度勾配プラスの延べ時間を算出する。
温度勾配プラスとは、前記時間幅Δｔにおいて、今回の温度検出値が前回の温度検出値よりも高い場合であり、温度上昇中を意味する。また、温度勾配マイナスとは、前記時間幅Δｔにおいて、今回の温度検出値が前回の温度検出値よりも低い場合であり、温度下降中を意味する。
なお、加熱ローラ表面３ａの温度上昇や温度下降は、前述したように、目標定着温度での等温度制御を行うことにより、発生するものである。
【００３１】
そして、図７に示すように、温度勾配プラス延べ時間が所定の下位閾値Ｄ１より短いと、周囲温度判断手段８は、「周囲温度が高い」と判断する。同様にして、温度勾配プラス延べ時間が所定の上位閾値Ｕ１よりも長いと、周囲温度判断手段８は、「周囲温度が低い」と判断する。また、温度勾配プラス延べ時間が下位閾値Ｄ１から上位閾値Ｕ１までの間に収まる長さの場合は、周囲温度判断手段８は、周囲温度が設定温度域にあると判断する。
【００３２】
前記上位閾値Ｕ１および下位閾値Ｄ１は、次のようにして決定される。
周囲温度が高くなって、目標定着温度との差が小さくなるにつれ、加熱ヒータ３は冷えにくくなる。逆に、周囲温度が低くなって、目標定着温度との差が大きくなるにつれ、加熱ヒータ３は温まりにくくなる。
図４（ａ）の左側部分では、温度勾配プラスの延べ時間に対し、温度勾配マイナスの延べ時間が長くなっている。これは、目標定着温度と周囲温度との差が小さくなって、加熱ヒータ３が冷えにくくなっている様子を示している。
一方、図５（ａ）の左側部分では、温度勾配プラスの延べ時間に対し、温度勾配マイナスの延べ時間が短くなっている。これは、目標定着温度と周囲温度との差が大きくなって、加熱ヒータ３が温まりにくくなっている様子を示している。
【００３３】
つまり、所定のモニター時間Ｍ内における温度勾配プラス延べ時間の長さは、周囲温度の高低に関する情報を与えるものである。したがって、温度勾配プラス延べ時間の長さと、周囲温度との間に経験的な対応関係を見出すことが可能である。つまり、トナー定着性が確保されながら加熱量過剰とならない状態を与えるような、温度勾配プラス延べ時間の長さの下限値と上限値とを、実験的に求めることができる。
本実施例では、周囲温度判断手段８による温度勾配モニターの結果と、そのときの用紙１０の印字具合との比較により、温度勾配プラス延べ時間の長さと、周囲温度との間の経験的な対応関係を導出している。
このため、温度勾配プラス延べ時間毎の印字具合の比較実験により、印字具合が適切とされる温度勾配プラス延べ時間の時間域を、検出することができる。該時間域が、前述の標準延べ時間域である。そして、標準延べ時間域の下限値を前記下位閾値Ｄ１として設定し、同じく上限値を前記上位閾値Ｕ１として設定する。
【００３４】
温度勾配プラス延べ時間が、下位閾値Ｄ１と一致する時間となるとき、そのときの周囲温度は前記設定温度域の上限温度に達している。また、温度勾配プラス延べ時間が、上位閾値Ｕ１と一致する時間となるとき、そのときの周囲温度は前記設定温度域の下限温度に達している。
したがって、温度勾配プラス延べ時間が、下位閾値Ｄ１よりも短い場合は、用紙１０に加熱量過剰の不具合が発生する。また、温度勾配プラス延べ時間が、上位閾値Ｕ１よりも長い場合は、用紙１０に定着性不良の不具合が発生する。
【００３５】
前記上位閾値Ｕ１および下位閾値Ｄ１は、本実施例では、基本の目標定着温度Ｔをモニターする温度とした場合の温度勾配プラス延べ時間に対する閾値である。
前記温度勾配モニターを行う等温度制御の制御目標温度によって、前記設定温度域の上限と下限とに対応した、温度勾配プラス延べ時間に対する上位閾値Ｕ１および下位閾値Ｄ１は変化する。
例えば、基本の目標定着温度Ｔよりも低い前記待機温度を、前記温度勾配モニターを行う等温度制御の制御目標値とした場合には、上位閾値Ｕ１および下位閾値Ｄ１は、目標定着温度Ｔの場合と比べて、長時間側へ変位する。待機温度での等温度制御時では、目標定着温度Ｔよりも待機温度は周囲温度に近いため、加熱ローラ３は温まりやすく、冷えにくいためである。
したがって、温度勾配モニターにおける等温度制御の制御目標温度の設定によって、その設定に対応した上位閾値Ｕ１および下位閾値Ｄ１を用いる必要がある。
【００３６】
以上のようにして、周囲温度判断手段８が構成される。
周囲温度判断手段８は、定着性が一定に維持される前記設定温度域と比較して、実際の周囲温度が高いか低いか、あるいは該設定温度域内に収まっているかを、前記温度勾配モニターの結果に基づいて、間接的に判断する。
そして、周囲温度判断手段８による周囲温度の高低の判断に基づいて、目標温度設定部６０ａは、目標定着温度の設定値を変更する。
図４に示す「周囲温度が高い」場合においては、目標温度設定部６０ａは、目標定着温度をＴからＴｌに低下させる。図４（ａ）の左側から右側にかけて、その変化の様子が示されている。そして、周囲温度の高低に対応して、加熱ローラ３から用紙１０に加える熱量を減少させて、定着が適切に行われるようにする。
一方、図５に示す「周囲温度が低い」場合においては、目標温度設定部６０ａは、目標定着温度をＴからＴｈに上昇させる。図５（ａ）の左側から右側にかけて、その変化の様子が示されている。そして、周囲温度の高低に対応して、加熱ローラ３から用紙１０に加える熱量を増加させて、定着が適切に行われるようにする。
また、周囲温度が設定温度域にある場合においては、目標温度設定部６０ａは、目標定着温度を変化させず、基本の目標定着温度Ｔを維持する。
【００３７】
以上のようにして、周囲温度の高低に対応して目標定着温度の設定値を変更することにより、定着装置１６や該定着装置１６を収容する装置（画像形成装置４０）の外部温度環境や、定着装置１６の使用時間等による周囲温度の変化が発生しても、用紙の定着における不具合が発生しない。
つまり、用紙に定着性を維持させる以上の過剰な熱量を供給してカールが発生したり、供給する熱量が不足して定着性を損なうなどの不具合を防止できる。
特に、低温環境以外においては、目標定着温度を下げることができるので、前記カールの発生防止に加えて、印字時間の短縮や、消費電力の軽減に繋がる。
【００３８】
なお、以上においては、周囲温度判断手段８は、所定のモニター時間Ｍ内における温度勾配プラス延べ時間の長さを用いて、周囲温度の高低に関する判断材料を得るようにしている。
温度勾配プラスの延べ時間の算出に代えて、温度勾配マイナスの延べ時間を算出し、該温度勾配マイナス延べ時間の長さを基準としても、前述と同様にして、周囲温度の高低に関する判断材料を得ることができる。
【００３９】
また、以上においては、周囲温度判断手段８による周囲温度の高低の判断は、加熱ローラ表面３ａの温度勾配をモニターし、前記標準延べ時間域の上位・下位閾値Ｕ１・Ｄ１と比較して、行うようにしている。
このため、定着装置１６に備える制御装置６０の機能を利用して、周囲温度が所定とされる設定温度域より高いか低いか、あるいは該設定温度域内にあるかの判断を行うことが可能である。また、温度計等の温度検出手段を、加熱ローラ表面３ａの温度検出を行うサーミスタ５に加えて別設する必要がない。したがって、コストアップが増大することがない。
【００４０】
次に、図８を用いて、第二実施例の画像形成装置１４０について説明する。
画像形成装置１４０に備える定着装置１１６においても、周囲温度の高低を判断するための、周囲温度判断手段１０８が備えられている。
周囲温度判断手段１０８は、定着装置１１６を構成する各種装置の一部を利用して構成されるものであり、サーミスタ５と、制御装置１６０に備える制御状態モニター部１６０ｂおよび算出部１６０ｃとを備えている。また、該制御装置１６０には、目標定着温度を設定する目標温度設定部１６０ａも設けられている。第二実施例においては、周囲温度判断手段１０８による制御処理の内容が、第一実施例の周囲温度判断手段８の処理内容と異なるのみである。
【００４１】
図９に示すように、周囲温度判断手段１０８による周囲温度の高低の判断は、次のようにして行われる。
まず、制御状態モニター部１６０ｂが、加熱ローラ３のオン／オフ制御時間を所定のモニター時間Ｍだけモニターする（ステップ２０１）。次に、算出部１６０ｃが、オン制御状態の時間を合計して、オン制御延べ時間の長さを算出する（ステップ２０２）。
そして、オン制御延べ時間と、標準延べ時間域の上位閾値Ｕ２および下位閾値Ｄ２（図１０）との比較を行う（ステップ２０３およびステップ２０５）。オン制御延べ時間が標準延べ時間域の下位閾値Ｄ２より短いと、「周囲温度が高い」と判断して、目標定着温度をＴからＴｌに低下させる（ステップ２０４）。一方、オン制御延べ時間が標準延べ時間域の上位閾値Ｕ２より長いと、「周囲温度が低い」と判断して、目標定着温度をＴからＴｈに上昇させる（ステップ２０６）。
また、オン制御延べ時間の長さが前記下位閾値Ｄ２と上位閾値Ｕ２との間に収まる場合は、周囲温度が前記設定温度域にあると判断して、目標定着温度を変更せず維持する（ステップ２０７）。つまり、定着装置１１６の周囲温度が設定温度域にあれば、定着が確実に行われる。このとき温度勾配プラスの延べ時間またはマイナスの延べ時間は、標準延べ時間域の範囲内にある。
これらの手順について、以下でより詳細に説明する。
【００４２】
まず、制御状態モニター部１６０ｂによる加熱ローラ３のオン／オフ制御のモニターについて、説明する。
加熱ローラ３のオン／オフ制御は、時間幅Δｔ毎に行われる。前記制御状態モニター部１６０ｂには、ハロゲンランプ１がオン／オフのどちらに切換えられたかに関するデータが、時間幅Δｔ毎に記憶される。
以上のようにして、制御状態モニター部１６０ｂは、加熱ローラ３のオン／オフ制御の切換えの様子をモニターする。
なお、第二実施例におけるオン／オフ制御の時間幅Δｔと、第一実施例におけるサーミスタ５による検出の時間幅Δｔとを同一としているが、一方が他方の定数倍となる関係にあれば、異なる時間幅であってもよい。
【００４３】
図４（ｂ）、図５（ｂ）に示すように、制御状態のモニターは、所定のモニター時間Ｍの間だけ行われるものとしている。制御状態のモニターを、基本の目標定着温度Ｔにおいて行う本実施例の場合では、モニターの開始は、例えば、加熱ローラ表面３ａが目標定着温度での等温度制御されるようになった後、直ちに行うものとする。
なお、前記モニターにおいては、目標定着温度でのオン／オフ制御状態を見るため、前記待機温度から目標定着温度への上昇が一旦完了してから、モニターが開始されるようにしている。
【００４４】
次に、前記算出部１６０ｃにおける処理について説明する。
制御状態モニター部１６０ｂにより、モニター時間Ｍの間、前記オン／オフ制御時間のモニターが行われると、算出部１６０ｂは、オン制御状態の時間ｃ１・ｃ２・・・を合計して、オン制御の延べ時間を算出する（図４、図５に図示）。
なお、加熱ローラ３のオン／オフ制御の切換えは、制御装置１６０が目標定着温度での等温度制御を行うことにより、発生するものである。
【００４５】
そして、図１０に示すように、オン制御延べ時間が所定の下位閾値Ｄ２より短いと、周囲温度判断手段１０８は、「周囲温度が高い」と判断する。同様にして、オン制御延べ時間が所定の上位閾値Ｕ２よりも長いと、周囲温度判断手段１０８は、「周囲温度が低い」と判断する。また、オン制御延べ時間が下位閾値Ｄ２から上位閾値Ｕ２までの間に収まる長さの場合は、周囲温度判断手段１０８は、周囲温度が設定温度域にあると判断する。
【００４６】
所定のモニター時間Ｍ内におけるオン制御延べ時間の長さも、前記温度勾配延べ時間と同様に、周囲温度の高低に関する情報を与えるものである。したがって、温度勾配プラス延べ時間の長さと、周囲温度との間に経験的な対応関係を見出すことが可能である。つまり、トナー定着性が確保されながら加熱量過剰とならない状態を与えるような、オン制御延べ時間の長さの下限値と上限値とを、実験的に求めることができる。
本実施例では、周囲温度判断手段１０８によるオン／オフ制御状態モニターの結果と、そのときの用紙１０の印字具合との比較により、オン制御延べ時間の長さと、周囲温度との間の経験的な対応関係を導出している。
このため、オン制御延べ時間毎の印字具合の比較実験により、印字具合が適切とされるオン制御延べ時間の時間域を、検出することができる。該時間域が、前述の標準延べ時間域である。そして、該標準延べ時間域の下限値を前記下位閾値Ｄ２として設定し、同じく上限値を前記上位閾値Ｕ２として設定する。
【００４７】
オン制御延べ時間が、下位閾値Ｄ２と一致する時間となるとき、そのときの周囲温度は前記設定温度域の上限温度に達している。また、オン制御延べ時間が、上位閾値Ｕ２と一致する時間となるとき、そのときの周囲温度は前記設定温度域の下限温度に達している。
オン制御延べ時間が、下位閾値Ｄ２よりも短い場合は、用紙１０に加熱量過剰の不具合が発生する。また、温度勾配プラス延べ時間が、上位閾値Ｕ２よりも長い場合は、用紙１０に定着性不良の不具合が発生する。
【００４８】
前記上位閾値Ｕ２および下位閾値Ｄ２は、本実施例では、基本の目標定着温度Ｔをモニターする温度とした場合のオン制御延べ時間に対する閾値である。
したがって、温度勾配プラス延べ時間を利用した第一実施例の場合と同様に、オン／オフ制御状態モニターにおける等温度制御の制御目標温度の設定によって、その設定に対応した上位閾値Ｕ２および下位閾値Ｄ２を用いる必要がある。
【００４９】
以上のようにして、周囲温度判断手段１０８が構成される。
周囲温度判断手段１０８は、定着性が一定に維持される前記設定温度域と比較して、実際の周囲温度が高いか低いか、あるいは設定温度域内に収まっているかを、前記オン／オフ制御状態モニターの結果に基づいて、間接的に判断する。
そして、周囲温度判断手段１０８による周囲温度の高低の判断に基づいて、目標温度設定部１６０ａは、目標定着温度の設定値を変更する。
図４に示す「周囲温度が高い」場合においては、目標温度設定部１６０ａは、目標定着温度をＴからＴｌに低下させる。図４（ａ）の左側から右側にかけて、その変化の様子が示されている。そして、周囲温度の高低に対応して、加熱ローラ３から用紙１０に加える熱量を減少させて、定着が適切に行われるようにする。
一方、図５に示す「周囲温度が低い」場合においては、目標温度設定部１６０ａは、目標定着温度をＴからＴｈに上昇させる。図５（ａ）の左側から右側にかけて、その変化の様子が示されている。そして、周囲温度の高低に対応して、加熱ローラ３から用紙１０に加える熱量を増加させて、定着が適切に行われるようにする。
また、周囲温度が設定温度域にある場合においては、目標温度設定部１６０ａは、目標定着温度を変化させず、基本の目標定着温度Ｔを維持する。
【００５０】
以上においては、周囲温度判断手段１０８による周囲温度の高低の判断は、加熱ローラ３（ハロゲンランプ１）のオン／オフ制御状態をモニターし、オン制御延べ時間の長さを前記標準延べ時間域の上位・下位閾値Ｕ２・Ｄ２と比較して行うようにしている。
このため、定着装置１１６に備える制御装置１６０の機能を利用して、周囲温度が所定とされる設定温度域より高いか低いか、あるいは該設定温度域内にあるかの判断を行うことが可能である。また、温度計等の温度検出手段を、加熱ローラ表面３ａの温度検出を行うサーミスタ５に加えて別設する必要がない。したがって、コストアップが増大することがない。
【００５１】
なお、以上においては、周囲温度判断手段１０８は、所定のモニター時間Ｍ内におけるオン制御延べ時間の長さを用いて、周囲温度の高低に関する判断材料を得るようにしている。
オン制御延べ時間の算出に代えて、オフ制御延べ時間の延べ時間を算出し、該オフ制御延べ時間の長さを基準としても、前述と同様にして、周囲温度の高低に関する判断材料を得ることができる。
【００５２】
また、前述では、周囲温度判断手段による制御時間のモニター実施は、加熱ローラ３の目標定着温度での等温度制御時としているが、この時期に限定されるものではない。等温度制御時であれば、他の時期であってもよく、例えば待機状態における待機温度での等温度制御時としてもよい。
【００５３】
加えて、前記制御状態モニター実施のタイミングは、前述では、目標定着温度での等温度制御の開始直後としているが、このタイミングに限定されるものではない。目標定着温度での等温度制御中に、周囲温度判断手段が定期的に前記モニターを実行し、定着装置１１６からの発熱による周囲温度の上昇に対応して、目標温度設定部１６０ａが目標定着温度の設定値の変更を行うようにしても良い。
【００５４】
なお、以上の第一実施例および第二実施例の周囲温度判断手段８・１０８においては、周囲温度判断手段により、直接周囲温度の検出を行うことなく、加熱ローラ３の温度制御に関わる情報を利用して、定着性の適否や過熱の有無を判断するようにしている。該温度制御に関わる情報とは、所定のモニター時間Ｍ内における、温度勾配プラス延べ時間の長さやオン制御延べ時間の長さである。
間接的に周囲温度の高低を判断する構成に代えて、温度検出手段により、直接定着装置周囲の温度を検出するようにしても良い。具体的には次のようにして行う。
画像形成装置内で、定着装置より離間した位置に温度計等の温度検出手段を設け、該温度検出手段による周囲温度の検出を実施する。そして、周囲温度の上位閾値と下位閾値とを設け、周囲温度の検出値が上位閾値より高いと、目標定着温度を低下させ、周囲温度の検出値が下位閾値より低いと、目標定着温度を上昇させるものとする。該上位閾値と下位閾値との決定は、用紙１０に加わる熱量の予測値を求めることで理論的に行うことも可能であるし、前述と同様に、周囲温度毎に用紙１０の印字具合を比較することで、実験的に行うことも可能である。
【００５５】
また、第一・第二実施例の周囲温度判断手段８・１０８を利用して、周囲温度の高低のみならず、周囲温度の検出を可能とする周囲温度検出手段を構成することも可能である。
前述したように、周囲温度判断手段８・１０８において、所定のモニター時間Ｍ内における温度勾配プラス延べ時間の長さやオン制御延べ時間は、周囲温度の高低に関する情報を与えるものである。そして、温度勾配プラス延べ時間の長さまたはオン制御延べ時間と、周囲温度との間に、経験的な対応関係を見出すことが可能である。
以上の対応関係を利用して、実際に周囲温度検出を行うことで、温度勾配プラス延べ長さと、周囲温度との関係式を導出することが可能である。
【００５６】
前記関係式の導出は、第一実施例の周囲温度判断手段８を利用する場合には、次のようにして行う。
まず、実験機とした画像形成装置に、周囲温度を検出する温度計等の温度検出手段を画像形成装置に設ける。該温度検出手段の配設位置は、定着装置から離間した位置である。
該実験機において、周囲温度の異なる多数の条件下で、実際に周囲温度検出を行うと共に、その条件毎に温度勾配プラス延べ時間の長さを算出する。この実験結果を元に、温度勾配プラス延べ時間の長さと、周囲温度との対応をグラフ化して、近似曲線（または直線）を導出する。以上のようにして、温度勾配プラス延べ時間の長さと周囲温度との対応関係式を導出することが可能である。
【００５７】
そして、前記関係式を、第一実施例の画像形成装置４０に備える制御装置６０のメモリに記憶させる。このようにして、温度勾配プラス延べ時間の長さと周囲温度との対応関係式を備えた画像形成装置が構成される。該画像形成装置においては、前記周囲温度検出手段８による温度勾配プラス延べ時間の算出値を、前記関係式に代入して、周囲温度を導き出す、つまり検出することが可能である。
以上のように、周囲温度判断手段８と、実験機によって求めた前記関係式とを備えることで、周囲温度の検出を行うことが可能な画像形成装置を構成することができる。
【００５８】
また、第二実施例の周囲温度判断手段１０８を利用する場合にも、周囲温度判断手段８を利用する場合と同様にして、実験機を用いた試行により、前記関係式を導出することが可能である。したがって、導出された関係式と、周囲温度判断手段１０８とを備えることで、周囲温度の検出を行うことが可能な画像形成装置を構成することができる。
以上のようにして、周囲温度判断手段８・１０８のどちらを利用しても、周囲温度の検出を可能とする周囲温度検出手段を構成することが可能である。
【００５９】
【発明の効果】
請求項１記載の如く構成するので、
定着装置や該定着装置を収容する装置（画像形成装置）の外部温度環境や、定着装置の使用時間等による周囲温度の変化が発生しても、用紙の定着における不具合が発生しない。つまり、用紙に定着性を維持させる以上の過剰な熱量を供給してカールが発生したり、供給する熱量が不足して定着性を損なうなどの不具合を防止できる。
特に、低温環境以外においては、目標定着温度を下げることができるので、前記カールの発生防止に加えて、印字時間の短縮や、消費電力の軽減に繋がる。
また、定着装置に備える制御装置の機能を利用して、周囲温度の検出や、周囲温度が定着に適切な温度か否かの判断等を行うことが可能である。また、温度計等の温度検出手段を、加熱ローラ表面の温度検出を行うサーミスタに加えて別設する必要がない。したがって、コストアップが増大することがない。
【００６０】
請求項２記載の如く構成するので、
定着装置や該定着装置を収容する装置（画像形成装置）の外部温度環境や、定着装置の使用時間等による周囲温度の変化が発生しても、用紙の定着における不具合が発生しない。つまり、用紙に定着性を維持させる以上の過剰な熱量を供給してカールが発生したり、供給する熱量が不足して定着性を損なうなどの不具合を防止できる。
特に、低温環境以外においては、目標定着温度を下げることができるので、前記カールの発生防止に加えて、印字時間の短縮や、消費電力の軽減に繋がる。
また、定着装置に備える制御装置の機能を利用して、周囲温度の検出や、周囲温度が定着に適切な温度か否かの判断等を行うことが可能である。また、温度計等の温度検出手段を、加熱ローラ表面の温度検出を行うサーミスタに加えて別設する必要がない。したがって、コストアップが増大することがない。
【図面の簡単な説明】
【図１】画像形成装置４０の構成を示す概略側面図である。
【図２】第一実施例の定着装置１６の構成を示す概略側面図である。
【図３】周囲温度が設定温度域にある場合におけるサーミスタ５の検出温度とハロゲンランプ１のオン／オフ制御との時間変化を示す図である。
【図４】周囲温度が高い場合におけるサーミスタ５の検出温度とハロゲンランプ１のオン／オフ制御との時間変化を示す図である。
【図５】周囲温度が低い場合においるサーミスタ５の検出温度とハロゲンランプ１のオン／オフ制御との時間変化を示す図である。
【図６】周囲温度判断手段８における周囲温度の高さ判断の処理手順を示す手順図である。
【図７】温度勾配プラス延べ時間と周囲温度の高低との対応を示す図である。
【図８】第二実施例の定着装置１１６の構成を示す概略側面図である。
【図９】オン制御延べ時間と周囲温度の高低との対応を示す図である。
【図１０】目標定着温度を固定とした従来の定着装置におけるサーミスタ５の検出温度およびハロゲンランプのオン／オフ制御の時間変化を示す図である。[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to an image forming apparatus provided with a heating roller in a fixing device, and more particularly to a technique for changing a target fixing temperature in response to a change in ambient temperature of the fixing device.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, a heat roller fixing type fixing device includes a heating roller having a heat source such as a halogen lamp and a thermistor for detecting the temperature of the metal surface of the heating roller.
Then, on / off control of the halogen lamp is performed so that the surface temperature of the heating roller detected by the thermistor maintains a target fixing temperature (for example, 180 ° C.).
[0003]
[Problems to be solved by the invention]
The fixability of the toner onto the paper by the heating roller varies depending on the surface temperature of the heating roller and the ambient temperature of the fixing device. When the ambient temperature is higher than normal, the fixability is maintained even if the target fixing temperature is lowered.
However, at present, control for changing the target fixing temperature in accordance with the ambient temperature is not performed, and the target fixing temperature is fixed. For this reason, the amount of heat applied to the paper becomes excessive, and problems such as curling may occur. Alternatively, the image forming apparatus including the fixing device may be in a cold environment, and the fixing amount may be impaired due to insufficient heating at a fixed target fixing temperature.
On the other hand, if a detection means for detecting the ambient temperature is provided separately from the thermistor, the cost increases.
[0004]
[Means for Solving the Problems]
  The problems to be solved by the present invention are as described above. Next, means for solving the problems will be described.
  That is, in claim 1,
  An image forming apparatus that includes a heating roller in a fixing device and controls the heating roller at an equal temperature at a target fixing temperature, and determines a target temperature setting unit that can change the target fixing temperature, and whether the ambient temperature of the fixing device is high or low Ambient temperature judgment means,
  A temperature gradient monitoring unit that monitors the temperature gradient of the heating roller surface over time for a predetermined time after the temperature of the heating roller surface is controlled to be equal to the target fixing temperature. A calculation unit that calculates the total time of the gradient plus (or the minus total time of the temperature gradient),
  Ambient temperature judgment means compares the calculated temperature gradient plus total time (or temperature gradient minus total time) with the set total time range to judge the level of ambient temperature,
  The target temperature setting sectionAmbient temperature judgment means judges that the ambient temperature is higher than the set temperature rangeLower than the target fixing temperature when the ambient temperature judgment means judges whether the ambient temperature is high or lowTarget fixing temperaturechange toAnd the ambient temperature determining means determines that the ambient temperature is lower than the temperature range.Higher than the target fixing temperature when the ambient temperature judging means judges the ambient temperature levelTarget fixing temperaturechange toControl to do.
[0005]
  In claim 2,
  An image forming apparatus that includes a heating roller in a fixing device and controls the heating roller at an equal temperature at a target fixing temperature, and determines a target temperature setting unit that can change the target fixing temperature, and whether the ambient temperature of the fixing device is high or low Ambient temperature judgment means,
  The ambient temperature determination means includes a control state monitor unit that monitors the on / off control state of the heating roller for a predetermined time after the temperature of the surface of the heating roller is controlled to be equal to the target fixing temperature. And a calculation unit that calculates time (or off-control total time),
  The ambient temperature determination means compares the calculated on-control total time (or off-control total time) with the set total time range to determine the level of the ambient temperature,
  The target temperature setting sectionAmbient temperature judgment means judges that the ambient temperature is higher than the set temperature rangeLower than the target fixing temperature when the ambient temperature judgment means judges whether the ambient temperature is high or lowTarget fixing temperaturechange toAnd the ambient temperature determining means determines that the ambient temperature is lower than the temperature range.Higher than the target fixing temperature when the ambient temperature judging means judges the ambient temperature levelTarget fixing temperaturechange toControl to do.
[0007]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
  Two embodiments of the image forming apparatus of the present invention will be described with reference to the drawings. These are the image forming apparatuses 40 and 140, respectively.
  1 is a schematic side view showing the configuration of the image forming apparatus 40, FIG. 2 is a schematic side view showing the configuration of the fixing device 16 of the first embodiment, and FIG. 3 is a case where the ambient temperature is in the set temperature range. Thermistor in5FIG. 4 is a diagram showing the time change between the detected temperature of the thermistor 5 and the on / off control of the halogen lamp 1, and FIG. 4 shows the time change of the detected temperature of the thermistor 5 and the on / off control of the halogen lamp 1 when the ambient temperature is high. 5 is a thermistor used when the ambient temperature is low.5FIG. 6 is a flowchart showing the processing steps for determining the ambient temperature in the ambient temperature determining means 8, and FIG. FIG. 8 is a diagram showing the correspondence between the temperature gradient plus the total time and the ambient temperature, FIG. 8 is a schematic side view showing the configuration of the fixing device 116 of the second embodiment, and FIG. FIG. 10 is a flowchart showing a processing procedure for determining the temperature, and FIG. 10 is a diagram showing the correspondence between the on-control total time and the ambient temperature.
[0008]
In the image forming apparatuses 40 and 140 of the first and second embodiments, only the configuration of the ambient temperature determination means 8 and 108 described later is different, and the other points are the same. Therefore, in the following, the same reference numerals are used for the same parts, explanations for the parts are omitted, and differences will be explained.
[0009]
The configuration of each part of the image forming apparatus 40 according to the first embodiment will be described with reference to FIG.
Inside the image forming apparatus 40, a sheet feeding path 12 for conveying the paper drawn from the paper feeding device 18 is formed. A sheet feeding device 18, a developing device 14, a photosensitive device 15, and a fixing device 16 are provided along the downstream side from the upstream side in the sheet conveyance direction of the sheet feeding path 12. The image forming apparatus 40 is configured by these apparatuses, and the sheet 10 is formed on the sheet 10 through the respective apparatuses.
[0010]
The paper feeding device 18 includes a paper feeding cassette 25 that stores the paper 10 and a paper feeding roller 26 that feeds the paper 10 in the paper feeding cassette 25. The paper feed roller 26 is connected to a motor via a clutch 28 so as to be able to transmit drive, and is intermittently driven to feed out the paper 10.
[0011]
The developing device 14 includes a toner chamber 19 that stores toner, a developing roller 20 that supplies toner to the photosensitive drum 22, and a supply roller 21 that supplies toner to the developing roller 20.
[0012]
The photosensitive device 15 includes a photosensitive drum 22 that contacts the paper and transfers the toner, a transfer roller 17 that is disposed to face the photosensitive drum 22, and a charging roller 23 that negatively charges the surface of the photosensitive drum 22. And a memory removal brush 29 for cleaning the surface of the photosensitive drum 22. Further, an LED 30 which is a light emitter that forms an electrostatic latent image on the photosensitive drum 22 is disposed above the photosensitive drum 22.
[0013]
The LED 30 irradiates the photosensitive drum 22 on the basis of image information transmitted from an image reading apparatus attached to the image forming apparatus 40 or another image forming apparatus connected via a communication line or the like, thereby Form an image.
Then, toner is supplied from the developing roller 20 to the electrostatic latent image, and a toner image is formed on the photosensitive drum 22. When the toner image is conveyed between the photosensitive drum 22 and the transfer roller 17 with the paper 10 being sandwiched, a predetermined bias voltage is applied to the transfer roller 17 to transfer the toner image to the paper. I am doing so.
[0014]
As shown in FIG. 2, the fixing device 16 includes a heating roller 3 and a press roller 24 disposed to face the heating roller 3.
A halogen lamp 1 is provided as a heater for heating the heating roller 3 at the axial center position in the heating roller 3. The heat generated in the halogen lamp 1 is transmitted to the outer peripheral portion of the heating roller 3 formed of metal (aluminum).
The press roller 24 is configured by disposing a sponge roller 24b on the outer periphery of a metal cored bar 24a. The press roller 24 is pressed against the heating roller 3 by an urging means (not shown).
The heating roller 3 and the press roller 24 sandwich and convey the paper holding the toner image along the sheet feeding path 12 while heating and pressurizing, and fix the toner image on the paper.
In FIG. 2, the toner 11 a after transfer is attached to the right side of the heating roller 3 on the sheet 10, and the toner 11 b after fixing is fixed to the left side of the heating roller 3. .
[0015]
In addition, the fixing device 16 is provided with a thermistor 5 as means for detecting the temperature of the outer peripheral surface (hereinafter referred to as the heating roller surface) 3 a of the heating roller 3. The thermistor 5 is disposed so as to contact the heating roller surface 3a.
[0016]
The image forming apparatus 40 is provided with a control device 60 composed of an electronic circuit such as a CPU and a memory, can store data and perform arithmetic processing, and controls various devices in the image forming apparatus 40.
The control device 60 is provided with a key input unit 41 as input means, a display unit 42 as output means, a timer 43 as measurement means, and the like. Using the key input unit 41, the operator can input set input values such as an upper threshold value U1 described later to the memory of the control device 60. The display unit 42 can display a setting state such as a target fixing temperature described later. The timer 43 can measure various predetermined times such as a monitoring time M described later.
[0017]
The control device 60 is connected to a power switch 7 for supplying or shutting off the power to the halogen lamp 1 so as to be able to transmit signals. By switching the power switch 7 on and off, the energization of the halogen lamp 1 is performed. And the temperature of the heating roller surface 3a is controlled.
[0018]
As shown in FIG. 1, the control device 60 is provided with a target temperature setting unit 60a as means for setting the target fixing temperature. The target temperature of the heating roller surface 3a at the time of fixing is the target fixing temperature. The target temperature setting unit 60a changes the setting of the target fixing temperature of the heating roller surface 3a so that the control device 60 can perform equal temperature control at different target fixing temperatures.
Specifically, the target fixing temperature is set by changing the set values of the on temperature at which the halogen lamp 1 is turned on and the off temperature at which the halogen lamp 1 is turned off in accordance with the detected temperature of the thermistor 5. .
In this embodiment, three target values T, Th, and Tl are set as target fixing temperatures (shown in FIGS. 4 and 5). Th> T> Tl. Assume that the basic target fixing temperature is T, and the target fixing temperature is changed to Th or Tl as necessary.
[0019]
When the sheet is fixed, the control device 60 controls energization of the halogen lamp 1 so that the temperature of the heating roller surface 3a becomes equal to the average temperature.
The isothermal control by the control device 60 starts heating the heating roller 3 when the temperature detection value of the heating roller surface 3a by the thermistor 5 falls below the ON temperature, and when the temperature detection value exceeds the OFF temperature, the heating roller 3 Heating is stopped and done.
[0020]
As shown in FIG. 3, an off temperature T_off and an on temperature T_on are set around the target fixing temperature T. The off temperature T_off is a temperature at which the energization of the halogen lamp 1 is turned off, and the on temperature T_on is a temperature at which the energization of the halogen lamp 1 is turned on.
[0021]
In the isothermal control of the heating roller 3, when the temperature of the heating roller surface 3a rises above the off temperature T_off, the control device 60 stops energizing the halogen lamp 1 to cool the heating roller 3, and the heating roller surface 3a When the temperature falls below the on-temperature T_on, energization is resumed to heat the heating roller 3. Then, the temperature of the heating roller surface 3a is controlled to be within the insensitive temperature zone w from the off temperature T_off to the on temperature T_on so that the temperature of the heating roller surface 3a is maintained at the target fixing temperature T on average. To do.
As described above, the control device 60 controls the temperature of the heating roller surface 3a to an equal temperature by the on / off control of the energization of the halogen lamp 1.
In FIG. 3 and FIGS. 4 and 5 to be described later, the temperature change detected by the thermistor 5 is simplified for ease of explanation, but the change is a curved line.
[0022]
The fixability of the toner to the paper 10 after the transfer is determined according to the amount of heat applied to the paper 10. In order to secure the fixing property, it is necessary to apply a certain amount of heat to the sheet 10, but if excessive heat is applied, problems such as curling occur. In addition, power consumption and (time required for heating the heating roller 3) increase time until printing is completed.
The sheet 10 is heated by the heating roller 3 and is already in thermal equilibrium with the surroundings of the fixing device 16. The sheet 10 is conveyed to the fixing device 16 in a cold state when the image forming apparatus 40 is in a cold environment, and is conveyed in a warm state in a high temperature environment.
Therefore, in order to make the fixing property of the paper 10 constant, it is necessary to make the sum of the amount of heat applied by the ambient temperature and the amount of heat applied from the fixing device 16 equal. That is, when the ambient temperature of the fixing device 16 is high, the target fixing temperature of the heating roller 3 needs to be lowered, and when the ambient temperature of the fixing device 16 is low, the target fixing temperature of the heating roller 3 needs to be increased.
[0023]
FIG. 3 shows temporal changes between the detected temperature of the thermistor 5 and the on / off control of the halogen lamp 1 in a state where the toner 10 has a toner fixing property and an excessive amount of heat is not applied. In this state, the ambient temperature and the basic target fixing temperature T correspond to each other, and the total heat amount of the heat amount applied from the periphery of the fixing device 16 and the heat amount applied from the heating roller 3 ensures the fixability and does not become excessive. The amount is appropriate.
As described above, at the basic target fixing temperature T, the temperature range of the ambient temperature at which the fixing is appropriately performed is set as the set temperature range.
[0024]
On the other hand, the left side of FIG. 4 shows the time change between the detected temperature of the thermistor 5 and the on / off control of the halogen lamp 1 in a state where an excessive amount of heat exceeding the toner fixing property is applied. In this state, the ambient temperature is higher than the set temperature range, and the total amount of heat applied from the periphery of the fixing device 16 and the amount of heat applied from the heating roller 3 is an excessive amount.
In this way, the state where the ambient temperature is higher than the set temperature range is hereinafter referred to as “the ambient temperature is high”.
Similarly, the left side of FIG. 5 shows the time change between the detected temperature of the thermistor 5 and the on / off control of the halogen lamp 1 in a state where the amount of heat applied is insufficient and the toner fixing property is not ensured. In this state, the ambient temperature is lower than the set temperature range, and the total amount of heat applied from the periphery of the fixing device 16 and the amount of heat applied from the heating roller 3 is an insufficient amount.
In this way, the case where the ambient temperature is lower than the set temperature range is hereinafter referred to as “the ambient temperature is low”.
[0025]
The target temperature setting unit 60a reduces the setting of the target fixing temperature when the “ambient temperature is high” so as to keep the total amount of heat applied to the paper 10 constant. Similarly, when the “ambient temperature is low”, the setting of the target fixing temperature is raised so that the total amount of heat applied to the paper 10 is kept constant.
[0026]
The fixing device 16 includes an ambient temperature determination unit 8 for determining whether the ambient temperature is high or low.
The ambient temperature determination means 8 is configured by using a part of various devices constituting the fixing device 16, and includes the thermistor 5, a temperature monitor unit 60 b and a calculation unit 60 c included in the control device 60. Yes.
[0027]
As shown in FIG. 6, the determination of the level of the ambient temperature by the ambient temperature determination means 8 is performed as follows.
First, the temperature monitor 60b monitors the temperature gradient of the heating roller surface 3a for a predetermined monitoring time M (step 101). Next, the calculation unit 60c calculates the length of the total time of the temperature gradient plus by adding up the time when the temperature gradient is plus (step 102).
Then, the temperature gradient plus total time is compared with the upper threshold value D1 and the lower threshold value U1 (shown in FIG. 7) in the standard total time range (step 103 and step 105). If the temperature gradient plus total time is shorter than the lower threshold D1 of the standard total time range, it is determined that “ambient temperature is high”, and the target fixing temperature is lowered from T to Tl (step 104). On the other hand, if the temperature gradient plus total time is longer than the upper threshold value U1 of the standard total time range, it is determined that the “ambient temperature is low” and the target fixing temperature is increased from T to Th (step 106). If the temperature gradient plus the total length of time is between the lower threshold value D1 and the upper threshold value U1, it is determined that the ambient temperature is within the set temperature range, and the target fixing temperature is maintained without being changed ( Step 107). In other words, if the ambient temperature of the fixing device 16 is within the set temperature range, the fixing is surely performed. At this time, the total time of the temperature gradient plus or minus time is within the standard total time range.
These procedures are described in more detail below.
[0028]
First, the temperature gradient monitoring of the heating roller surface 3a by the temperature monitoring unit 60a will be described.
During the isothermal control of the heating roller 3, the thermistor 5 detects the temperature of the heating roller surface 3a every time width Δt. In particular, in this embodiment, temperature detection is performed during the isothermal control at the basic target fixing temperature T. The temperature monitor 60b stores the temperature detection value of the thermistor 5 for each time width Δt.
Then, the temperature gradient can be calculated by dividing the difference between the previous temperature detection value and the current temperature detection value by the time width Δt. The temperature monitor 60b calculates a temperature gradient and stores the calculated temperature gradient value for each time width Δt. The calculation of the temperature gradient may be performed by the calculation unit 60c or another calculation unit of the control device 60.
As described above, the temperature monitoring unit 60b monitors the temperature gradient of the heating roller surface 3a.
[0029]
As shown in FIGS. 4A and 5A, the temperature gradient is monitored only during a predetermined monitoring time M. In the case of the present embodiment in which the temperature gradient is monitored at the basic target fixing temperature T, the monitoring is started immediately after, for example, the heating roller surface 3a is controlled at an equal temperature at the target fixing temperature. Assumed to be performed.
In the fixing device 16, the heating roller 3 is under isothermal control at a standby temperature lower than the target fixing temperature during a standby time in which a transfer instruction is not commanded. In the monitor, in order to see the temperature gradient at the target fixing temperature, the monitoring is started after the rise from the standby temperature to the target fixing temperature is once completed.
[0030]
Next, processing in the calculation unit 60c will be described.
When the monitoring of the temperature gradient during the monitoring time M is completed by the temperature monitoring unit 60b, the calculation unit 60b adds up the temperature gradient plus times a1, a2,... (Shown in FIGS. 4 and 5) to calculate the temperature. Calculate the total time of the gradient plus.
The temperature gradient plus means that the current temperature detection value is higher than the previous temperature detection value in the time width Δt, and means that the temperature is rising. The minus temperature gradient means that the current temperature detection value is lower than the previous temperature detection value in the time width Δt, and means that the temperature is decreasing.
Note that the temperature rise and temperature drop of the heating roller surface 3a are generated by performing isothermal control at the target fixing temperature as described above.
[0031]
Then, as shown in FIG. 7, when the temperature gradient plus the total time is shorter than the predetermined lower threshold D1, the ambient temperature determining means 8 determines that “the ambient temperature is high”. Similarly, when the temperature gradient plus the total time is longer than the predetermined upper threshold U1, the ambient temperature determination means 8 determines that “the ambient temperature is low”. Further, when the temperature gradient plus the total time is a length that falls between the lower threshold value D1 and the upper threshold value U1, the ambient temperature determination unit 8 determines that the ambient temperature is in the set temperature range.
[0032]
The upper threshold value U1 and the lower threshold value D1 are determined as follows.
As the ambient temperature increases and the difference from the target fixing temperature decreases, the heater 3 becomes difficult to cool. Conversely, as the ambient temperature decreases and the difference from the target fixing temperature increases, the heater 3 is less likely to warm up.
In the left part of FIG. 4A, the total time of the temperature gradient minus is longer than the total time of the temperature gradient plus. This shows that the difference between the target fixing temperature and the ambient temperature is small, and the heater 3 is difficult to cool.
On the other hand, in the left part of FIG. 5A, the total time of the temperature gradient minus is shorter than the total time of the temperature gradient plus. This shows that the difference between the target fixing temperature and the ambient temperature is increased, and the heater 3 is difficult to warm up.
[0033]
That is, the length of the temperature gradient plus the total time within the predetermined monitoring time M gives information on the level of the ambient temperature. Therefore, it is possible to find an empirical correspondence between the temperature gradient plus the total length of time and the ambient temperature. That is, the lower limit value and the upper limit value of the length of the temperature gradient plus the total time can be obtained experimentally so as to give a state in which the toner fixing property is ensured but the heating amount is not excessive.
In this embodiment, by comparing the result of the temperature gradient monitoring by the ambient temperature determination means 8 with the printing condition of the paper 10 at that time, an empirical correspondence between the temperature gradient plus the total length of time and the ambient temperature. The relationship is derived.
For this reason, it is possible to detect the temperature gradient plus the total time period in which the printing condition is appropriate by a comparative experiment of the printing condition for each temperature gradient plus the total time. This time zone is the aforementioned standard total time zone. Then, the lower limit value of the standard total time range is set as the lower threshold value D1, and the upper limit value is similarly set as the upper threshold value U1.
[0034]
When the temperature gradient plus the total time is a time that coincides with the lower threshold D1, the ambient temperature at that time reaches the upper limit temperature of the set temperature range. Further, when the temperature gradient plus total time is a time that coincides with the upper threshold value U1, the ambient temperature at that time reaches the lower limit temperature of the set temperature range.
Therefore, when the temperature gradient plus the total time is shorter than the lower threshold D1, the paper 10 has a problem of excessive heating. Further, when the temperature gradient plus the total time is longer than the upper threshold value U1, a defect of poor fixing property occurs on the paper 10.
[0035]
In the present embodiment, the upper threshold value U1 and the lower threshold value D1 are threshold values for the temperature gradient plus the total time when the basic target fixing temperature T is a temperature to be monitored.
The upper threshold U1 and the lower threshold D1 with respect to the temperature gradient plus the total time corresponding to the upper limit and the lower limit of the set temperature range change depending on the control target temperature of the equal temperature control for performing the temperature gradient monitoring.
For example, when the standby temperature lower than the basic target fixing temperature T is set as a control target value for equal temperature control for monitoring the temperature gradient, the upper threshold value U1 and the lower threshold value D1 are the target fixing temperature T. Compared to, it is displaced to the long time side. This is because when the isothermal control is performed at the standby temperature, the standby temperature is closer to the ambient temperature than the target fixing temperature T, and thus the heating roller 3 is easily heated and is not easily cooled.
Therefore, it is necessary to use the upper threshold value U1 and the lower threshold value D1 corresponding to the setting depending on the setting of the control target temperature of the equal temperature control in the temperature gradient monitor.
[0036]
As described above, the ambient temperature determination means 8 is configured.
The ambient temperature determination means 8 determines whether the actual ambient temperature is higher or lower than the set temperature range where the fixing property is maintained constant or whether the actual temperature is within the set temperature range. Judge indirectly based on the results.
Then, based on the determination of the ambient temperature level by the ambient temperature determination means 8, the target temperature setting unit 60a changes the set value of the target fixing temperature.
In the case of “the ambient temperature is high” shown in FIG. 4, the target temperature setting unit 60 a decreases the target fixing temperature from T to Tl. The state of the change is shown from the left side to the right side of FIG. Then, the amount of heat applied from the heating roller 3 to the paper 10 is reduced in accordance with the level of the ambient temperature so that the fixing is performed appropriately.
On the other hand, when the “ambient temperature is low” shown in FIG. 5, the target temperature setting unit 60a increases the target fixing temperature from T to Th. The state of the change is shown from the left side to the right side of FIG. Then, the amount of heat applied from the heating roller 3 to the paper 10 is increased in accordance with the level of the ambient temperature so that the fixing is performed appropriately.
When the ambient temperature is in the set temperature range, the target temperature setting unit 60a maintains the basic target fixing temperature T without changing the target fixing temperature.
[0037]
As described above, by changing the setting value of the target fixing temperature corresponding to the level of the ambient temperature, the external temperature environment of the fixing device 16 and the device (image forming device 40) that accommodates the fixing device 16, Even if the ambient temperature changes due to the usage time of the fixing device 16 or the like, there is no problem in fixing the paper.
That is, it is possible to prevent problems such as curling by supplying an excessive amount of heat more than maintaining the fixing property of the sheet, or impairing the fixing property due to insufficient amount of heat to be supplied.
In particular, since the target fixing temperature can be lowered except in a low-temperature environment, in addition to preventing the occurrence of curling, this leads to a reduction in printing time and a reduction in power consumption.
[0038]
In the above, the ambient temperature determination means 8 uses the temperature gradient within the predetermined monitoring time M plus the total length of time to obtain a determination material regarding the level of the ambient temperature.
Instead of calculating the total temperature gradient plus time, calculate the total time minus the temperature gradient, and use the length of the temperature gradient minus total time as a reference to determine whether the ambient temperature is high or low. Obtainable.
[0039]
In the above description, the ambient temperature determination means 8 determines whether the ambient temperature is high or low by monitoring the temperature gradient of the heating roller surface 3a and comparing it with the upper and lower thresholds U1 and D1 of the standard total time range. I am doing so.
Therefore, it is possible to determine whether the ambient temperature is higher or lower than a predetermined set temperature range or within the set temperature range by using the function of the control device 60 provided in the fixing device 16. is there. Further, it is not necessary to separately provide temperature detecting means such as a thermometer in addition to the thermistor 5 for detecting the temperature of the heating roller surface 3a. Therefore, the cost increase does not increase.
[0040]
Next, the image forming apparatus 140 according to the second embodiment will be described with reference to FIG.
The fixing device 116 included in the image forming apparatus 140 is also provided with an ambient temperature determination unit 108 for determining whether the ambient temperature is high or low.
The ambient temperature determination unit 108 is configured by using a part of various devices constituting the fixing device 116, and includes the thermistor 5, a control state monitor unit 160 b and a calculation unit 160 c included in the control device 160. ing. The control device 160 is also provided with a target temperature setting unit 160a for setting a target fixing temperature. In the second embodiment, the content of the control process by the ambient temperature determining means 108 is only different from the process content of the ambient temperature determining means 8 of the first embodiment.
[0041]
As shown in FIG. 9, the ambient temperature determination means 108 determines whether the ambient temperature is high or low as follows.
First, the control state monitoring unit 160b monitors the on / off control time of the heating roller 3 for a predetermined monitoring time M (step 201). Next, the calculation unit 160c calculates the length of the on-control total time by summing the times in the on-control state (step 202).
Then, the ON control total time is compared with the upper threshold value U2 and the lower threshold value D2 (FIG. 10) in the standard total time range (step 203 and step 205). If the ON control total time is shorter than the lower threshold D2 of the standard total time range, it is determined that the “ambient temperature is high”, and the target fixing temperature is lowered from T to Tl (step 204). On the other hand, if the ON control total time is longer than the upper threshold U2 in the standard total time range, it is determined that the “ambient temperature is low”, and the target fixing temperature is increased from T to Th (step 206).
Further, when the length of the on-control total time is between the lower threshold value D2 and the upper threshold value U2, it is determined that the ambient temperature is in the set temperature range, and the target fixing temperature is maintained without being changed ( Step 207). That is, if the ambient temperature of the fixing device 116 is within the set temperature range, the fixing is surely performed. At this time, the total time of the temperature gradient plus or minus time is within the standard total time range.
These procedures are described in more detail below.
[0042]
First, the monitoring of the on / off control of the heating roller 3 by the control state monitoring unit 160b will be described.
The on / off control of the heating roller 3 is performed every time width Δt. In the control state monitor unit 160b, data relating to whether the halogen lamp 1 is switched on / off is stored for each time width Δt.
As described above, the control state monitoring unit 160b monitors the switching state of the on / off control of the heating roller 3.
Note that the time width Δt of the on / off control in the second embodiment and the time width Δt of detection by the thermistor 5 in the first embodiment are the same, but if one is a constant multiple of the other, Different time spans may be used.
[0043]
  As shown in FIGS. 4B and 5B, monitoring of the control state is performed only during a predetermined monitoring time M. In the case of the present embodiment where the control state is monitored at the basic target fixing temperature T, the monitoring is started immediately after, for example, the heating roller surface 3a is controlled at the target fixing temperature at an equal temperature. Assumed to be performed.
In the monitor, the target fixing temperature isON / OFF control statusTherefore, monitoring is started after the rise from the standby temperature to the target fixing temperature is once completed.
[0044]
Next, processing in the calculation unit 160c will be described.
When the on / off control time is monitored during the monitoring time M by the control state monitoring unit 160b, the calculation unit 160b adds the on control state times c1, c2,. The total time is calculated (shown in FIGS. 4 and 5).
Note that switching of the on / off control of the heating roller 3 occurs when the control device 160 performs isothermal control at the target fixing temperature.
[0045]
Then, as shown in FIG. 10, when the total ON control time is shorter than the predetermined lower threshold D2, the ambient temperature determination means 108 determines that “the ambient temperature is high”. Similarly, when the ON control total time is longer than the predetermined upper threshold value U2, the ambient temperature determination means 108 determines that “the ambient temperature is low”. Further, when the total ON control time is long enough to fall between the lower threshold value D2 and the upper threshold value U2, the ambient temperature determination unit 108 determines that the ambient temperature is within the set temperature range.
[0046]
The length of the on-control total time within the predetermined monitoring time M also gives information on the level of the ambient temperature, similarly to the temperature gradient total time. Therefore, it is possible to find an empirical correspondence between the temperature gradient plus the total length of time and the ambient temperature. That is, it is possible to experimentally determine the lower limit value and the upper limit value of the length of the on-control total time so as to give a state in which the toner fixing property is ensured but the heating amount is not excessive.
In this embodiment, a comparison between the result of the on / off control state monitoring by the ambient temperature determination means 108 and the printing condition of the paper 10 at that time makes an empirical relationship between the length of the on control total time and the ambient temperature. The corresponding relationship is derived.
For this reason, it is possible to detect the time range of the on-control total time in which the printing condition is appropriate by the comparison experiment of the printing condition for each on-control total time. This time zone is the aforementioned standard total time zone. Then, the lower limit value of the standard total time range is set as the lower threshold value D2, and the upper limit value is also set as the upper threshold value U2.
[0047]
When the on-control total time is equal to the lower threshold value D2, the ambient temperature at that time reaches the upper limit temperature of the set temperature range. Further, when the on-control total time is a time that coincides with the upper threshold value U2, the ambient temperature at that time reaches the lower limit temperature of the set temperature range.
When the ON control total time is shorter than the lower threshold value D2, the paper 10 has a problem of excessive heating. In addition, when the temperature gradient plus the total time is longer than the upper threshold value U2, a problem of poor fixing property occurs on the paper 10.
[0048]
In the present embodiment, the upper threshold value U2 and the lower threshold value D2 are threshold values for the on-control total time when the basic target fixing temperature T is set as a monitoring temperature.
Therefore, as in the case of the first embodiment using the temperature gradient plus the total time, the upper threshold value U2 and the lower threshold value D2 corresponding to the setting are set by setting the control target temperature of the equal temperature control in the on / off control state monitor. Must be used.
[0049]
As described above, the ambient temperature determination unit 108 is configured.
The ambient temperature determination means 108 determines whether the actual ambient temperature is higher or lower than the set temperature range where the fixing property is maintained constant, or whether the actual temperature is within the set temperature range. Judge indirectly based on the results of the monitor.
The target temperature setting unit 160a changes the set value of the target fixing temperature based on the determination of the level of the ambient temperature by the ambient temperature determination unit 108.
In the case of “the ambient temperature is high” shown in FIG. 4, the target temperature setting unit 160 a decreases the target fixing temperature from T to Tl. The state of the change is shown from the left side to the right side of FIG. Then, the amount of heat applied from the heating roller 3 to the paper 10 is reduced in accordance with the level of the ambient temperature so that the fixing is performed appropriately.
On the other hand, in the case of “the ambient temperature is low” shown in FIG. 5, the target temperature setting unit 160a increases the target fixing temperature from T to Th. The state of the change is shown from the left side to the right side of FIG. Then, the amount of heat applied from the heating roller 3 to the paper 10 is increased in accordance with the level of the ambient temperature so that the fixing is performed appropriately.
When the ambient temperature is in the set temperature range, the target temperature setting unit 160a maintains the basic target fixing temperature T without changing the target fixing temperature.
[0050]
In the above description, whether the ambient temperature is determined by the ambient temperature determining means 108 is determined by monitoring the on / off control state of the heating roller 3 (halogen lamp 1), and setting the length of the on control total time in the standard total time range. The comparison is made in comparison with the upper and lower threshold values U2 and D2.
Therefore, it is possible to determine whether the ambient temperature is higher or lower than a predetermined set temperature range or within the set temperature range by using the function of the control device 160 provided in the fixing device 116. is there. Further, it is not necessary to separately provide temperature detecting means such as a thermometer in addition to the thermistor 5 for detecting the temperature of the heating roller surface 3a. Therefore, the cost increase does not increase.
[0051]
In the above, the ambient temperature determination means 108 uses the length of the on-control total time within the predetermined monitoring time M to obtain a determination material regarding the level of the ambient temperature.
Instead of calculating the on-control total time, calculate the total off-control time, and obtain the judgment material regarding the level of the ambient temperature in the same manner as described above, based on the length of the off-control total time. Can do.
[0052]
In the above description, the monitoring of the control time by the ambient temperature determining means is performed during the isothermal control at the target fixing temperature of the heating roller 3, but is not limited to this time. As long as it is during the isothermal control, it may be at another time, for example, during isothermal control at the standby temperature in the standby state.
[0053]
In addition, the control state monitoring timing is immediately after the start of the isothermal control at the target fixing temperature, but is not limited to this timing. During the isothermal control at the target fixing temperature, the ambient temperature determination unit periodically executes the monitor, and the target temperature setting unit 160a responds to the increase in the ambient temperature due to heat generation from the fixing device 116. The set value may be changed.
[0054]
In the ambient temperature determination means 8 and 108 of the first and second embodiments described above, information related to temperature control of the heating roller 3 is not directly detected by the ambient temperature determination means. This is used to determine whether the fixing property is appropriate or not. The information related to the temperature control is the temperature gradient plus the length of the total time and the length of the on-control time within the predetermined monitoring time M.
Instead of the configuration of indirectly determining the level of the ambient temperature, the temperature around the fixing device may be directly detected by the temperature detection means. Specifically, this is performed as follows.
In the image forming apparatus, temperature detection means such as a thermometer is provided at a position separated from the fixing device, and ambient temperature is detected by the temperature detection means. Then, an upper threshold value and a lower threshold value are provided for the ambient temperature. If the detected value for the ambient temperature is higher than the upper threshold value, the target fixing temperature is decreased. If the detected ambient temperature value is lower than the lower threshold value, the target fixing temperature is increased. Shall be The determination of the upper threshold value and the lower threshold value can be theoretically performed by obtaining a predicted value of the amount of heat applied to the paper 10, and, as described above, the printing condition of the paper 10 is compared for each ambient temperature. This can be done experimentally.
[0055]
In addition, it is possible to configure the ambient temperature detection means that can detect not only the ambient temperature level but also the ambient temperature by using the ambient temperature determination means 8 and 108 of the first and second embodiments. .
As described above, in the ambient temperature determination means 8 and 108, the temperature gradient within the predetermined monitoring time M plus the length of the total control time and the total on-control time provide information on the level of the ambient temperature. It is possible to find an empirical correspondence between the temperature gradient plus the total length of time or the on-control total time and the ambient temperature.
It is possible to derive a relational expression between the temperature gradient plus the total length and the ambient temperature by actually detecting the ambient temperature using the above correspondence.
[0056]
The derivation of the relational expression is performed as follows when the ambient temperature determination means 8 of the first embodiment is used.
First, the image forming apparatus as an experimental machine is provided with temperature detecting means such as a thermometer for detecting the ambient temperature. The temperature detection means is disposed at a position away from the fixing device.
In the experimental machine, the ambient temperature is actually detected under many conditions with different ambient temperatures, and the temperature gradient plus the total length of time is calculated for each condition. Based on the results of this experiment, the correspondence between the temperature gradient plus the total length of time and the ambient temperature is graphed to derive an approximate curve (or straight line). As described above, it is possible to derive the corresponding relational expression between the temperature gradient plus the total length of time and the ambient temperature.
[0057]
Then, the relational expression is stored in the memory of the control device 60 provided in the image forming apparatus 40 of the first embodiment. In this manner, an image forming apparatus having a correspondence relation between the temperature gradient plus the total length of time and the ambient temperature is configured. In the image forming apparatus, it is possible to derive or detect the ambient temperature by substituting the calculated value of the temperature gradient plus the total time by the ambient temperature detecting means 8 into the relational expression.
As described above, an image forming apparatus capable of detecting the ambient temperature can be configured by including the ambient temperature determining unit 8 and the relational expression obtained by the experimental machine.
[0058]
Further, when using the ambient temperature determining means 108 of the second embodiment, the relational expression can be derived by trial using an experimental machine in the same manner as when using the ambient temperature determining means 8. It is. Therefore, by providing the derived relational expression and the ambient temperature determination means 108, an image forming apparatus capable of detecting the ambient temperature can be configured.
As described above, it is possible to configure the ambient temperature detection means that can detect the ambient temperature regardless of which of the ambient temperature determination means 8 and 108 is used.
[0059]
【The invention's effect】
  As described in claim 1ConstituteSo
  Even if the ambient temperature changes due to the external temperature environment of the fixing device or the apparatus (image forming apparatus) that accommodates the fixing device, the usage time of the fixing device, or the like, there is no problem in fixing the paper. That is, it is possible to prevent problems such as curling by supplying an excessive amount of heat more than maintaining the fixing property of the sheet, or impairing the fixing property due to insufficient amount of heat to be supplied.
  In particular, since the target fixing temperature can be lowered except in a low-temperature environment, in addition to preventing the occurrence of curling, this leads to a reduction in printing time and a reduction in power consumption.
  Further, it is possible to detect the ambient temperature, determine whether the ambient temperature is an appropriate temperature for fixing, or the like by using the function of the control device provided in the fixing device. Further, it is not necessary to separately provide temperature detecting means such as a thermometer in addition to the thermistor for detecting the temperature of the heating roller surface. Therefore, the cost increase does not increase.
[0060]
  As described in claim 2ConstituteSo
  Even if the ambient temperature changes due to the external temperature environment of the fixing device or the apparatus (image forming apparatus) that accommodates the fixing device, the usage time of the fixing device, or the like, a problem in fixing the sheet does not occur. That is, it is possible to prevent problems such as curling by supplying an excessive amount of heat more than maintaining the fixing property of the sheet, or impairing the fixing property due to insufficient amount of heat to be supplied.
  In particular, since the target fixing temperature can be lowered except in a low-temperature environment, in addition to preventing the occurrence of curling, this leads to a reduction in printing time and a reduction in power consumption.
  Also,It is possible to detect the ambient temperature, determine whether the ambient temperature is an appropriate temperature for fixing, or the like by using the function of the control device provided in the fixing device. Further, it is not necessary to separately provide temperature detecting means such as a thermometer in addition to the thermistor for detecting the temperature of the surface of the heating roller. Therefore, the cost increase does not increase.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic side view showing a configuration of an image forming apparatus 40. FIG.
FIG. 2 is a schematic side view showing the configuration of the fixing device 16 of the first embodiment.
Fig. 3 Thermistor when the ambient temperature is in the set temperature range5It is a figure which shows the time change of detected temperature of this and the on / off control of the halogen lamp 1. FIG.
Fig. 4 Thermistor when ambient temperature is high5It is a figure which shows the time change of detected temperature of this and the on / off control of the halogen lamp 1. FIG.
[Figure 5] Thermistor used when the ambient temperature is low5It is a figure which shows the time change of detected temperature of this and the on / off control of the halogen lamp 1. FIG.
FIG. 6 is a procedure diagram showing a processing procedure of ambient temperature height judgment in ambient temperature judgment means 8;
FIG. 7 is a diagram showing the correspondence between temperature gradient plus total time and ambient temperature level.
FIG. 8 is a schematic side view illustrating a configuration of a fixing device 116 according to a second embodiment.
FIG. 9 is a diagram showing the correspondence between the on-control total time and the level of the ambient temperature.
FIG. 10 is a diagram showing a change over time in the detection temperature of the thermistor 5 and the on / off control of the halogen lamp in a conventional fixing device with a fixed target fixing temperature.

Claims

An image forming apparatus that includes a heating roller in a fixing device and controls the heating roller at an equal temperature at a target fixing temperature, and determines a target temperature setting unit that can change the target fixing temperature, and whether the ambient temperature of the fixing device is high or low Ambient temperature judgment means,
A temperature gradient monitoring unit that monitors the temperature gradient of the heating roller surface over time for a predetermined time after the temperature of the heating roller surface is controlled to be equal to the target fixing temperature. A calculation unit that calculates the total time of the gradient plus (or the minus total time of the temperature gradient),
Ambient temperature judgment means compares the calculated temperature gradient plus total time (or temperature gradient minus total time) with the set total time range to judge the level of ambient temperature,
When the ambient temperature determination unit determines that the ambient temperature is higher than the set temperature range , the target temperature setting unit changes the target fixing temperature to be lower than the target fixing temperature when the ambient temperature determination unit determines whether the ambient temperature is high or low. When the ambient temperature determining unit determines that the ambient temperature is lower than the temperature range, the control is performed so that the target fixing temperature is changed to a target fixing temperature higher than the target fixing temperature when the ambient temperature determining unit determines whether the ambient temperature is high or low. To
An image forming apparatus.

An image forming apparatus that includes a heating roller in a fixing device and controls the heating roller at an equal temperature at a target fixing temperature, and determines a target temperature setting unit that can change the target fixing temperature, and whether the ambient temperature of the fixing device is high or low Ambient temperature judgment means,
The ambient temperature determination means includes a control state monitor unit that monitors the on / off control state of the heating roller for a predetermined time after the temperature of the surface of the heating roller is controlled to be equal to the target fixing temperature. And a calculation unit that calculates time (or off control total time),
The ambient temperature determination means compares the calculated on-control total time (or off-control total time) with the set total time range to determine the level of the ambient temperature,
When the ambient temperature determination unit determines that the ambient temperature is higher than the set temperature range , the target temperature setting unit changes the target fixing temperature to be lower than the target fixing temperature when the ambient temperature determination unit determines whether the ambient temperature is high or low. When the ambient temperature determining unit determines that the ambient temperature is lower than the temperature range, the control is performed so that the target fixing temperature is changed to a target fixing temperature higher than the target fixing temperature when the ambient temperature determining unit determines whether the ambient temperature is high or low. To
An image forming apparatus.