JP2000259036A

JP2000259036A - 画像形成装置

Info

Publication number: JP2000259036A
Application number: JP11059515A
Authority: JP
Inventors: Kazuhiko Hirooka; 和彦廣岡
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1999-03-05
Filing date: 1999-03-05
Publication date: 2000-09-22

Abstract

(57)【要約】【課題】定着回転体の摩損などを生じない非接触型表
面温度検出手段を用い、且つ、定着回転体の非接触型表
面温度検出手段の出力の検知方法を最適化して、精度良
く、安定して定着回転体の表面温度を検出できる画像形
成装置を提供する。【解決手段】加熱手段５３を有する定着回転体５１を
用いて記録材を挟持搬送する画像形成装置において、前
記定着回転体５１の表面温度に応じた表面温度信号を出
力する、前記定着回転体の表面に対して非接触に設けら
れる非接触型表面温度検出手段６０と、前記定着回転体
５１へと搬送される前記記録材の搬送状態を検出する搬
送状態検出手段６４と、前記非接触型表面温度検出手段
６０の出力する前記表面温度信号と、前記搬送状態検出
手段によって検出された前記記録材の搬送状態とに基づ
いて、前記加熱手段の駆動を制御する制御装置７０と、
を有する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、例えば電子写真方
式或は静電記録方式を用いて、記録材上に現像剤による
未定着のトナー像を形成し、この未定着トナー像を加熱
手段を有する定着回転体を用いて記録材上に定着して永
久画像を得る、例えば複写機、プリンタ、ファクシミリ
などとされる画像形成装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、例えば電子写真複写機に代表され
る、電子写真方式を用いた画像形成装置が知られてい
る。図９は、電子写真方式の従来の画像形成装置の概略
構成を示す。画像形成装置は、像担持体として、例えば
矢印方向に回転可能なドラム状とされる電子写真感光体
（以下、「感光ドラム」と呼ぶ。）５の表面を一次帯電
器６にて一様に帯電した後、この表面を光学系２が画像
情報に応じて露光（Ｌ）し、感光ドラム５上に静電潜像
を形成する。その後この静電潜像を現像器９が現像剤
（トナーを含む）にて可視化し、所謂、トナー像を感光
ドラム５上に形成する。更に、このトナー像を、記録材
収容手段である給紙カセット１４から所望のタイミング
で搬送されてきた記録材Ｐ上に転写する。続いて、未定
着のトナー像を担持した記録材Ｐを定着装置５０まで搬
送し、加熱及び加圧することにより、未定着トナー像を
記録材Ｐ上に定着して永久画像を得る。

【０００３】従来、定着装置５０としては、定着回転体
として例えばローラ状とされて内部に加熱手段を有する
加熱定着回転体（以下、「定着ローラ」と呼ぶ。）５１
と、例えばローラ状とされて定着ローラ５１を押圧して
回転する加圧定着回転体（以下、「加圧ローラ」と呼
ぶ。）５２とを備えるものがある。又、従来、定着ロー
ラ５１に組み込まれる加熱手段としては、例えばハロゲ
ンヒータが用いられる。

【０００４】尚、従来、加熱定着回転体及び加圧定着回
転体は同一形状及び同一構成とすること、或は異なる形
状及び構成とすることが可能であり、加熱手段は定着ロ
ーラ５１及び加圧ローラ５２の双方に備えることが可能
である。

【０００５】従来、定着ローラ５１の表面温度は、表面
温度検出手段としてサーミスタ１５０などの温度検出素
子を用いて検出し、加熱手段に接続されたトライアック
などのスイッチ素子（図示せず）をＯＮ／ＯＦＦ制御す
ることによって所望の表面温度になるように制御する。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来の画像形成装置において、表面温度検出手段としての
サーミスタ１５０を用い、精度良く定着ローラ５１の表
面温度を検出するためには、サーミスタ１５０を定着ロ
ーラ５１の表面に当接させる必要がある。従って、定着
ローラ５１の表面にサーミスタ１５０との接触による傷
が生じ、又、記録材Ｐから定着ローラ５１の表面に付着
したトナーによってサーミスタが汚染され、不具合を生
じるなどの問題があった。

【０００７】そこで、サーミスタ１５０を定着ローラ５
１の表面に対して非接触で使用することも提案されてい
るが、検出精度などの点に問題があり実用的ではない。

【０００８】従って、本発明の目的は、定着回転体の表
面温度検出手段として、例えば定着回転体表面の摩損な
どを引き起こさない非接触型表面温度検出手段を用い、
精度良く、安定して定着回転体の表面温度を検出できる
画像形成装置を提供することである。

【０００９】又、本発明の他の目的は、定着回転体の非
接触型表面温度検出手段の出力の検知方法を最適化する
ことである。

【００１０】

【課題を解決するための手段】上記目的は本発明に係る
画像形成装置にて達成される。要約すれば、本発明は、
加熱手段を有する定着回転体を用いて記録材を挟持搬送
する画像形成装置において、前記定着回転体の表面温度
に応じた表面温度信号を出力する、前記定着回転体の表
面に対して非接触に設けられる非接触型表面温度検出手
段と、前記定着回転体へと搬送される前記記録材の搬送
状態を検出する搬送状態検出手段と、前記非接触型表面
温度検出手段の出力する前記表面温度信号と、前記搬送
状態検出手段によって検出された前記記録材の搬送状態
とに基づいて、前記加熱手段の駆動を制御する制御装置
と、を有することを特徴とする画像形成装置である。

【００１１】本発明の一実施態様によると、前記搬送状
態検出手段は、前記記録材の搬送状態として前記定着回
転体へと搬送される前記記録材の搬送間隔を直接或は間
接的に検出する。又、本発明の好ましい実施態様による
と、前記制御装置は、前記記録材が前記定着回転体に搬
送されていない状態において予め決定された時間毎に前
記表面温度信号を検知して前記加熱手段の駆動を制御
し、前記定着回転体に前記記録材が搬送されている状態
において前記記録材の搬送間隔毎或は前記記録材の搬送
間隔の整数倍毎に前記表面温度信号を検知して前記加熱
手段の駆動を制御する。

【００１２】本発明の他の実施例によると、前記搬送状
態検出手段は、前記記録材の搬送状態として前記定着回
転体へと搬送される前記記録材が前記定着回転体に到達
したことを直接或は間接的に検出し、好ましくは、前記
搬送状態検知手段は、前記定着回転体へと搬送される前
記記録材の先端が前記定着回転体に到達したことを直接
或は間接的に検出する。又、本発明の好ましい実施態様
によると、前記制御装置は、前記記録材が前記定着回転
体に搬送されていない状態において予め決定された時間
毎に前記表面温度信号を検知して前記加熱手段の駆動を
制御し、前記定着回転体に前記記録材が搬送されている
状態において前記記録材が前記定着回転体に到達する毎
或は複数枚の記録材の到達毎に前記表面温度信号を検知
して前記加熱手段の駆動を制御し、好ましくは、前記制
御手段は、前記定着回転体に前記記録材が搬送されてい
る状態において、前記搬送状態検出手段の検出結果に基
づき前記記録材が前記定着回転体に到達した時点或は到
達してから所定時間後の前記定着回転体の前記表面温度
信号を検知して前記加熱手段の駆動を制御する。

【００１３】本発明の好ましい実施態様によると、前記
非接触型表面温度検出手段の出力に対してローパスフィ
ルター処理を施し、前記定着回転体の表面温度に応じた
表面温度信号として前記非接触型表面温度検出手段の出
力の逐次積分結果を出力する逐次積分演算処理手段を更
に有し、前記制御装置は、前記積分演算処理手段による
前記逐次積分結果と前記搬送状態検出手段によって検出
された前記記録材の搬送状態とに基づいて前記加熱手段
の駆動を制御する。

【００１４】本発明の他の実施態様によると、前記非接
触型表面温度検出手段は、前記定着回転体から放射され
る赤外線量を測定するための赤外線検出手段を有する。
又、好ましくは、前記非接触型表面温度検出手段は、前
記非接触型表面温度検出手段自体の周囲温度を検出し前
記赤外線検出手段の温度補償を行うための温度補償手段
を更に有する。本発明の一実施態様によると、前記赤外
線検出手段はサーモパイルでり、前記温度補償手段はサ
ーミスタである。

【００１５】本発明の他の実施態様によると、前記定着
回転体は、加熱定着回転体又は加圧定着回転体でり、好
ましくは前記定着回転体は、ローラ状である。

【００１６】

【発明の実施の形態】以下、本発明に係る画像形成装置
を図面に則して更に詳しく説明する。

【００１７】実施例１図１は、本発明に係る画像形成装置の一実施例の概略構
成を示す。本実施例によると、本発明は、電子写真方式
を用いた電子写真複写機に具現化されるが、本発明はこ
れに限定されるものではなく、電子写真方式或は静電記
録方式などを用いて記録材上に未定着トナー像を形成
し、その後この未定着トナー像を加熱手段を有する定着
回転体にて記録材上に定着して永久画像を得る、プリン
タ、ファクシミリなどの任意の画像形成装置に適用可能
であることを理解されたい。

【００１８】図１の画像形成装置は、画像形成装置本体
１００、原稿の自動給送を行う循環式自動原稿送り装
置、即ち、フィーダー２００、仕分け装置、即ち、ソー
ター３００に大別される。これらフィーダー２００及び
ソーター３００は、画像形成装置本体１００に対して自
在に組み合わせて使用することができる。

【００１９】画像形成装置の概略動作は、次のようであ
る。即ち、先ず、画像形成装置本体１００の原稿載置台
としての原稿台ガラス１に複写原稿を、直接或はフィー
ダー２００によって載置し、その後、画像読み取り手段
としての光学系２が有する原稿照明ランプ（露光手段）
２ａが、光学系モータ４により駆動されて原稿を走査露
光する。原稿からの反射光は走査ミラー２ｂ及びレンズ
系２ｃなどにより、矢印方向に回転する像担持体として
のドラム状の電子写真感光体、即ち、感光ドラム５上に
結像する。

【００２０】感光ドラム５は、メインモータ１３によっ
て駆動され、該感光ドラム５の表面は、その周囲に配設
されている一次帯電器６によって一様に帯電された後、
光学系２によって原稿の画像情報に従った露光（Ｌ）を
受け、該表面に静電潜像が形成する。感光ドラム５上に
形成された静電潜像は、感光ドラム５の回転に伴って現
像器９が現像剤（トナーを含む）によって可視化し、感
光ドラム５上にトナー像が形成する。又、感光ドラムの
周囲には上記の他に、ブランク露光ユニット７、電位セ
ンサ８が備えられている。

【００２１】一方、記録材収容手段としての上段給紙カ
セット１４、或は下段給紙カセット１５に収容された記
録材Ｐは、それぞれピックアップローラ１６或は１７を
介し、給紙ローラ１８或は１９により画像形成装置本体
１００内に送られ、レジストローラ２０により、感光ド
ラム５上のトナー像の先端と、記録材Ｐの先端とが一致
するようにタイミングがとられた後、感光ドラム５に向
かって給送される。

【００２２】こうして搬送されてきた記録材Ｐ上に、転
写帯電器１０の作用により、感光ドラム５上のトナー像
が静電的に転写される。続いて、転写により未定着トナ
ー像を担持した記録材Ｐは分離帯電器１１によって感光
ドラム５から分離され、搬送ベルト２１によって定着装
置５０に導かれる。

【００２３】本実施例によると、定着装置は定着回転体
としてローラ状とされて内部に加熱手段を有する加熱定
着回転体、即ち定着ローラ５１と、ローラ状とされて定
着ローラ５１を押圧して回転する加圧定着回転体、即ち
加圧ローラ５２とを備える。又、加熱手段である定着ヒ
ータ５３としては、例えばハロゲンヒータが用いられ
る。

【００２４】こうして定着装置５０まで搬送された未定
着のトナー像を担持した記録材Ｐは、定着ローラ５１及
び加圧ローラ５２によって加熱及び加圧され、未定着ト
ナー像は記録材Ｐ上に定着し永久画像となる。その後記
録材Ｐは、定着装置５０に近接する内排出ローラ２３、
ソーター３００側により近接する外排出ローラ３４など
によって画像形成装置本体１００外に排出される。又、
転写後に感光ドラム５上に残留する、所謂、転写残トナ
ーなどは、クリーニング装置１２によって除去され、表
面が清掃された感光ドラム５は繰り返し画像形成に供さ
れる。

【００２５】又、画像形成装置本体１００には、例えば
４０００枚の記録材Ｐを収納し得る記録材デッキ２４が
装備されている。記録材デッキ２４のリフタ２５は、給
紙ローラ２６に記録材Ｐが常に当接するように、記録材
Ｐの量に応じて給紙ローラ２６に向かって移動する。更
に、本実施例の画像形成装置は、マルチ手差しトレイ２
２を備えており、種々の記録材Ｐに画像形成することが
できる。

【００２６】更に、本実施例の画像形成装置は、記録材
Ｐの両面に画像形成する（以下、「両面記録」と呼
ぶ。）ことが可能であり、又記録材Ｐの同一面に画像を
重ねて記録する（以下、「多重記録」と呼ぶ。）ことも
可能である。従って、図１に示すように排紙フラッパ２
７を有しており、この排紙フラッパ２７が切り換わるこ
とによって、内排出ローラ２３から送り出された記録材
Ｐは、両面記録及び多重記録のための搬送経路、或はソ
ーター３００へ向かって記録材Ｐを排出する方向の搬送
経路へと方向が切り替えられる。又、両面記録を行うた
めの反転経路２９、両面記録と多重記録の経路を切り替
える多重フラッパ３１、再給紙経路２８、及び再給紙ト
レイ３０などを具備している。

【００２７】先ず、多重記録を行う場合には、第１回目
の画像が形成されて内排出ローラ２３を通過した記録材
Ｐを、排紙フラッパ２７を切り替えることにより（図１
中では上方に上げる）多重フラッパ３１方向へと搬送
し、更に、多重フラッパ３１を切り替えることにより
（図１中では左方向へ倒す）反転経路２９を介せずに直
接再給紙経路２８へと導き、再給紙トレイ３０に積載す
る。その後、再給紙トレイ３０に格納された最下層の記
録材Ｐから、順次、再給紙ローラ３２などにより搬送経
路３３を経て再びレジストローラ２０に導き、更に感光
ドラム５に向けて搬送する。

【００２８】又、両面記録を行う場合には、第１面に画
像が形成されて内排出ローラ２３を通過した記録材Ｐ
を、多重記録の場合と同様に多重フラッパ３１に向けて
搬送し、更に多重フラッパ３１を切り替えることにより
（図１中では右方向へ倒す）反転経路２９へと一度搬送
する。その後、反転ローラ４２によってスイッチバック
することにより再給紙経路２８へと記録材Ｐを搬送して
再給紙トレイ３０に積載する。その後、多重記録の場合
と同様に、第２面の画像形成を行うべく感光ドラム５へ
と搬送する。

【００２９】更に、本実施例の画像形成装置は、記録材
Ｐの表裏を反転して排出することが可能である。この場
合には、内排出ローラ２３を通過した記録材Ｐを、排紙
フラッパ２７及び多重フラッパ３１を切り替えることに
より、先ず第１の送りローラ４０を介して反転経路２９
へと一度搬送し、続いて反転ローラ４２によってスイッ
チバックすることによって第２の送りローラ４１方向へ
と搬送し、最終的に外排出ローラ３４によって画像形成
装置外に排出する。

【００３０】本実施例の画像形成装置は、記録材Ｐの搬
送路に複数の記録材検出用センサ（図示せず）を具備し
ており、それぞれのセンサに対して、所望のタイミング
までに記録材Ｐが到達しないことの検知（遅延ジャム検
知）、所望のタイミングまでに記録材Ｐがそれぞれのセ
ンサを抜けないことの検知（滞留ジャム検知）、などの
紙詰まり検知（ジャム検知）を行る。これらジャムが検
出された場合には所定動作後に画像形成装置の動作を停
止させ、紙詰まりをユーザーに報知すべく所定のジャム
表示を行う。

【００３１】次に、本実施例の画像形成装置の制御系に
ついて説明する。図２は、本実施例の画像形成装置の制
御系を模式的に示す。

【００３２】本実施例によると、画像形成装置の動作は
制御装置としての制御回路（以下、「コントローラ」と
呼ぶ。）７０が統轄的に制御する。コントローラ７０
は、中央演算処理装置（以下、「ＣＰＵ」と呼ぶ。）７
１、ＲＯＭ（読み出し専用記憶装置）７２、ＲＡＭ（読
み出し書込み記憶装置）７３などを有する制御回路を構
成しており、ＲＯＭ７２に格納されたプログラムに基づ
いて画像形成シーケンスを統轄制御する。

【００３３】詳しくは後述する非接触型表面温度検出手
段である赤外線温度センサ６０は、定着ローラ５１の表
面温度を検出する。定着ローラ５１の表面温度に応じて
赤外線温度センサ６０が出力する表面温度信号は、Ａ／
Ｄ変換器６８にてＡ／Ｄ変換された後、コントローラ７
０に入力される。コントローラ７０は、赤外線温度セン
サ６０の検出信号に基づき、定着ローラ５１の表面温度
が予め設定された所望温度となるように制御する。

【００３４】高圧制御部７４は、コントローラ７０の指
令により、一次帯電器６、転写帯電器１０などの帯電
系、及び現像器９などに所望の電位を印加するための高
圧ユニット７９の制御を行う。又、モータ制御部７５
は、コントローラ７０の指令により、各種ステッピング
モータ、及び感光ドラム５などを駆動するメインモータ
１３などのモータ類８０の駆動を制御する。ＤＣ負荷制
御部７６は、ピックアップローラ１６、１７用などに供
されるソレノイド、レジストローラ２０用などのクラッ
チ、及び各種ファン（図示せず）などの駆動を制御す
る。

【００３５】又、記録材検出用センサ（図示せず）など
のセンサ類７７の出力信号がコントローラ７０に入力さ
れる。更に、詳しくは後述するが、定着ローラ５１に対
する記録材Ｐの搬送状態を検出するために設けられる定
着前センサ６４の出力がコントローラ７０に入力されて
おり、定着装置５０に記録材Ｐが搬送される間隔を認識
したり、定着ローラ５１に記録材Ｐが到達したタイミン
グを認識のために使用する。

【００３６】ＡＣドライバー７８は、原稿照明ランプ２
ａへのＡＣ負荷、及び定着ローラ５１の加熱手段である
定着ヒータ５３への電源供給を制御する。又、ＡＣドラ
イバー７８は、原稿照明ランプ２ａ、定着ヒータ５３な
どの異常を検出し、給電遮断（シャットオフ）機能付き
のメインスイッチ８４をＯＦＦ状態にすることができ
る。入力電源プラグ（ＰＬＵＧ）８１、メインスイッチ
８２、ドアスイッチ８３を介して商用電源８２が電源８
６に入力されており、この電源８６はコントローラ７０
などにＤＣ電源を供給する。

【００３７】又、記録材デッキ２４、フィーダー２０
０、及びソーター３００の動作も制御部７０により制御
される。更に、後述する操作部４００は、タッチパネル
５０３、透過型ＬＣＤ（液晶）ユニット５０１、バック
ライト５０２などを有しており、これらは制御部７０に
接続される。

【００３８】次に、図３（ａ）及び図３（ｂ）を参照し
て、本実施例の画像形成装置本体１００に設けられる操
作部４００について説明する。図３（ａ）は、操作部４
００の概観を示す。

【００３９】操作部４００は、大略、画像形成のモード
を標準モードにするためのリセットキー４０１、画像形
成動作を中止するためのストップキー４０２、画像形成
動作を開始するためのスタートキー４０３、画像形成枚
数の設定及びその他数値入力を行うためのテンキー４０
４、画像形成枚数を１にするとき及びテンキー４０４か
らの数値入力をクリアするときに使用するクリアキー４
０５、暗証モード設定時に使用する暗証キー４０６、予
熱モードの設定或は解除時に使用する予熱キー４０７、
割り込み画像形成を行うときに使用する割り込みキー４
０８、使用設定、タイマー設定などのユーザーモードの
設定或は解除のために使用するユーザーモードキー４０
９、モードの説明を表示させるときに使用するガイドキ
ー４１０、及びメッセージディスプレイ５００を有し構
成される。ここで、予熱モードの設定時には、定着装置
５０の温度を下げて、消費電力を少なくすることができ
る。

【００４０】メッセージディスプレイ５００は、３２０
×２４０ドットの透過型ＬＣＤ（液晶）ユニット５０１
と、冷陰極管からなるバックライト５０２を含み構成さ
れ、又、表面には１５×２０のキーマトリックスのタッ
チパネル５０３が配置されて、各種設定モード表示や各
種状態表示、又タッチパネルのキー入力に対応したキー
表示などが行われる。

【００４１】図３（ｂ）は、メッセージディスプレイ５
００の表示及びキー配列の一例を示す。画像形成倍率、
選択されている給紙カセット、画像形成枚数などは表示
部５１０に表示される。又、その他、メッセージディス
プレイ５００には、定型変倍の縮小或は拡大を指定する
際に使用する縮小／拡大キー５１１、画像形成倍率を等
倍（１００％）に戻すときに使用する等倍キー５１２、
記録材Ｐの自動選択や、上段カセット１４、下段給紙カ
セット１５、記録材デッキ２４、或はマルチ手差しトレ
イ２２からの記録材Ｐの供給の指定を行う際に使用する
用紙選択キー５１３、ズームモードの設定時に使用する
ズームキー５１４、原稿の画像を少し縮小（９３％）し
て複写する際に使用する少し小さめキー５１５、画像形
成濃度をマニュアルで調整する際に使用する濃度キー５
１６、画像形成の自動濃度調整（ＡＥモード）の設定或
は解除の際に使用するＡＥキー５１７、ソートモード、
ステイプルソートモード、グループモードの選択の際に
使用するソーターキー５１８、両面画像形成モードの設
定或は解除の際に使用する両面キー５１９、及び基本画
面には表示されない応用モードを選択する際に使用する
応用モードキー５２０が表示される。

【００４２】次に、本実施例の画像形成装置が備える非
接触型表面温度検出手段など定着装置５０近傍の構成に
ついて更に詳しく説明する。図４は、本実施例の定着装
置５０近傍の一実施例を示す。

【００４３】本実施例の画像形成装置は、非接触型表面
温度検出手段である赤外線温度センサ６０を用いて定着
ローラ５１の表面温度を検出し、定着ローラ５１の内部
に備えられた加熱手段としての定着ヒータ５３による定
着ローラ５１の加熱を制御する。赤外線温度センサ６０
は、サーモパイル６１及びサーミスタ６２を含み構成さ
れる。

【００４４】定着ローラ５１の表面応じた表面温度信号
である、サーモパイル６１及びサーミスタ６２の出力信
号は、Ａ／Ｄ変換器６８にてＡ／Ｄ変換された後、コン
トローラ７０に入力される。

【００４５】又、記録材Ｐの搬送方向に対して定着装置
５０の手前に、定着ローラ５１に対する記録材Ｐの搬送
状態を検出するための搬送状態検出手段として定着前セ
ンサ６４が備えられており、記録材Ｐがこの定着前セン
サ６４に到達するとコントローラ７０に所望のタイミン
グにて信号を入力する。従って、コントローラ７０は、
記録材Ｐが定着前センサ６４に到達する間隔を検知する
ことで、記録材Ｐの搬送間隔を認識することができる。
又、コントローラ７０は、記録材Ｐが定着前センサ６４
に到達してから所定の時間後を、即ち、記録材Ｐが定着
前センサ６４に到達し、その後定着前センサ６４と定着
ローラ５１との間隔を搬送される時間が経過した時点
を、記録材Ｐが定着ローラ５１に到達したタイミングで
あるとして認識することができる。

【００４６】本実施例では、搬送状態検出手段としての
定着前センサ６４は、限定されるものではないがレバー
型アクチュエータ付きフォトインタラプタとされ、上述
のように、記録材Ｐが定着前センサ６４に到達したこと
をコントローラ７０に入力することで直接的に記録材Ｐ
の搬送間隔を検出し、又、定着前センサ６４に記録材Ｐ
が到達したことをコントローラ７０に入力することで、
その時点から所定時間後に記録材Ｐが定着ローラ５１に
到達したことを直接的に検出する構成とされる。しか
し、本発明はこれに限定されるものではない。

【００４７】即ち、例えば本実施例の画像形成装置の動
作を統轄的に制御する制御装置としてのコントローラ７
０が記録材Ｐの搬送制御を行うので、コントローラ７０
が記録材Ｐを搬送させる間隔から記録材Ｐの搬送間隔を
間接的に検出することができる。又、コントローラ７０
は記録材Ｐへのトナー像の転写を制御するので、記録材
Ｐへトナー像を転写してから所定時間後を、記録材Ｐが
定着ローラ５１に到達したタイミングであるとして間接
的に検出することができる。つまり、搬送状態検出手段
の機能を、例えば画像形成装置の動作を統轄的に制御す
る制御装置が兼ねることによって、記録材Ｐの搬送間隔
及び記録材Ｐが定着ローラ５１に到達したことを間接的
に検出することができる。

【００４８】このように、本発明は、搬送状態判別手段
を定着前センサ６４に限定するものではなく、記録材Ｐ
の搬送間隔及び定着ローラ５１への到達のタイミングを
検出可能な任意の検出手段を用いることが可能であるこ
とを理解されたい。

【００４９】これら記録材Ｐの搬送間隔、或は定着ロー
ラ５１に記録材Ｐが到達するタイミングの認識結果は、
後述するように定着ローラ５１の表面温度制御に用いら
れる。

【００５０】尚、定着前センサ６４は、記録材Ｐのジャ
ム検知用の先述した記録材検出センサとして兼用するこ
とも可能である。

【００５１】図５は、サーミスタ６２の出力に基づいて
検知した赤外線温度センサ自身の周囲温度信号Ｔａ
[Ｋ]、被検出体（定着ローラ５１）の表面温度Ｔｘ
[Ｋ]、サーモパイル６１の出力電圧Ｖｓ[Ｖ]との関係、
即ち、サーモパイル６１の出力と温度の４乗との特性を
示す。図５に示すように、一般的に、サーモパイル６１
の出力電圧Ｖｓ[Ｖ]は、Ｔｘ⁴−Ｔａ⁴［Ｋ⁴］に比例す
る（Ｖｓ＝α（Ｔｘ⁴−Ｔａ⁴）[Ｋ⁴] αは比例定数）。

【００５２】本実施例では、コントローラ７０のＣＰＵ
７１が、サーミスタ６２を用いて検出した赤外線温度セ
ンサ６０自身の周囲温度Ｔａと、サーモパイル６１の出
力電圧信号Ｖｓから上記の関係に基づいて演算（逆算）
することにより、定着ローラ５１の表面温度Ｔｘを求め
る。

【００５３】図６（ａ）は、赤外線温度センサ６０に検
出結果に基づき算出された、画像形成に伴う定着ローラ
５１の表面温度Ｔｘの変化を示し、又図６（ｂ）は、図
６（ａ）に示す定着ローラ５１の表面温度変化を逐次積
分した値Ｔｘ′を示す。尚、横軸は経過時間であり、複
数の記録材Ｐに画像形成する場合について示し、縦軸は
表面温度を示す。図６中Ｔｃｏｎは、予め設定される定
着ローラ５１の目標温度（温調温度）を示す。

【００５４】図６（ａ）に示すように、算出された定着
ローラ５１の表面温度Ｔｘは、記録材Ｐが定着装置５０
を通過することによる温度変化に対して、赤外線温度セ
ンサ６０に進入する電気ノイズ、及び定着ローラ５１の
表面温度分布の乱れが重畳されるため、記録材Ｐの通過
による定着ローラ５１の表面温度変化を検出し難い波形
となる。

【００５５】そこで、本実施例では、図６（ｂ）に示す
ように、定着ローラ５１の算出された表面温度データに
対して、逐次積分演算処理（ローパスフィルター処理）
を施して、赤外線温度センサ６０に進入する電気ノイズ
及び定着ローラ５１の表面温度分布の乱れ成分を除去す
る。積分演算は、サーモパイル６１及びサーミスタ６２
の出力をＡ／Ｄ変換して、コントローラ７０のＣＰＵ７
１が演算することにより算出された定着ローラの表面温
度データに対して、同じくコントローラ７０のＣＰＵ７
１がにて行われる。尚、本実施例では、定着ローラ５１
の表面温度データのサンプリングは２ｍｓｅｃ毎に行
い、積分係数として、を用いて行う。ここで、ｄは積分対象データ、ｄ＋１、
ｄ−１などはそれぞれ１つ後、１つ前のデータを表わし
ている。

【００５６】尚、本発明は、積分係数を上記に限定する
ものではなく、この積分係数は、記録材Ｐの材料や厚
さ、環境変化などに応じて適宜変更、或は係数の追加を
行うことが可能である。又、本実施例では、コントロー
ラ７０のＣＰＵ７１が、定着ローラ５１の表面温度デー
タに対してローパスフィルター処理を施す逐次積分演算
処理手段の機能を兼ねる構成につて説明するが、本発明
はこれに限定されるものではない。

【００５７】図６（ｂ）に示すように、定着ローラ５１
の表面温度は、記録材Ｐが定着ローラ５１を通過する再
に低下し、記録材Ｐと続いて搬送されてくる記録材Ｐが
定着ローラに到達するまでの間は上昇する。従って、複
数の記録材Ｐに画像形成する場合、図示のように定着ロ
ーラの表面温度変化には記録材Ｐ通過毎の振幅が発生す
る。

【００５８】次に、本実施例の画像形成装置における定
着ローラ５１の表面温度制御について説明する。

【００５９】上述のような定着ローラ５１の表面温度変
化の周期は、画像形成する記録材Ｐのサイズ、各種の画
像形成モードなどによって変化する。従って、例えば記
録材Ｐの搬送中、非搬送中を問わず一定の時間間隔にて
定着ヒータ５３のＯＮ／ＯＦＦを制御して定着ローラ５
１の表面温度を制御すると、温度制御の精度の低下によ
って定着不良を生じるなどの問題が生じる可能性があ
る。

【００６０】そこで、本発明に係る画像形成装置は、記
録材Ｐの搬送状態検出手段である定着前センサ６４を用
いて認識できる記録材Ｐ搬送間隔、或は記録材Ｐが定着
ローラ５１に到達するタイミングに基づいて前記の定着
ローラ５１の表面温度の積分値データＴｘ′を判断し、
定着ヒータ５３のＯＮ／ＯＦＦ制御を行う。本実施例で
は、記録材Ｐの搬送間隔に基づいて行う定着ローラ５１
の温度制御について説明する。

【００６１】こうすることで、画像形成モード或は記録
材Ｐのサイズなどに応じて定着ローラ５１の表面温度変
化の周期が変化しても、そのそれぞれの周期に従って赤
外線温度センサ６０の出力の検知を最適化することが可
能となるので、定着ローラ５１の表面温度を安定して検
出をすることができる。

【００６２】図７は、本発明に従った、定着ローラ５１
の表面温度制御の手順の一実施例を示す。本実施例で
は、定着ローラ５１の表面温度制御シーケンスは、２ｍ
ｓｅｃ毎に行われる。本実施例では、定着ローラ５１の
表面温度制御は、画像形成装置の動作を統轄的に制御す
る制御装置としてのコントローラ７０が行う。

【００６３】先ず、シーケンスが開始されると、赤外線
温度センサ６０のサーモパイル６１及びサーミスタ６２
の出力信号のＡ／Ｄ変換値をシステムコントローラ７０
内のＲＡＭ７３に格納する（ステップ１）。そして、Ｒ
ＡＭ７３に格納されているサーモパイル６１及びサーミ
スタ６２の出力信号のＡ／Ｄ変換値に基づき定着ローラ
５１の表面温度Ｔｘを算出し、続いてその算出結果に上
述の逐次積分演算処理を施し、定着ローラ５１の表面温
度の積分値データＴｘ′を得る（ステップ２）。

【００６４】次に、記録材Ｐを定着ローラ５１に向けて
搬送中であるか否かを判断し（ステップ３）、搬送中で
あると判断された場合は、定着前センサ６４の検出結果
に基づいて記録材Ｐの搬送間隔を認識する（ステップ
４）。続いて、前回定着ヒータ５３をＯＮ／ＯＦＦして
からステップ４にて認識された記録材Ｐの搬送間隔分の
時間が経過したか否かを判断し、経過していない場合は
定着ローラ５１の表面温度制御シーケンスを終了する。

【００６５】ステップ５の判断にて、記録材Ｐの搬送間
隔分の時間が経過したと判断されると、定着ローラ５１
の表面温度の積分値データＴｘ′が予め設定された所定
温度Ｔｃｏｎ（温調温度）より低いか否かを判断し（ス
テップ７）、低い場合は定着ヒータ５３をＯＮとして
（ステップ８）、定着ローラ５１の表面温度制御シーケ
ンスを終了する。又、ステップ７の判断にて、Ｔｘ′が
温調温度Ｔｃｏｎより低くないと判断された場合は、定
着ヒータ５３をＯＦＦとして（ステップ９）、定着ロー
ラ５１の表面温度制御シーケンスを終了する。

【００６６】又、ステップ３の判断にて、記録材Ｐの搬
送中ではないと判断された場合、前回定着ヒータ５１の
ＯＮ／ＯＦＦから、予め設定された所定時間だけ経過し
たか否かを判断し（ステップ６）、経過していない場合
は定着ローラ５１の温度制御シーケンスを終了する。
又、ステップ６の判断にて所定時間経過したと判断され
た場合は、ステップ７へジャンプし、定着ローラ５１の
表面温度の積分値データＴｘ′が温調温度Ｔｃｏｎより
低いか否かの判断をし、上述と同様に以降のシーケンス
が実行される。

【００６７】上記シーケンスにおいて、記録材Ｐの搬送
中に行われる定着ローラ５１の表面温度制御は、定着ヒ
ータ５３のＯＮ／ＯＦＦから記録材Ｐの１枚分の搬送間
隔が経過したことを確認した後に次の定着ヒータ５３の
ＯＮ／ＯＦＦを判断するとして説明したが、本発明はこ
れに限定されるものではなく、記録材Ｐの複数枚分の搬
送間隔の経過を確認した後に定着ヒータ５３のＯＮ／Ｏ
ＦＦを制御するシーケンスとすることも可能であり、適
宜決定される。

【００６８】以上、本発明によると、非接触型表面温度
検出手段である赤外線温度センサ６０を用い、例えば定
着ローラ５１の表面の摩損などの不具合を生じることな
く、定着ローラ５１の表面温度を精度良く、安定して検
出することができ、又赤外線温度センサ６０の出力の検
知を最適化することができる。

【００６９】実施例２本実施例の画像形成装置は実施例１のものと同様であ
り、定着ローラ５１の温度制御シーケンスのみが異な
る。

【００７０】図８は、本発明に従う定着ローラ５１の表
面温度制御の手順の他の実施例を示す。本実施例では、
定着ローラ５１の表面温度制御シーケンスは、２ｍｓｅ
ｃ毎に行われる。

【００７１】実施例１では、記録材Ｐの搬送間隔を認識
し、それに基づいて定着ローラ５１の表面温度制御を行
った。本実施例では、記録材Ｐが定着ローラ５１に到達
するタイミングを認識し、それに基づいて定着ヒータ５
３のＯＮ／ＯＦＦ制御を行う。

【００７２】先ず、シーケンスが開始されると、赤外線
温度センサ６０のサーモパイル６１及びサーミスタ６２
の出力信号のＡ／Ｄ変換値をシステムコントローラ７０
内のＲＡＭ７３に格納する（ステップ１）。そして、Ｒ
ＡＭ７３に格納されているサーモパイル６１及びサーミ
スタ６２の出力信号のＡ／Ｄ変換値に基づき定着ローラ
５１の表面温度Ｔｘを算出し、続いてその算出結果に上
述の逐次積分演算処理を施し、定着ローラ５１の表面温
度の積分値データＴｘ′を得る（ステップ２）。

【００７３】次に、記録材Ｐを定着ローラ５１に向けて
搬送中であるか否かを判断し（ステップ３）、搬送中で
あると判断された場合は、定着前センサ６４に記録材Ｐ
が到達したか否かを判断し（ステップ４）、到達したと
判断された場合は、定着前センサ６４と定着ローラ５１
との間の距離を記録材Ｐが搬送される時間分のタイマー
をスタートさせて（ステップ５）、定着ローラ５１の表
面温度制御シーケンスを終了する。又、ステップ４の判
断にて、記録材Ｐが定着前センサ６４に到達した瞬間で
はないと判断された場合（まだ到達していないか、或は
すでに到達していると判断された場合）、ステップ５に
てセットされるタイマーがカウント中であるか否かを判
断し（ステップ６）、カウント中ではないと判断された
場合は、定着ローラ５１の表面温度シーケンスを終了す
る。

【００７４】ステップ６の判断にて、タイマーがカウン
ト中であると判断された場合は、タイマーをカウントし
（ステップ７）、タイマーがカウントアップ（計測終
了）したか否かを判断し（ステップ８）、カウントアッ
プしていない場合は、定着ローラ５１の表面温度制御シ
ーケンスを終了する。

【００７５】ステップ８の判断にて、タイマーがカウン
トアップしたと判断されたときには、定着ローラ５１の
表面温度制御の積分値データＴｘ′が予め設定された所
定の定着ローラ５１の目標表面温度（温調温度）より低
いか否かを判断し（ステップ１０）、低い場合は定着ヒ
ータ５３をＯＮとする。又、ステップ１０の判断にて低
くないと判断された場合は、定着ヒータ５３をＯＦＦと
する。

【００７６】一方、ステップ３の判断にて記録材Ｐの搬
送中ではないと判断された場合には、前回定着ヒータ５
３をＯＮ／ＯＦＦしてから予め設定された所定時間経過
したか否か判断し（ステップ）９、経過していない場合
は定着ローラ５１の表面温度制御シーケンスを終了す
る。又、ステップ４の判断にて所定時間経過したと判断
された場合は、ステップ１０へジャンプして定着ローラ
５１の表面温度の積分値データＴｘが温調温度Ｔｃｏｎ
よりも低いか否か判断し（ステップ１０）、以降のシー
ケンスが実行される。

【００７７】上記本実施例のシーケンスにおいて、記録
材Ｐの搬送中に行われる定着ローラ５１の表面温度制御
は、１枚の記録材Ｐが定着ローラ５１に到達したことを
確認した後に定着ヒータ５３のＯＮ／ＯＦＦを判断する
として説明したが、本発明はこれに限定されるものでは
なく、複数枚の記録材Ｐが定着ローラ５１に到達したこ
とを確認した後に定着ヒータ５３のＯＮ／ＯＦＦを制御
するシーケンスとすることも可能であり、適宜決定され
る。又、本実施例では、定着前センサ６４に記録材Ｐが
到達した後、記録材Ｐが定着ローラ５１に到達するまで
の時間をタイマーによって計測することで、記録材Ｐが
定着ローラ５１に到達した時点の定着ローラ５１の表面
温度を検知する構成としたが、本発明はこれに限定され
るものではなく、例えば、タイマーによって記録材Ｐが
定着ローラ５１に到達してから所定時間経過した後の定
着ローラ５１の表面温度を検知する構成とすることも可
能である。

【００７８】以上、本発明によると、非接触型表面温度
検出手段である赤外線温度センサ６０を用い、例えば定
着ローラ５１の表面の摩損などの不具合を生じることな
く、定着ローラ５１の表面温度を精度良く、安定して検
出することができ、又、赤外線温度センサ６０の出力の
検知を最適化することができる。

【００７９】尚、上記２つの実施例において、定着回転
体はローラ状の定着ローラ５１、加圧ローラ５３である
として説明したが、本発明はこれに限定されるものでは
なく、例えばベルト状とすることも可能である。又、上
記２つの実施例において加熱手段は定着ローラ５１にの
み設けられるものとして説明したが、本発明はこれに限
定されるものではなく、加圧ローラ５３にも加熱手段を
設け、例えば加圧手段の表面温度をも検出する構成とす
ることもできる。即ち、加熱定着回転体と加圧定着回転
体は、同一形状及び構成とすることも、或は異なる形状
及び構成とすることも可能である。

【００８０】又、上記２つの実施例において、定着ロー
ラ５１の表面温度の制御を行う手段は、画像形成装置の
動作を統轄的に制御する制御装置である制御回路（コン
トローラ）７０に内包されているが、本発明はこの形態
に限定されるものではなく、コントローラ７０とは個別
に設けることも可能であることを理解されたい。

【００８１】

【発明の効果】以上説明したように、本発明の画像形成
装置は、加熱手段を有する定着回転体を用いて記録材を
挟持搬送する画像形成装置において、定着回転体の表面
温度に応じた表面温度信号を出力する、定着回転体の表
面に対して非接触に設けられる非接触型表面温度検出手
段と、定着回転体へと搬送される記録材の搬送状態を検
出する搬送状態検出手段と、非接触型表面温度検出手段
の出力する表面温度信号と、搬送状態検出手段によって
検出された記録材の搬送状態とに基づいて、加熱手段の
駆動を制御する制御装置と、を有する構成とされるの
で、定着回転体の表面温度を非接触型表面温度検出手段
を用い、精度良く、安定して定着回転体の表面温度を検
出でき、又、定着回転体の非接触型表面温度検出手段の
出力の検知方法を最適化ることが可能となった。従っ
て、本発明によると、良好な定着性を安定に保つことが
可能となった。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る画像形成装置の一実施例を示す概
略構成図である。

【図２】本発明に係る画像形成装置の制御系の一実施例
を説明するためのブロック図である。

【図３】本発明に係る画像形成装置の操作部の（ａ）概
観、及び（ｂ）メッセージディスプレイの表示例を示す
図である。

【図４】本発明に従う定着装置の近傍を示す概略構成図
である。

【図５】本発明に従う赤外線温度センサが有するサーモ
パイルの出力、定着ローラの表面温度、及び赤外線温度
センサ自体の周囲温度の関係を示すグラフ図である。

【図６】本発明に従って赤外線温度センサの出力に基づ
いて得られた、（ａ）画像形成動作に伴う定着ローラの
表面温度の変化、（ｂ）定着ローラの表面温度の逐次積
分値の変化を示すグラフ図である。

【図７】本発明に従う定着ローラの温度制御の手順の一
実施例を示すフロー図である。

【図８】本発明に従う定着ローラの温度制御の手順の他
の実施例を示すフロー図である。

【図９】従来の画像形成装置の一例を示す概略構成図で
ある。

【符号の説明】

２光学系５感光ドラム６一次帯電器９現像器１０転写帯電器５０定着装置５１定着ローラ（加熱定着回転体）５２加圧ローラ（加圧定着回転体）５３定着ヒータ（加熱手段）６０赤外線温度センサ（非接触型表面温度検出
手段）６１サーモパイル６２サーミスタ６４定着前センサ（搬送状態検出手段）

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】加熱手段を有する定着回転体を用いて記
録材を挟持搬送する画像形成装置において、前記定着回転体の表面温度に応じた表面温度信号を出力
する、前記定着回転体の表面に対して非接触に設けられ
る非接触型表面温度検出手段と、前記定着回転体へと搬送される前記記録材の搬送状態を
検出する搬送状態検出手段と、前記非接触型表面温度検出手段の出力する前記表面温度
信号と、前記搬送状態検出手段によって検出された前記
記録材の搬送状態とに基づいて、前記加熱手段の駆動を
制御する制御装置と、を有することを特徴とする画像形
成装置。
【請求項２】前記搬送状態検出手段は、前記記録材の
搬送状態として前記定着回転体へと搬送される前記記録
材の搬送間隔を直接或は間接的に検出することを特徴と
する請求項１の画像形成装置。
【請求項３】前記制御装置は、前記記録材が前記定着
回転体に搬送されていない状態において予め決定された
時間毎に前記表面温度信号を検知して前記加熱手段の駆
動を制御し、前記定着回転体に前記記録材が搬送されて
いる状態において前記記録材の搬送間隔毎或は前記記録
材の搬送間隔の整数倍毎に前記表面温度信号を検知して
前記加熱手段の駆動を制御することを特徴とする請求項
２の画像形成装置。
【請求項４】前記搬送状態検出手段は、前記記録材の
搬送状態として前記定着回転体へと搬送される前記記録
材が前記定着回転体に到達したことを直接或は間接的に
検出することを特徴とする請求項１の画像形成装置。
【請求項５】前記搬送状態検知手段は、前記定着回転
体へと搬送される前記記録材の先端が前記定着回転体に
到達したことを直接或は間接的に検出することを特徴と
する請求項４の画像形成装置。
【請求項６】前記制御装置は、前記記録材が前記定着
回転体に搬送されていない状態において予め決定された
時間毎に前記表面温度信号を検知して前記加熱手段の駆
動を制御し、前記定着回転体に前記記録材が搬送されて
いる状態において前記記録材が前記定着回転体に到達す
る毎或は複数枚の記録材の到達毎に前記表面温度信号を
検知して前記加熱手段の駆動を制御することを特徴とす
る請求項４又は５の画像形成装置。
【請求項７】前記制御手段は、前記定着回転体に前記
記録材が搬送されている状態において、前記搬送状態検
出手段の検出結果に基づき前記記録材が前記定着回転体
に到達した時点或は到達してから所定時間後の前記定着
回転体の前記表面温度信号を検知して前記加熱手段の駆
動を制御することを特徴とする請求項６の画像形成装
置。
【請求項８】前記非接触型表面温度検出手段の出力に
対してローパスフィルター処理を施し、前記定着回転体
の表面温度に応じた表面温度信号として前記非接触型表
面温度検出手段の出力の逐次積分結果を出力する逐次積
分演算処理手段を更に有し、前記制御装置は、前記逐次
積分演算処理手段による前記逐次積分結果と前記搬送状
態検出手段によって検出された前記記録材の搬送状態と
に基づいて前記加熱手段の駆動を制御することを特徴と
する請求項１〜７のいずれかの項に記載の画像形成装
置。
【請求項９】前記非接触型表面温度検出手段は、前記
定着回転体から放射される赤外線量を測定するための赤
外線検出手段を有することを特徴とする請求項１〜７の
いずれかの項に記載の画像形成装置。
【請求項１０】前記非接触型表面温度検出手段は、前
記非接触型表面温度検出手段自体の周囲温度を検出し前
記赤外線検出手段の温度補償を行うための温度補償手段
を更に有することを特徴とする請求項９の画像形成装
置。
【請求項１１】前記赤外線検出手段はサーモパイルで
あることを特徴とする請求項１０の画像形成装置。
【請求項１２】前記温度補償手段はサーミスタである
ことを特徴とする請求項１０又は１１の画像形成装置。
【請求項１３】前記定着回転体は、加熱定着回転体又
は加圧定着回転体であることを特徴とする請求項１〜１
２のいずれかの項に記載の画像形成装置。
【請求項１４】前記定着回転体は、ローラ状であるこ
とを特徴とする請求項１〜１３のいずれかの項に記載の
画像形成装置。