JP2000305425A

JP2000305425A - 画像形成装置

Info

Publication number: JP2000305425A
Application number: JP11117174A
Authority: JP
Inventors: Hajime Kaji; 一鍜治
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1999-04-23
Filing date: 1999-04-23
Publication date: 2000-11-02

Abstract

(57)【要約】【課題】温度変化に対して応答速度が早い赤外線セン
サを用いて、定着回転体の温度を検出して、定着器内の
記録材の有無を検知し、異常状態時に画像形成装置の動
作が停止した際に、記録材が定着器内に有ると判断した
場合には定着器内から記録材を排出することができる画
像形成装置を提供する。【解決手段】画像形成装置は、画像形成装置の異常状
態を検出する異常検出手段と；定着器５０の定着温度を
検出するための、赤外線量を電気信号に変換して出力す
る赤外線センサ６０ａを有する定着温度検出手段６０
と；定着温度検出手段６０が定着器５０の定着温度に応
じて出力した出力信号に基づいて定着器５０に具備され
た加熱手段５３を駆動し、定着器５０の定着温度が所定
温度になるように定着温度を制御する温度制御手段と；
定着温度検出手段６０の出力信号に基づいて定着器５０
内の記録材Ｐの有無を判別する記録材有無判別手段６４
と；を有する構成とされる。

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定着
器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、電子写真方式或は静電記録方式を
用いた画像形成装置があり、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。

【０００３】図８は、電子写真方式の従来の画像形成装
置の一例の概略構成を示す。従来、電子写真方式の画像
形成装置は、図８に示すように、像担持体として、矢印
Ｘ方向に回転可能に支持された、例えばドラム状とされ
る電子写真感光体（以下、「感光ドラム」と呼ぶ。）５
を有しており、この感光ドラム５の表面を一次帯電器６
にて一様に帯電した後、露光手段である光学系２が画像
情報に応じて感光ドラム５の表面を露光（Ｌ）し、該表
面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。

【０００４】続いて、転写によって未定着トナー像を担
持した記録材Ｐを定着器５０まで搬送し、定着器５０に
よって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とする。

【０００５】従来、定着器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。

【０００６】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。

【０００７】従来、定着器５０による未定着トナー像の
定着部の温度制御を行うために、例えば内部に加熱手段
を有する定着ローラ５１の表面温度を検出する表面温度
検出手段として、サーミスタ１５０が用いられている。
従来、この定着ローラ５１の表面温度検出結果に基づい
て、定着ローラ５１の内部に設けられた加熱手段のＯＮ
／ＯＦＦ制御をすることによって、定着ローラ５１の表
面温度が所望の温度になるように制御する。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】上記従来の画像形成装
置において、サーミスタ１５０は、定着器５０の定着温
度を制御するための表面温度検出手段として好適に用い
られるものであるが、温度変化に対する応答速度が遅
い。

【０００９】一方、画像形成装置にて画像形成を行うに
際に、何らかの異常で画像形成装置の動作が停止した場
合に、定着器５０内に記録材Ｐが停止しているか否かを
検知し、記録材Ｐが定着器内に有る場合には取り除かな
くてはならない。

【００１０】定着器５０における未定着トナー像の定着
温度（例えば、定着回転体の表面温度）は、記録材Ｐの
通過によって変化する。従って、本発明者は、定着温度
として例えば定着ローラ５１の表面温度を監視すること
によって、定着器５０内の記録材Ｐの有無を検知するこ
とができることを見出した。

【００１１】しかしながら、上述のように、従来用いら
れているサーミスタ１５０は、定着ローラ５１の表面温
度変化に対して応答速度が遅いため、サーミスタ１５０
によって定着ローラ５１の表面温度を検出しても、定着
器５０内の記録材Ｐの有無を正確に検知することはでき
ない。

【００１２】従って、従来の画像形成装置において、何
らかの異常によって定着器５０内に記録材Ｐが停止した
としても、サーミスタ１５０による定着ローラ５１の表
面温度の検出結果では、定着器５０内の記録材Ｐの有無
を検知することができず、そのため、ユーザーが記録材
Ｐが定着器５０内に残っていることに気が付かずに、定
着器５０から記録材Ｐを取り除けないという問題があ
る。

【００１３】従って、本発明の目的は、温度変化に対し
て応答速度が早い赤外線センサを用いて、定着回転体の
温度を検出し、定着器内の記録材の有無を検知すること
ができる画像形成装置を提供することである。

【００１４】又、本発明の他の目的は、異常状態時に画
像形成装置の動作が停止した際に、記録材が定着器内に
有ると判断した場合には、定着器内から記録材を排出す
ることができる画像形成装置を提供することである。

【００１５】

【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、
記録材上に形成した未定着トナー像を定着器にて前記記
録材に定着する画像形成装置において、前記画像形成装
置の異常状態を検出する異常検出手段と；前記定着器の
定着温度を検出するための、赤外線量を電気信号に変換
して出力する赤外線センサを有する定着温度検出手段
と；前記定着温度検出手段が前記定着器の前記定着温度
に応じて出力した出力信号に基づいて前記定着器に具備
された加熱手段を駆動し、前記定着器の前記定着温度が
所定温度になるように前記定着温度を制御する温度制御
手段と；前記定着温度検出手段の出力信号に基づいて前
記定着器内の前記記録材の有無を判別する記録材有無判
別手段と；を有することを特徴とする画像形成装置であ
る。好ましくは、前記異常検出手段によって前記画像形
成装置の異常を検知した時に、前記記録材有無判別手段
が前記定着器内に前記記録材が有ると判断した場合は、
前記定着器内から前記記録材を排出する。

【００１６】本発明の一実施態様によると、前記赤外線
センサの出力信号は電圧信号であり、前記温度制御手段
は、前記電圧信号である前記赤外線センサの出力信号を
平滑化した出力信号に基づいて前記加熱手段を駆動して
前記定着器の定着温度を制御する。

【００１７】本発明の他の実施態様によると、前記赤外
線センサの出力信号は電圧信号であり、前記記録材有無
判別手段は、前記電圧信号である前記赤外線センサの出
力信号を平滑化した出力信号と、前記電圧信号である前
記赤外線センサの出力信号との比較に基づいて前記定着
器内の前記記録材の有無を判別する。又、好ましくは、
前記記録材有無判別手段は、前記赤外線センサの出力信
号を平滑化した後の出力電圧値Ｖａと、前記赤外線セン
サの出力電圧値Ｖｂとの大小を比較し、Ｖｂ＞Ｖａであ
るときは前記定着器内に前記記録材が無いと判断し、Ｖ
ｂ≦Ｖａであるときは前記定着器内に前記記録材が有る
と判断する。

【００１８】本発明の他の実施態様によると、前記赤外
線センサの出力信号は、抵抗及びコンデンサを含む積分
回路にて積分することによって平滑化する。

【００１９】本発明の他の実施態様によると、前記赤外
線センサの出力信号は、前記電圧信号である前記赤外線
センサの出力信号を増幅、或はノイズ除去及び増幅した
後の出力信号である。

【００２０】本発明の他の実施態様によると、前記定着
器は、前記記録材に接触する定着回転体を有し、前記定
着温度検出手段は前記定着回転体の表面温度を検出し、
前記定着器からの前記記録材の排出は前記定着回転体を
回転駆動することによって行う。又、このましくは、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
り、又、その一実施態様によると、前記定着回転体は、
ローラ状である。

【００２１】本発明の他の実施態様によると、前記定着
温度検出手段は、前記記録材が前記定着器を通過した直
後の定着温度を検出し得る位置に配設される。又、好ま
しくは、前記定着温度検出手段は、前記記録材が通過し
た直後の前記定着回転体の表面温度を検出し得る位置に
配設される。

【００２２】前記画像形成装置の異常状態とは、遅延ジ
ャム、滞留ジャムを含む記録材のジャム、定着器の定着
温度異常、前記画像形成装置内の高圧負荷を制御する高
圧制御部の異常、前記定着器の加熱手段ＯＮ／ＯＦＦ部
の制御異常、前記画像形成装置内の各種モータの異常を
含み、前記異常検出手段はこれらの異常を検出し得るよ
うに設けられる。

【００２３】

【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。

【００２４】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定着器５０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。

【００２５】本実施例の画像形成装置は、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、仕分け装置であるソー
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。

【００２６】次に、画像形成装置の概略動作を説明す
る。

【００２７】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によって載置する。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により駆動されて走査しな
がら原稿を照明し、原稿からの反射光は、走査ミラー２
ｂ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上に結像して照射露光する。

【００２８】ここで、感光ドラム５は、メインモータ１
３によって駆動され、画像形成動作が開始すると、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、上述のようにして
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。

【００２９】続いて、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５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。

【００３０】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
介して、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。

【００３１】こうして搬送されてきた記録材Ｐ上に、転
写手段としての転写帯電器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。

【００３２】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によって定着器５０に導
かれる。

【００３３】本実施例によると、定着器５０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、限定されるものではないが、ハロ
ゲンヒータが好適に用いられる。尚、加熱定着回転体、
加圧定着回転体は同一構成、形状とすることも可能であ
り、又異なった構成、形状とすることも可能であり、即
ち、加熱手段を、加熱定着回転体、加圧定着回転体の双
方に設ける構成とすることも可能である。

【００３４】こうして定着器５０まで搬送された未定着
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。

【００３５】その後記録材Ｐは、定着器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。

【００３６】又、本実施例によると、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。

【００３７】更に、本実施例の画像形成装置は、マルチ
手差しトレイ２２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。

【００３８】上記の画像形成動作に加えて、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。

【００３９】即ち、本実施例の画像形成装置は、図１に
示すように排紙フラッパ２７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２
３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。

【００４０】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。

【００４１】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。

【００４２】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。

【００４３】本実施例の画像形成装置は、画像形成装置
の異常状態を検出するために、異常検出手段を備えてい
る。先ず、本実施例では、異常検出手段として、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）を行う。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。記録材検出用センサは、限定される
ものではないが、フォトインタラプタを用いて好適に構
成し得る。

【００４４】本実施例の画像形成装置は、記録材検出用
センサ以外にも異常検出手段を複数有しており、上述の
記録材検出用センサの他に定着器５０の温度異常、画像
形成装置の高圧負荷を制御する制御する高圧制御部７２
（図２）の異常、定着器５０の加熱手段である定着ヒー
タ５３のＯＮ／ＯＦＦ部の制御異常、画像形成装置内の
各種モータの動作異常などを検出し得る各種センサ類７
７（図２）が、画像形成装置の所望位置に配設される。

【００４５】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。

【００４６】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。）７０ａ、ＲＯＭ（読み出し専用記憶装置）７０
ｂ、ＲＡＭ（読み出し書込み記憶装置）７０ｃなどを有
する回路を構成しており、ＲＯＭ７０ｂに格納されたプ
ログラムに基づいて画像形成装置の動作シーケンスを統
轄制御する。

【００４７】本実施例によると、コントローラ７０は、
異常検出手段である各種センサ類７７の異常状態を常に
監視している。例えば、記録材Ｐの搬送路には上述の複
数の記録材検出用センサがあり、各々のセンサーによっ
て上述の遅延ジャム、滞留ジャムなどのジャム検知が行
われる。

【００４８】この他にも、上述のように、定着器５０の
温度異常、画像形成装置の高圧負荷を制御する高圧制御
部７２の異常、定着器５０の加熱手段である定着ヒータ
５３のＯＮ／ＯＦＦ部の制御異常、モータの動作異常な
どを監視している。

【００４９】コントローラ７０は、このように各種の異
常を監視して、異常状態が検出された場合には、所定動
作後に画像形成装置を停止させる。尚、本発明に従った
定着器５０の定着温度制御については後述する。

【００５０】詳しくは後述するが、本実施例の画像形成
装置は、定着ローラ５１の表面温度検出手段としての赤
外線センサを備えた定着温度検出手段６０を有してい
る。定着温度検出手段６０は、定着ローラ５１の表面温
度を検出して、この表面温度に応じた電気信号を出力
し、電圧信号であるこの出力信号を補正回路６２で補正
した信号をＡ／Ｄ変換器６３に入力する。Ａ／Ｄ変換器
６３にてデジタル信号とされた表面温度検出信号はコン
トローラ７０に入力され、この信号に基づいてコントロ
ーラ７０が内包する温度制御手段が、定着ローラ５１の
表面温度が所定値になるように、定着ローラ５１が内部
に有する定着ヒータ５３のＯＮ／ＯＦＦ制御を行う。

【００５１】更に、詳しくは後述するが、補正回路６２
から出力される出力電圧値を、定着器５０内の記録材Ｐ
の有無を判別する記録材有無判別手段としての有無判別
回路６４に入力し、この電圧値と定着温度検出手段６０
から出力される出力電圧値とを比較することにより、定
着器５０内の記録材Ｐの有無を検出する。

【００５２】高圧制御部７２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７３の制御を行う。又、モータ制御部７４
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７５の駆動を制御する。又、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。更に、記録材検出用センサなどのセンサ類７７の
出力信号がコントローラ７０に入力される。

【００５３】又、ＡＣドライバー７８は、原稿照明ラン
プ２ａ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５
３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８３をＯＦＦ状態にすることがで
きる。入力電源プラグ８２、メインスイッチ８３、ドア
スイッチ８４を介して商用電源８１が電源８５に入力さ
れており、この電源８５はコントローラ７０などにＤＣ
電源を供給する。

【００５４】更に、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。又、後述する操作部４００は、タッチパネル５
０３、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。

【００５５】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。

【００５６】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、定着器５
０の温度を下げて、消費電力を少なくすることができ
る。

【００５７】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。

【００５８】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。

【００５９】次に、本実施例の画像形成装置が備える定
着温度検出手段６０について詳しく説明する。図４は、
定着温度検出手段６０、及びこの定着温度検出手段６０
の出力信号を処理し、定着器５０内の記録材Ｐの有無を
検知する方法を模式的に示す。

【００６０】先ず、定着温度検出手段６０による定着ロ
ーラ５１の表面温度検出方法につて説明すると、定着温
度検出手段６０は、定着ローラ５１の表面温度検出手段
として赤外線センサ６０ａを有している。

【００６１】本実施例によると定着温度検出手段６０
は、赤外線センサ６０ａとしてマイクロ焦電型赤外線セ
ンサを有し、又この赤外線センサ６０ａ自身の温度を検
出するためのサーミスタ、更にチョッパー、レンズなど
を有して構成され、定着ローラ５１の表面からその表面
温度に応じて放射する赤外線を検出し、その量に応じて
電圧信号を出力する。

【００６２】尚、本発明は、定着温度検出手段６０を本
実施例にて説明するものに限定するものではなく、定着
器５０の定着温度を、赤外線量を電気信号に変換して出
力する任意の定着温度検出手段６０を使用し得ることを
理解されたい。

【００６３】チョッパー駆動回路７１は、８５Ｈｚの波
形を定着温度検出手段６０に与え、従って、赤外線セン
サ６０ａの出力波形は８５Ｈｚの三角波となる。

【００６４】赤外線センサ６０ａの出力電圧は極めて低
いため（８ｍＶ／２００℃）、次に、赤外線センサ６０
ａの出力信号をＡ／Ｄ変換レベルまで増幅する必要が有
る。ここで、赤外線センサ６０ａの出力信号のノイズを
除去するために、８５Ｈｚを中心にバンドパスフィルタ
を組み込んだ増幅手段であるアンプ部６１で増幅する。
こうして、増幅後の赤外線センサ６０ａの出力波形は、
８５Ｈｚのほぼ正弦波となる。

【００６５】図５（ａ）に示すＢ線は、赤外線センサ６
０ａの出力電圧をアンプ部６１にて増幅した後の出力電
圧波形のＰ−Ｐ値（ピーク・トゥー・ピーク値）或は実
効値の電圧Ｅ（以下、これを単に「赤外線センサの出力
電圧」と呼ぶ。）を示す。尚、図５（ａ）において、横
軸は時間経過、又縦軸は電圧値（Ｖ）を示し、電圧が高
い程温度は高く、又電圧が小さいと温度は低い。

【００６６】図５（ａ）に示すように、赤外線センサ６
０ａは定着ローラ５１の表面温度変化に対して応答性が
良いので、赤外線センサ６０ａの出力信号をアンプ部６
１にて増幅した出力電圧は、画像形成動作中は、記録材
Ｐの通過に伴う定着ローラ５１の表面温度変化に応じた
振幅を示す。即ち、記録材Ｐが定着ローラ５１を通過す
る際には定着ローラ５１の表面温度は低下し、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５１に到
達するまでの間は上昇する。

【００６７】次に、アンプ部６１にてノイズ除去及び増
幅された赤外線センサ６０ａの出力電圧Ｅ（アンプ部６
１を通過した後の赤外線センサ６０ａ出力波形のＰ−Ｐ
値又は実効値の電圧）を補正回路（積分回路）６２で抵
抗、コンデンサを用いて積分することによって平滑化す
る。尚、積分定数は、温度変化に対する赤外線センサ６
０ａの応答速度を考慮して適宜選考する。

【００６８】即ち、赤外線センサ６０ａから出力される
電圧値は定着ローラ５１の表面温度変化に対して応答速
度が早いため、応答速度を見かけ上遅くさせて、定着ロ
ーラ５１の表面温度検出を行う。

【００６９】図５（ｂ）は、アンプ部６１にて増幅した
後の赤外線センサ６０ａの出力電圧を、補正回路６２に
て平滑化した後の出力電圧（Ａ線）を示す。尚、図５
（ｂ）において、横軸は時間経過、又縦軸は電圧値
（Ｖ）を示し、電圧が高い程温度は高く、又電圧が小さ
いと温度は低い。

【００７０】図５（ｂ）に示すように、アンプ部６１に
て増幅した後の赤外線センサ６０ａの出力電圧（Ｂ線）
は補正回路（積分回路）６２によって積分され、このた
め定着ローラ５１の表面温度変化に対する赤外線センサ
６０ａの応答速度は見かけ上遅くなり、同図中Ａ線にて
示すように平滑化される。

【００７１】続いて、補正回路６２によって平滑化され
た赤外線センサ６０ａの出力をＡ／Ｄ変換して、コント
ローラ７０に入力し、以下に示す演算を行い、定着ロー
ラ５１の表面温度を算出する。即ち、被測定物（本実施
例では定着ローラ５１）の温度をＴｂ、赤外線センサ６
０ａ自身の温度をＴｓとすると、赤外線センサ６０ａの
出力電圧Ｅは、次式で示す４乗特性となる。

【００７２】Ｅ＝Ａ（Ｔｂ⁴−Ｔｓ⁴）Ｅ：赤外線センサの出力電圧（Ｖ）Ｔｂ：被測定物の温度（Ｋ）Ｔｓ：赤外線センサ自身の温度（Ｋ）Ａ：感度を表わす定数このように、制御手段７０が上式に基づいた演算を行う
ことにより、Ｔｂは、Ｅ、Ｔｓ、Ａから求められる。
又、要求される温度検知精度によっては、もっと簡易
に、直線近似や２次近似を使用することも可能である。

【００７３】本実施例では、赤外線センサ自身の温度Ｔ
ｓは、赤外線センサ６０ａに近接して設けられるサーミ
スタを用いて検出する。

【００７４】本実施例では、定着器５０の定着温度制御
は、定着ローラ５１の表面温度が一定になるように制御
する。従って、上述した温度検出方法によって検出し
て、コントローラ７０が検知した定着ローラ５１の表面
温度が一定になるように、本実施例ではコントローラ７
０のＣＰＵ７０ａに包含されている温度制御手段が、定
着ローラ５１内に設けられた定着ヒータ５３をＯＮ／Ｏ
ＦＦ制御することにより、予め設定された所望の定着温
度、即ち、温調温度に一定となるように制御する。

【００７５】尚、本実施例では定着器５０の加熱手段を
ＯＮ／ＯＦＦ制御する温度制御手段をＣＰＵ７０ａが兼
ねる構成としたが、当然これらを個別に設けることもで
きる。

【００７６】次に、定着器５０に記録材Ｐが有るか無い
かの判別方法について説明する。

【００７７】先ず、上述と同様にして、定着温度検出手
段６０が有する赤外線センサ６０ａを用いて定着ローラ
５１の表面温度を検出し、アンプ部６１にて赤外線セン
サ６０ａの出力信号を増幅する。その後、この増幅後の
出力電圧を補正回路６２によって平滑化した出力信号、
即ち、図５（ｂ）にＡ線にて示す、温調温度に相当する
電圧値Ｖａを、記録材有無判別手段としての比較回路６
４に入力する。

【００７８】更に、アンプ部６１から出力される平滑化
されていない赤外線センサ６０ａの出力電圧、即ち、図
５（ｂ）のＢ線にて示す出力電圧の値Ｖｂを、比較回路
６４に入力する。

【００７９】出力電圧Ｖｂは平滑化されていないため、
定着ローラ５１の表面温度変化に対して応答性が早い。
従って、記録材Ｐが定着ローラ５１を通過した直後の定
着ローラ５１の表面温度を検出すると、記録材Ｐが通過
していない場合と比べて低く検出される。

【００８０】即ち、平滑化されていない赤外線センサ６
０ａの出力電圧Ｖｂと、平滑化によって定着ローラ５１
の表面温度変化に対して見かけ上応答速度が遅くなった
電圧値Ｖａとを比較することによって、記録材Ｐが通過
中であるか否かを判別することができる。

【００８１】ここで、比較回路６４に入力される電圧値
ＶａとＶｂとの電圧差は、記録材Ｐの搬送間隔などによ
って様々に変化するが、本実施例において記録材有無判
別手段である比較回路６４は、コンパレータを含み構成
されており、従って比較回路６４にてＶａとＶｂの２つ
の電圧をこのコンパレータなどを用いて比較することが
できる。

【００８２】記録材有無判別手段である比較回路６４に
おける電圧値（Ｖａ、Ｖｂ）の比較によって、ＶｂがＶ
ａより高いと検出された場合は（Ｖｂ＞Ｖａ）、比較回
路６４はコントローラ７０へ「Ｈ」（ＨＩＧＨ）信号を
出力する。従って、コントローラ７０が「Ｈ」信号を入
力した場合は、記録材Ｐが定着ローラ５１上に無い状態
を示す。

【００８３】又、比較回路６４によってＶｂがＶａ以下
であると検出された場合は（Ｖｂ≦Ｖａ）、比較回路６
４はコントローラ７０へ「Ｌ」（ＬＯＷ）信号が出力す
る。従って、コントローラ７０が「Ｌ」信号を入力した
場合は、記録材Ｐが定着ローラ５１上に有ることを示
す。即ち、これらをまとめると、以下の表１のようにな
る。

【００８４】

【表１】又、好ましくは、赤外線センサ６０ａは、記録材Ｐが通
過した直後の定着ローラ５１の表面の温度を検出できる
位置に配置する。こうすることによって、赤外線センサ
６０ａによって検出される、記録材Ｐの通過による定着
ローラ５１の表面温度の差が大きくなるので好ましい。

【００８５】以上のように、赤外線センサ６０ａを有す
る定着温度検出手段６０を用いて、定着ローラ５１の表
面温度を検出して定着ローラ５１の表面温度、即ち定着
温度を制御し、且つ、定着器５０内の記録材Ｐの有無を
判別することができる。

【００８６】次に、本実施例の画像形成装置による、定
着器５０内の記録材Ｐの有無判別シーケンスについて説
明する。

【００８７】先ず、図６を参照して、本実施例の画像形
成装置の通常の画像形成動作シーケンスを示す。

【００８８】画像形成装置の電源投入して一定時間後、
画像形成装置は、スタンバイ状態に移る。通常、画像形
成装置は、このスタンバイ状態で画像形成モード（本実
施例ではコピーモード）の設定、或は画像形成動作が開
始されるのを待つ。画像形成モード設定では、上述した
ように、操作部４００から縮小、拡大、両面、多重、画
像形成枚数（コピー枚数）などの設定を行う（ステップ
１）。

【００８９】次に、原稿台ガラス１（図１）に原稿がセ
ットされて、スタートキー４０３（図３（ａ））が押さ
れるのを待ち（ステップ２）、スタートキー４０３が押
されると、続いて画像形成を開始し、指定された給紙カ
セット或は自動で選択された給紙カセットより記録材Ｐ
を給紙し、感光ドラム５上に形成されたトナー像を記録
材Ｐに転写し、記録材Ｐに画像形成を行う（ステップ
３）。

【００９０】記録材Ｐ上への画像形成、即ち、未定着ト
ナー像の形成が行われた後、記録材Ｐに未定着トナー像
を定着するべく記録材Ｐを定着器５０に搬送し、記録材
Ｐを加熱、加圧することによって記録材Ｐ上に未定着ト
ナー像を定着する（ステップ４）。ここで、定着器５０
において定着ローラ５１の表面温度、即ち定着温度は、
前述のようにして常に一定となるように制御されてい
る。又、未定着トナー像の記録材Ｐ上への定着後、記録
材Ｐは画像形成装置外に排出される（ステップ５）。

【００９１】続いて、画像形成モード（コピーモード）
設定にて設定されたコピー枚数だけ画像形成が終了した
か否かを判断し（ステップ６）、終了したら画像形成動
作シーケンスを終了する。

【００９２】上記の画像形成動作シーケンスが実行され
ている間、コントローラ７０は、前記したように、画像
形成装置内の異常状態（遅延ジャム、滞留ジャム検知な
どの紙詰まり（ジャム）検知、定着器５０の温度異常、
高圧制御部の異常、定着ヒータ５３のＯＮ／ＯＦＦ部の
制御異常、モータの動作異常など）を常に監視してい
る。従って、画像形成動作シーケンス中に、コントロー
ラ７０が異常検出手段によって何らかの異常状態を検知
した場合には、以下に示す異常状態時の画像形成装置の
動作シーケンスを開始する。

【００９３】図７は、画像形成装置の画像形成装置の異
常状態時の動作シーケンスを示す。コントローラ７０は
画像形成装置の異常を検知すると、画像形成動作（本実
施例ではコピー動作）を停止させる（ステップ１）。ス
テップ１では、例えば定着ヒータ５３をＯＦＦしたり、
各種モータ駆動、クラッチ、ソレノイドなどのＤＣ負荷
をＯＦＦするなど、コントローラ７０が検知した異常の
状態に従って、その異常に関する負荷をＯＦＦする。

【００９４】次に、前述のようにして、定着器５０内の
記録材Ｐの有無を判別する（ステップ２）。ステップ２
の判断にて、記録材Ｐが定着器５０内にあると判断され
た場合には、定着器５０の定着回転体（定着ローラ５
１、加圧ローラ５２）を駆動しているモータ、或はクラ
ッチなどを駆動状態にし（ステップ３）、記録材Ｐを定
着器５０の外に排出する（ステップ４）。

【００９５】こうして記録材Ｐを定着器５０から排出し
た後に、操作部４００の表示部５１０（図３（ｂ））上
に画像形成装置内の何に異常が起きたのかの表示を行い
（ステップ５）、異常状態時の動作シーケンスを終了す
る。

【００９６】又、ステップ２の判断にて、記録材Ｐが定
着器５０内に無いと判断された場合は、操作部４００の
表示部５１０上に何の異常が起きたのかの表示を行い
（ステップ５）、異常状態時の動作シーケンスを終了す
る。

【００９７】その後、ユーザーによる所望の処置などに
よって異常状態が解除されたことをコントローラ７０が
検知すると、再び通常の画像形成動作シーケンスに戻
る。

【００９８】以上、本発明の画像形成装置によれば、温
度変化に対して応答速度の早い赤外線センサ６０ａを有
する定着温度検出手段を用いて、定着ローラ５１の表面
温度を検出し、定着器５０内の記録材Ｐの有無を検知す
ることができ、従って、画像形成装置が何らかの異常を
検知して停止した際には、定着器５０の記録材Ｐの有無
を検知して、定着器５０から記録材Ｐを排出することが
可能となった。

【００９９】尚、本実施例において、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、フィルム状とすることも可能である。
又、本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。

【０１００】又、本実施例において、定着器５０内の記
録材Ｐの有無を検知する方法を示す図４のブロック図に
おいて、模式的に、積分回路である補正回路６２、記録
材有無判別手段である比較回路６４、制御回路（コント
ローラ）７０などをそれぞれ個別に設けるものとして説
明した。しかし、本発明はこれに限定されるものではな
く、例えば、画像形成装置の動作を統轄的に制御する制
御装置であるコントローラ７０が包含する構成、或は一
部の機能をコントローラ７０が内包する構成などとする
ことも当然可能であることを理解されたい。

【０１０１】

【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、記録材上に形成した未定着トナー像を定着器に
て記録材に定着する画像形成装置において、画像形成装
置の異常状態を検出する異常検出手段と；定着器の定着
温度を検出するための、赤外線量を電気信号に変換して
出力する赤外線センサを有する定着温度検出手段と；定
着温度検出手段が定着器の定着温度に応じて出力した出
力信号に基づいて定着器に具備された加熱手段を駆動
し、定着器の定着温度が所定温度になるように定着温度
を制御する温度制御手段と；定着温度検出手段の出力信
号に基づいて定着器内の記録材の有無を判別する記録材
有無判別手段と；を有する構成とされるので、温度変化
に対して応答速度が早い赤外線センサを用いて、定着回
転体の温度を検出し、定着器内の記録材の有無を検知す
ることができ、又、異常状態時に画像形成装置の動作が
停止した際に、記録材が定着器内に有ると判断した場合
には、定着器内から記録材を排出することができるとい
う顕著な効果を奏する。

【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
を示すブロック図である。

【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】本発明に従って定着器内の記録材Ｐの有無を判
別する方法を説明するためのブロック図である。

【図５】本発明に従う定着温度検出手段が有する赤外線
センサの出力信号を（ａ）増幅した後の出力電圧、
（ｂ）増幅された出力電圧を平滑化した後の出力電圧
（実線）を示すグラフ図である。

【図６】本発明に従う画像形成装置の通常の画像形成動
作シーケンスを示すフロー図である。

【図７】本発明に従う画像形成装置の異常状態時の動作
シーケンスを示すフロー図である。

【図８】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定着器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定着温度検出手段６１アンプ部６２補正回路（積分回路）６３Ａ／Ｄ変換器６４比較回路（コンパレータ、記録材有無判別
手段）

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続きＦターム(参考） 2H027 DA01 DA12 DC00 DC05 DC14 DE07 DE10 EA12 ED16 ED19 ED25 EK10 2H033 BA36 BB00 CA04 CA06 CA07 CA14 CA22 CA35 CA40 2H072 AA09 AA24 AB20 9A001 BB06 HH23 KK16 KK42

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】記録材上に形成した未定着トナー像を定
着器にて前記記録材に定着する画像形成装置において、前記画像形成装置の異常状態を検出する異常検出手段
と、前記定着器の定着温度を検出するための、赤外線量を電
気信号に変換して出力する赤外線センサを有する定着温
度検出手段と、前記定着温度検出手段が前記定着器の前記定着温度に応
じて出力した出力信号に基づいて前記定着器に具備され
た加熱手段を駆動し、前記定着器の前記定着温度が所定
温度になるように前記定着温度を制御する温度制御手段
と、前記定着温度検出手段の出力信号に基づいて前記定着器
内の前記記録材の有無を判別する記録材有無判別手段
と、を有することを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】前記異常検出手段によって前記画像形成
装置の異常を検知した時に、前記記録材有無判別手段が
前記定着器内に前記記録材が有ると判断した場合は、前
記定着器内から前記記録材を排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】前記赤外線センサの出力信号は電圧信号
であり、前記温度制御手段は、前記電圧信号である前記
赤外線センサの出力信号を平滑化した出力信号に基づい
て前記加熱手段を駆動して前記定着器の定着温度を制御
することを特徴とする請求項１又は２の画像形成装置。
【請求項４】前記赤外線センサの出力信号は電圧信号
であり、前記記録材有無判別手段は、前記電圧信号であ
る前記赤外線センサの出力信号を平滑化した出力信号
と、前記電圧信号である前記赤外線センサの出力信号と
の比較に基づいて前記定着器内の前記記録材の有無を判
別することを特徴とする請求項１、２又は３の画像形成
装置。
【請求項５】前記記録材有無判別手段は、前記赤外線
センサの出力信号を平滑化した後の出力電圧値Ｖａと、
前記赤外線センサの出力電圧値Ｖｂとの大小を比較し、
Ｖｂ＞Ｖａであるときは前記定着器内に前記記録材が無
いと判断し、Ｖｂ≦Ｖａであるときは前記定着器内に前
記記録材が有ると判断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】前記赤外線センサの出力信号は、抵抗及
びコンデンサを含む積分回路にて積分することによって
平滑化することを特徴とする請求項３〜５のいずれかの
項に記載の画像形成装置。
【請求項７】前記赤外線センサの出力信号は、前記電
圧信号である前記赤外線センサの出力信号を増幅、或は
ノイズ除去及び増幅した後の出力信号であることを特徴
とする請求項１〜６のいずれかの項に記載の画像形成装
置。
【請求項８】前記定着器は、前記記録材に接触する定
着回転体を有し、前記定着温度検出手段は前記定着回転
体の表面温度を検出し、前記定着器からの前記記録材の
排出は前記定着回転体を回転駆動することによって行う
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８の画像形
成装置。
【請求項１０】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８又は９の画像形成装置。
【請求項１１】前記定着温度検出手段は、前記記録材
が前記定着器を通過した直後の定着温度を検出し得る位
置に配設され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１２】前記定着温度検出手段は、前記記録材
が通過した直後の前記定着回転体の表面温度を検出し得
る位置に配設されることを特徴とする請求項８、９又は
１０の画像形成装置。
【請求項１３】前記画像形成装置の異常状態とは、遅
延ジャム、滞留ジャムを含む記録材のジャム、定着器の
定着温度異常、前記画像形成装置内の高圧負荷を制御す
る高圧制御部の異常、前記定着器の加熱手段ＯＮ／ＯＦ
Ｆ部の制御異常、前記画像形成装置内の各種モータの異
常を含み、前記異常検出手段はこれらの異常を検出し得
るように設けられることを特徴とする請求項１〜１２の
いずれかの項に記載の画像形成装置。