JP2010002639A

JP2010002639A - 定着装置および画像形成装置

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Publication number: JP2010002639A
Application number: JP2008160983A
Authority: JP
Inventors: Akinori Kimata; 明則木俣; Satoshi Sasaki; 智佐々木; Natsuyo Azuma; 奈津世東; Hiromasa Seki; 裕正関
Original assignee: Konica Minolta Business Technologies Inc
Current assignee: Konica Minolta Business Technologies Inc
Priority date: 2008-06-19
Filing date: 2008-06-19
Publication date: 2010-01-07
Anticipated expiration: 2028-06-19
Also published as: JP4784621B2

Abstract

【課題】定着ローラと加圧ローラの表面温度を2つの赤外線温度センサで検出して夫々の温度を制御する場合に、定着ローラの熱の影響による検出温度誤差を補正する定着装置を提供する。
【解決手段】定着ローラ31と加圧ローラ32および前記二つのローラ表面温度を夫々非接触で検出する赤外線温度センサ35、34を備え、前記二つのローラ31、32により形成される定着ニップにシートを通過させて当該シート上の未定着画像を定着する定着装置において、赤外線温度センサ34、35は、定着ニップよりシート搬送方向上流側にシート搬送路を挟んで両者の検出方向が襷がけになるよう配置され、前記二つの赤外線温度センサの検出領域をシートが通過する際の温度センサ35によるシート表面の検出温度を当該シートの推定温度とし、それにより赤外線温度センサ34による加圧ローラ32表面の検出温度の補正を行う。
【選択図】図3

Description

本発明は、画像形成装置、特に定着装置における定着温度制御に関する。

複写機等の画像形成装置は、シート上の未定着画像を加熱して定着する定着装置を備えている。当該定着装置は、定着ローラの周面に加圧ローラの周面を圧接して定着ニップを形成し、当該定着ニップにシートを通紙してトナー像を熱定着するように構成される。
このような定着装置にあっては、主にシート表面（画像形成面）に接する定着ローラ側が加熱されるが、定着時のシートの表裏において温度差があると、シートのカール（反り）や両面画像形成時における表裏の光沢差といった問題が生じるため、従来からシート裏面に接する加圧ローラも補助的に加熱する定着装置が提案されている（特許文献１参照）。

一方、定着ローラと加圧ローラの表面温度を検出する温度センサとしては、接触型サーミスタを用いると、当該接触による磨耗により耐久性に問題があるため、非接触式温度センサ、具体的にはサーモパイルを用いた赤外線温度センサが使用されている。
図９は、サーモパイル式赤外線温度センサの構成を示す概略断面図である。同図に示すように、赤外線温度センサは、ステム１、サーミスタ２、サーモパイルチップ３、ＣＡＮ４、シリコンレンズ５等を備える。サーモパイルチップ３は、定着ローラからの輻射熱による赤外線６のうちシリコンレンズ５を介して入射した赤外線７を受光して、受光量に応じた電気信号を出力する。

サーミスタ２は、前記サーモパイルチップ３の環境（温度）変化に対する温度補償を行うものであり、前記ステム１の温度をサーモパイルチップ３の基準温度として検出し、その検出結果に基づいて、環境変化によるサーモパイルチップ３の出力誤差が補正される。サーモパイルチップ３とサーミスタ２はステム１上に配置され、金属製のＣＡＮ４により密閉されている。これにより湿気等の侵入が防止される。

このような構成の場合、定着ローラからの輻射熱による赤外線のうち、シリコンレンズ５を通らずにＣＡＮ４へと入射したものは時間の経過と共に当該ＣＡＮ４の温度を上昇させ、その結果、当該ＣＡＮ４内面からサーモパイルチップ３に向けて赤外線８が放射されるようになる。それにより、サーモパイルチップ３にはシリコンレンズ５を介して入射した定着ローラからの赤外線７とＣＡＮ４からの赤外線８とが合わせて入射されるようになり、時間経過の前後で温度検出結果に差が生じるようになる。

ＣＡＮ４からの赤外線８はステム１にも入射されてはいるが、サーモパイルチップ３とステム１の熱容量の違いから双方の温度上昇量が異なるため、上記温度検出結果の差はステム１上に配設されたサーミスタ２を用いても完全には補正されない。特に、温度の高い定着ローラに近い側に配設される温度センサについて、誤差が大きい。
そこで、サーモパイル式赤外線温度センサ全体をアルミ等の外殻ケースに収容する技術が特許文献２に開示されている。これにより定着ローラからの赤外線が外殻ケースにより遮断されてＣＡＮへの直接入射が防止されると共に、赤外線温度センサ周囲の温度が均一化されるため、サーモパイルチップの実際の温度とサーミスタの検出温度との差が小さくなり、検出誤差が低減されるとするものである。
特開２００４−７０２１６号広報特開２００３−３５６０１号広報

しかしながら、赤外線温度センサが特許文献２のような二重構造をとったとしても、時間の経過と共に外殻ケースの温度が上昇すると、外殻ケースから赤外線温度センサユニットに向けて赤外線が放射されＣＡＮの温度を上昇させることとなる。そうなると上記同様に、サーモパイルチップ３に定着ローラからの赤外線７とＣＡＮ４からの赤外線８が入射することとなり、結果的に検出誤差が解消されないという問題がある。

本発明は、上記問題に鑑みてなされたものであって、定着装置における定着ニップを形成する第１と第２の回転体について、非接触式の温度センサを使用して温度制御する場合において、特に、加熱される第１の回転体側に配される温度センサにおける検出誤差を低減して当該温度制御の精度を向上させることを目的とする。

上記目的を達成するため、本発明の一側面に係る定着装置は、加熱された第１の回転体の周面に、第２の回転体の周面を押圧して定着ニップを形成し、当該定着ニップにシートを通過させて、当該シート上の未定着画像を定着する定着装置であって、前記第１と第２の回転体の表面温度をそれぞれ非接触で検出する第１と第２の温度センサと、前記第１と第２の温度センサの検出結果を利用して、前記第１と第２の回転体の温度を制御する制御手段とを備え、前記第２の温度センサは、シート搬送方向において前記定着ニップより上流側であって、かつ、当該シート搬送路より前記第１の回転体側に配設されると共に、前記制御手段は、前記定着ニップを通過する前のシートの推定温度を取得する推定温度取得手段と、前記第２の温度センサの検出領域を前記シートが通過するときの当該第２の温度センサによる検出結果と、前記推定温度取得手段より得られたシート推定温度に基づき、前記第２の温度センサによる第２の回転体の表面温度の検出結果の補正量を取得する補正量取得手段とを有し、当該補正量で補正された検出温度に基づき、第２の回転体の温度制御を実行することを特徴とする。

定着ニップより搬送方向上流側にあるシートは、まだ定着ニップで加熱されておらず、第１、第２の回転体の温度の影響を受けていないので、推定温度取得手段により推定された当該シート温度を媒介にして第１の回転体側に近く配された第２の温度センサの検出結果を補正することにより、その誤差が低減され、第２の回転体について、より正確な温度制御が可能となる。

ここで、前記第１の温度センサが、シート搬送方向において前記定着ニップより上流側であって、かつ、当該シートの搬送路より前記第２の回転体側に配設されており、前記推定温度取得手段は、前記第１の温度センサの検出領域を前記シートが通過するときの当該第１の温度センサによる検出結果を前記シートの推定温度として取得するようにしてもよい。

このようにすれば、第１の温度センサによりシート温度を検出して、その結果をシートの推定温度とすることができるので、特別に他の温度センサを設けることなく、シートの推定温度を取得することが可能となり、コスト面でのメリットが大きい。
また、ここで、前記推定温度取得手段が、当該装置が設置される機内の環境温度を検出する第３の温度センサによる検出結果を前記シートの推定温度として取得するようにしてもよい。

本件定着装置が設置される機器（画像形成装置）においては、例えば転写電圧を制御するため、機内の環境温度を検出する温度センサを備えているのが一般的であり、そして、シートが収納されている給紙カセットにおける環境は、上記機内の環境温度に近いと考えられるので、そのような機内の温度センサによる検出結果をシートの推定温度とすることにより、第２の温度センサの検出誤差をより的確に補正することができる。

ここで、また、前記第１の温度センサが、シート搬送方向において前記定着ニップより上流側であって、かつ、当該シートの搬送路より前記第２の回転体側に配設されており、前記補正量取得手段は、さらに、前記第１の温度センサの検出領域を前記シートが通過するときの当該第１の温度センサによる検出結果と、前記シート推定温度に基づき、前記第１の温度センサによる第１の回転体の表面温度の検出結果の補正量を取得し、当該補正量で補正された検出温度に基づき、第１の回転体の温度制御を実行するようにしてもよい。
これにより、第１の温度センサにおける検出誤差も補正することができる。
また、本発明の他の側面は、上記記載の定着装置を備えた画像形成装置であることを特徴とする。
ここで、シートの第１面の未定着画像の定着後にシートの第２面に画像を形成する第２面画像形成手段と、前記定着装置の定着ニップに至るシート搬送路を通過中のシートが、既に第１面に画像形成済みであるか否かを判定する判定手段とを備え、前記補正量取得手段は、前記判定手段により、既に第１面に画像形成済みであると判定された場合には、前記補正量を取得しないようにすることが望ましい。

シートの第１面と第２面に順次画像形成できる機能を有する画像形成装置において、その第２面の未定着画像を定着する場合には、すでに第１面の定着が完了しているためシートの第１面と第２面の温度が異なり、また、環境温度とも異なっているので、この場合にはシート温度の推定による検出誤差補正は行わないことにより、誤まった温度制御がなされないようにしている。

また、ここで、前記補正量取得手段により取得された補正量は、装置の電源状態の変化に応じて、初期値にリセットされる。
特に、装置の電源状態がＯＦＦからＯＮに変化したような場合には、定着装置における各温度センサの温度は機内の他の部分とほぼ同じであり、それにも関わらず、従前の電源ＯＮ時の補正量を適用すれば、誤って温度制御することになるからである。

以下、本発明に係る実施の形態を、複写機の定着装置に適用した場合を例に、図面に基づいて説明する。
＜実施の形態１＞
（１）複写機の全体構成
図１は、本発明の実施の形態に係る複写機の概略構成を示す構成図であり、画像形成部１０、給紙部２０、定着装置３０、制御部４０、および原稿読取り部５０等を備える。

複写時において、原稿読取り部５０において読み取られた原稿の画像データに基づき、画像形成部１０において公知の電子写真のプロセスにより感光体ドラム１１上にトナー像が形成され、給紙部２０から一枚ずつ繰り出されてきたシートＳ上に転写位置１２にて転写された後、定着装置３０において当該シート上に熱定着された後、排紙トレイ１５上に排出される。両面画像形成を実行する場合には、第１面に画像形成され、定着装置３０を通過したシートが、不図示の搬送路切換爪により再給紙ユニット１３方向に搬送され、ここで表裏を反転された後、再度転写位置１２を通過することにより、第２面に画像が形成されるようになっている。

定着装置３０は、図２に示すように、定着ローラ３１（第１の回転体）に対し、加圧ローラ３２（第２の回転体）が不図示の付勢機構により付勢されて定着ニップが形成されており、前記定着ローラ３１に対して前記加圧ローラ３２の反対側にクリーニングローラ３６が定着ローラ３１の周面に接するように配置されている。
また、定着ローラ３１の内部には、ハロゲンランプからなる加熱ヒータ（以下、「定着ヒータ」という）３３が内蔵され、定着ローラ３１を加熱する。
本実施形態においては、加圧ローラ３２の方は加熱ヒータを具備していない簡易型のものであり、シートを通紙させない状態で、所定時間空回転させることにより定着ローラ３１を介して定着ヒータ３３の熱により加熱するように構成されている。もちろん、加圧ローラ３２にも加熱ヒータを設けても構わないが、直接トナー像に接しないので定着ヒータ３３ほどの出力は要求されない。

また、シート搬送方向下流側には、分離爪３７、３８が、その先端部がそれぞれ定着ローラ３１と加圧ローラ３２の周面に接触する状態で配されており、当該先端部が定着ニップを通過したシートの先端部に係合してこれをローラ表面から分離するようにしている。
分離爪３７、３８で分離されたシートは、搬送ローラ対３９によりさらに下流側へと送られる。

なお、赤外線温度センサ３４、３５は、シート搬送方向上流側であって当該シート搬送路を挟んで、それぞれの検出方向が、ローラ軸方向から見たときに、襷がけするような状態で配置される。
したがって、シートＳが、図３（ａ）に示すように定着ニップに近付いていないときは、赤外線温度センサ３４、３５はそれぞれ加圧ローラ３２、定着ローラ３１の表面温度を検出するが、図３（ｂ）に示すようにシートＳが定着ニップに近付くと、それぞれの検出領域を遮ることになるので、赤外線温度センサ３４、３５は、シートＳの表裏の温度を検出する。このときの赤外線温度センサ３５の検出結果に基づき、赤外線温度センサ３４の検出結果が補正される。詳しくは後述する。

（２）制御部４０の構成とその温度制御動作
図４は、制御部４０の構成を示すブロック図である。
同図に示すように制御部４０は主な構成要素として、ＣＰＵ（ＣｅｎｔｒａｌＰｒｏｃｅｓｓｉｎｇＵｎｉｔ）４１、通信インターフェース（Ｉ／Ｆ）部４２、ＲＯＭ（ＲｅａｄＯｎｌｙＭｅｍｏｒｙ）４３、ＲＡＭ（ＲａｎｄｏｍＡｃｃｅｓｓＭｅｍｏｒｙ）４４、ＥＥＰＲＯＭ（ＥｌｅｃｔｒｉｃａｌｌｙＥｒａｓａｂｌｅａｎｄＰｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅＲｅａｄＯｎｌｙＭｅｍｏｒｙ）４５等を備える。

通信Ｉ／Ｆ部４２は、ＬＡＮカード、ＬＡＮボードといったＬＡＮ（ＬｏｃａｌＡｒｅａＮｅｔｗｏｒｋ）に接続するためのインターフェースであり、外部からのプリントジョブのデータを受信する。
ＣＰＵ４１は、ＲＯＭ４３から必要なプログラムを読み出し、画像形成部１０、定着部３０等の動作をタイミングを取りながら統一的に制御して、通信Ｉ／Ｆ部４２が受信したプリントジョブのデータに基づくプリント動作を円滑に実行させる。

また、赤外線温度センサ３４および３５におけるシート通紙時の検出データに基づいて、当該温度センサ３４の検出温度補正量を取得すると共に、非通紙時に検出される定着ローラ３１および加圧ローラ３２の表面温度データに基づき、前記定着ヒータ３３をＯＮ、ＯＦＦ制御することにより、両ローラ表面温度が所定の範囲内に保たれるようになっている。

ＥＥＰＲＯＭ４５は、上記の検出温度補正量等を保存する。
（３）赤外線温度センサの温度補正方法
上記図３（ｂ）において説明したように、シートＳはその襷掛けの交点付近を横切るように、定着ニップ部へと搬送され、赤外線温度センサ３４は定着ローラ３１と接触する側のシートＳ表面温度を検出し、赤外線温度センサ３５は加圧ローラ３２と接触する側のシートＳ表面温度を検出する。

赤外線温度センサ３４は定着ローラ３１近傍に設置されているのに対して、赤外線温度センサ３５は定着ローラからは比較的遠い位置に設置されているため、赤外線温度センサ３４に比べ定着ローラ３１からの輻射熱による赤外線の影響が小さいと考えられる。また、シートＳがニップ部を通過している間は、定着ローラ３１からの赤外線がシートＳによりある程度遮断されるため、赤外線温度センサ３５が受ける当該赤外線の影響は更に小さくなると考えられる。

一方、定着前のシートの表裏面は温度が同一であると考えられるため、それぞれの赤外線温度センサ３４，３５でシートの温度を検出し、上記定着ローラ３１からの赤外線の影響が小さい赤外線温度センサ３５の検出温度をシートの推定温度として用い、これにより赤外線温度センサ３４の検出温度を補正することで、より精度の高い検出温度を得ることができる。ここで、赤外線温度センサ３５の検出温度を「推定温度」としたのは、定着ローラ３１からの赤外線の影響が小さいとはいえ皆無ではないため、あくまでも実際に近い推定の温度であるという理由からである。

以下、上記一対の赤外線温度センサによる検出温度の補正方法について図５、６のフローチャートに基づき具体的に説明する。
コピーやプリントのジョブを受け付けて、当該ジョブの実行を開始すると（ステップＳ１：ＹＥＳ）、赤外線温度センサ３５による定着ローラ３１表面の検出温度Ｔ１と、赤外線温度センサ３４による加圧ローラ３２表面の検出温度Ｔ２を取得する（ステップＳ２）。

そして、両赤外線温度センサ３４、３５の温度検出領域にシートが存在するかどうかを判定し、存在しない場合は引き続きシートが存在するかどうかの判定を行う（ステップＳ３）。
シートが、赤外線温度センサ３４、３５の検出領域内にあるか否かは、それぞれのセンサのうち、そのシート搬送路上の検出位置が、より定着ニップ側にある方（図３（ｂ）では、双方のシート搬送路上のセンサ検出位置がほとんど同じになるようにしているが、必ずしもその必要はない。）の検出温度が、急に低下した場合に、シートの通過を検知することができる。その他、例えば、当該センサの検出位置よりも上流側に配置されたシートセンサ（例えば、光電式のジャムセンサ）によりシートの先端が検知された後、所定時間経過後にシートがセンサの検出領域内にあると判断するようにしてもよい。

ステップＳ３の判定が肯定的であれば、そのときの赤外線温度センサ３５の検出温度ｔ_１と、赤外線温度センサ３４によるシート面の検出温度ｔ_２を取得する（ステップＳ３：ＹＥＳ、ステップＳ４）。
次に、現在両面画像形成モードが実行されており、当該シートが、すでにその第１面に画像形成されたものであるか否かの判定を行う（ステップＳ５）。

両面画像形成モードにおける給紙制御、画像形成制御は、ＲＯＭ４３内のプログラムに基づき、制御部４０自身によって制御されているので、この判定は容易に行うことができる。
シートが第２面の場合、即ち第１面に画像が形成済みの場合は、すでに定着ニップ部を通過しており、シート両面の温度が同一ではないと考えられるため検出温度の補正は行われず、ジョブの終了判定ステップへと移行する（ステップＳ５：ＹＥＳ、ステップＳ９）。

シート第１面に画像形成されていない場合、即ちいずれの面にも画像未定着の場合は、シート両面の温度が略同一であると考えられるため、ｔ_２からｔ_１を差し引いた検出温度差を算出し（ステップＳ５：ＮＯ、ステップＳ６）、検出温度差が５℃以上であるかどうかを判定する（ステップＳ７）。
上記検出温度差が５℃以上である場合は、赤外線温度センサ３４の検出温度誤差が許容範囲を超えたとして、図７のテーブルを参照して、当該赤外線温度センサ３４の温度補正量を取得・更新し保存して（ステップＳ７：ＹＥＳ、ステップＳ８）、ジョブが終了したかどうかの判定が行われる（ステップＳ９）。

上記検出温度差が５℃未満である場合は、赤外線温度センサ３４の検出温度誤差は許容範囲内であるとして、温度補正量の取得せずに、ジョブが終了したかどうかの判定が行われる（ステップＳ７：ＮＯ、ステップＳ９）。
ジョブが終了であれば新しいジョブが開始されたかどうかの判定に戻り（ステップＳ９：ＹＥＳ、ステップＳ１）、ジョブが終了でなければ再び定着ローラと加圧ローラの表面温度を取得する（ステップＳ９：ＮＯ、ステップＳ２）。

以上の方法により取得された赤外線温度センサ３４の補正量は、ＥＥＰＲＯＭ４５等に記憶される。
そして、当該補正量で補正された赤外線温度センサ３４の検出結果に基づき、制御部４０が、加圧ローラ３２の温度制御を実行する。
なお、ステップＳ９のジョブ終了判定は、コピージョブの場合には、読み込んだ原稿の枚数と、画像形成を完了した枚数の関係から容易に判断できる。また、プリントジョブの場合には受け付けたプリントジョブデータのヘッダ部分に印刷枚数に関する情報が含まれているので、その枚数から画像形成を完了した枚数を差し引くことで判断できる。

このジョブ終了判定は、シートが定着ニップを通過した後に行うのが望ましい。
なお、この補正量は、画像形成装置の電源状態の変化が起きた場合、例えば、画像形成装置の電源がＯＦＦからＯＮになった場合やジョブが入力されてスリープモード（節電のため、定着ローラの温度を通常の定着温度よりも低い状態で維持するモード）が解除された場合等には、定着温度が維持されない状態が長時間経過していると考えられ、各赤外線温度センサのＣＡＮの温度も補正時の温度ではなくなっているので、次の図６のフローチャートに示すようなタイミングで初期値にリセットされる。

すなわち、まず、画像形成装置の電源（主電源）がＯＮになったかどうかを判定する。判定が肯定的であれば、補正量がリセットされる（ステップＳ１１：ＹＥＳ、ステップＳ１４）。ここで、メイン電源は、複写機全体に供給する電源を意味し、メイン電源がＯＮになったときとは、電源が投入されて制御部４０自身が起動したときにほかならない。
ステップＳ１１の判定が否定的な場合には、次に副電源がＯＮになったかどうかの判定が行われる（ステップＳ１１：ＮＯ、ステップＳ１２）。ここで、副電源とは、制御系の電源を除く、他の全ての駆動系、定着装置用の電源を意味する。

副電源がＯＮになった場合にも、補正量がリセットされる（ステップＳ１２：ＹＥＳ、ステップＳ１４）。副電源がＯＮにならなかった場合には、次にスリープモードの解除が行われたかどうかが判定される（ステップＳ１２：ＮＯ、ステップＳ１３）。
スリープモードの解除が行われた場合は、補正量が初期値「０」にリセットされる（ステップＳ１３：ＹＥＳ、ステップＳ１４）。スリープモードの解除が行われなかった場合、このリセットの制御は終了する（ステップＳ１３：ＮＯ）。

＜実施の形態２＞
上記実施の形態１においては、赤外線温度センサ３５の定着ローラ３１からの輻射熱による赤外線の影響は、赤外線温度センサ３４と比較して小さいとはいえ皆無ではない。それゆえ、長時間連続して定着する場合に赤外線温度センサ３５の検出温度誤差も無視できない程度に増加することが考えられる。

そこで、本実施の形態２においては、画像形成装置の機内環境を検出するために設置されている環境センサ２１の検出温度から前記２つの赤外線温度センサの検出温度をそれぞれ補正するようにしている。
すなわち、定着ニップまで搬送されてきたシートは、機内の給紙カセットにある程度の時間収納されていたものなので、その表裏の温度は、環境センサにより検出された機内の環境温度にほぼ等しいと考えられ、当該環境温度をシート推定温度として用い、この値と各赤外線温度センサにより検出されたシート表裏の温度に基づき、補正量を決定するようにしている。

図８は、この実施の形態２に係る赤外線温度センサの検出温度補正量取得処理のフローチャートである。
同フローチャートにおいて、ステップＳ２１からＳ２４までの、定着ローラ３１、加圧ローラ３２の表面温度Ｔ_１、Ｔ_２の取得処理、赤外線温度センサ３４、３５の検出領域を通過するシートの検出温度ｔ_２、ｔ_１の取得処理は、図５のステップＳ１〜Ｓ４と同じなので、説明を省略し、以下ではステップＳ２５以降の本実施の形態特有の内容について説明する。

ステップＳ２５で、シートが両面画像データ形成モードにおいて、第２面を定着するものであるか否かを判定する。この判定が否定的な場合には、当該シートの表裏の温度は、環境温度とほぼ同じであると推定されるので、環境センサ２１による検出温度である環境温度ｔ_ｅを取得し（ステップＳ２５：ＮＯ、ステップＳ２６）、ｔ_１およびｔ_２夫々からｔ_ｅを差し引いた検出温度差Δｔ_１，Δｔ_２を算出する（ステップＳ２７）。

次に、検出温度差Δｔ_１およびΔｔ_２のそれぞれについて５℃以上であるかどうかを判定し、５℃以上の場合は、該当する赤外線温度センサの検出温度差が５℃未満となるように温度補正量を取得し、更新・保存する（ステップＳ２８：ＹＥＳ、ステップＳ２９）。この場合の温度補正量決めるためのテーブルとして、図７と同じものが適用されるので、ここでの図示を省略する。

上記取得された温度補正量に基づいて赤外線温度センサ３４、３５による検出温度Ｔ_２、Ｔ_１を補正し、それぞれの値に基づき制御部４０において各ローラの温度を制御しつつ、ジョブが実行される。
ステップＳ３０では、ジョブが終了したか否かを判定し、終了していなければステップＳ２２に戻って上記温度補正量の取得処理を繰り返し、終了していれば、ステップＳ２１に戻って、次のジョブの開始を待つ。

上述のように本実施の形態においては、画像形成装置の機内環境を検出するために設置されている環境センサの検出温度をシートの温度と推定して、定着装置における２つの赤外線温度センサの検出温度をそれぞれ補正しているので、より正確な温度検出補正量を得ることができる。
特に、画像形成装置においては、良好な転写画像を得るため転写部付近の温度を検出して転写電圧をするようになっており、そのために環境センサによる機内温度のモニタは不可欠であるので、これを定着装置における温度検出の補正に利用することにより、コストアップを招来することもない。なお、この環境センサは、赤外線温度センサである必要はなく、他の安価なサーミスタなどであっても構わない。
＜変形例＞
以上、本発明を実施の形態に基づいて説明してきたが、本発明が上述の実施の形態に限定されないのは勿論であり、以下のような変形例を考えることができる。
（１）上記実施の形態２において、定着装置へのシート搬送路途中であって、当該定着温度の影響があまり受けない位置において、通過するシートの温度を測定する温度センサを別途配置し、当該温度センサの検出温度を環境センサによるシートの推定温度に代えて用い、赤外線温度センサ３４、３５の検出温度誤差の補正を行うようにしてもよい。

実施の形態２に比較して、別途温度センサを設ける分だけコスト面では不利であるが、このようにすることによりシート温度をより確実に推定でき、温度補正量の精度が増すという利点がある。
（２）実施の形態１において、加圧ローラ側にヒータを設ける場合もある（特に、高速機など）。この場合でも、定着ローラ側のヒータと比較して加圧ローラ側のヒータの加熱能力は十分に低く、例えば、定着ローラ側のヒータが１０００〜１２００Ｗである場合に、加圧ローラ側のヒータは２００〜４００Ｗ程度であり、その制御目標温度も低く設定されるため、赤外線温度センサ３５が加圧ローラ３２から受ける熱の影響は小さく、当該検出値により実施の形態１の方法で赤外線温度センサ３４の検出温度誤差の補正を行っても、ある程度の効果を得ることが出来る。

なお、実施の形態２においては、各赤外線温度センサ３４、３５の検出温度誤差は、定着温度の影響をあまり受けない環境センサの検出温度によって補正されるので、加圧ローラにヒータを設ける場合、出力を定着ローラのヒータより十分に低くする必要はない。
（３）上記実施の形態１において、二つの赤外線温度センサの検出温度差が５℃を超えた場合に補正を行うとしたが、補正を行う温度差の閾値は５℃に限定されるものではなく、定着ローラと赤外線温度センサの距離、定着ローラおよび加圧ローラの材質、シートの材質や厚み、トナー素材、その他様々な要因により影響される定着画像の質、シートのカール量、およびシート表裏面の光沢差等に鑑みて、実験的もしくは経験的に決定される任意の値を用いても良いことは勿論である。

また、図７に示した温度補正量の変換テーブル例では、補正前の検出温度とシート推定温度との差分Δｔが５℃以上の場合に、当該５℃を超える値を補正量としているが、これに限定されるものではなく、例えば、補正後の温度差が、０℃となるように補正量を増加させてもよい。
実施の形態２についても同様である。
（４）上記各実施の形態において、定着装置における加熱・加圧回転体としてローラを用いているが、ローラの代わりにベルトを用いる方法、若しくはローラとベルトを組み合わせて用いる方法でも構わない。また、ハロゲンランプをヒータとする定着装置に限らず、その他、例えば電磁誘導加熱方式のものであっても構わない。
（５）本発明は、複写機のみならず、プリンタやファクシミリ装置、これらの機能を１台で有する複合機など、およそ熱定着装置を備えた全ての画像形成装置に適用される。

上記実施の形態および上記変形例の内容は、可能な限り組み合わせてもよい。

本発明は、画像形成装置の定着装置において、温度制御の精度を向上させる技術として有用である。

本発明の実施の形態１に係る画像形成装置の概略構成を示す図である。上記画像形成装置の定着装置の構成を示す断面図である。上記定着装置における定着ローラ、加圧ローラ、赤外線温度センサおよびシートの位置関係を示す図であり、（ａ）は、シートが赤外線温度センサの検出領域にない場合、（ｂ）は、シートが赤外線温度センサの検出領域にある場合の例を示す図である。上記画像形成装置の制御部の構成を示すブロック図である。実施の形態１に係る継体赤外線温度センサの検出温度補正量取得処理における制御内容を示すフローチャートである。実施の形態１における継体赤外線温度センサ検出温度補正量リセット処理における制御内容を示すフローチャートである。二つの赤外線温度センサ３４、３５によるシートの検出温度差に応じた赤外線温度センサ３４の補正量を示すテーブルである。実施の形態２に係る検出温度補正量取得処理における制御内容を示すフローチャートである。サーモパイル式赤外線温度センサの構成を示す概略断面図である。

符号の説明

２１環境センサ（第３の温度センサ）
３０定着装置
３１定着ローラ（第１の回転体）
３２加圧ローラ（第２の回転体）
３３定着ヒータ
３４赤外線温度センサ（第２の温度センサ）
３５赤外線温度センサ（第１の温度センサ）
３６クリーニングローラ
３７、３８分離爪
３９搬送ローラ対
４０制御部

Claims

加熱された第１の回転体の周面に、第２の回転体の周面を押圧して定着ニップを形成し、当該定着ニップにシートを通過させて、当該シート上の未定着画像を定着する定着装置であって、
前記第１と第２の回転体の表面温度をそれぞれ非接触で検出する第１と第２の温度センサと、
前記第１と第２の温度センサの検出結果を利用して、前記第１と第２の回転体の温度を制御する制御手段と、
を備え、
前記第２の温度センサは、シート搬送方向において前記定着ニップより上流側であって、かつ、当該シート搬送路より前記第１の回転体側に配設されると共に、
前記制御手段は、
前記定着ニップを通過する前のシートの推定温度を取得する推定温度取得手段と、
前記第２の温度センサの検出領域を前記シートが通過するときの当該第２の温度センサによる検出結果と、前記推定温度取得手段より得られたシート推定温度に基づき、前記第２の温度センサによる第２の回転体の表面温度の検出結果の補正量を取得する補正量取得手段とを有し、
当該補正量で補正された検出温度に基づき、第２の回転体の温度制御を実行することを特徴とする定着装置。
前記第１の温度センサは、シート搬送方向において前記定着ニップより上流側であって、かつ、当該シートの搬送路より前記第２の回転体側に配設されており、
前記推定温度取得手段は、前記第１の温度センサの検出領域を前記シートが通過するときの当該第１の温度センサによる検出結果を前記シートの推定温度として取得することを特徴とする請求項１に記載の定着装置。
前記推定温度取得手段は、当該装置が設置される機内の環境温度を検出する第３の温度センサによる検出結果を前記シートの推定温度として取得することを特徴とする請求項１に記載の定着装置。
前記第１の温度センサは、シート搬送方向において前記定着ニップより上流側であって、かつ、当該シートの搬送路より前記第２の回転体側に配設されており、
前記補正量取得手段は、
さらに、前記第１の温度センサの検出領域を前記シートが通過するときの当該第１の温度センサによる検出結果と、前記シート推定温度に基づき、前記第１の温度センサによる第１の回転体の表面温度の検出結果の補正量を取得し、当該補正量で補正された検出温度に基づき、第１の回転体の温度制御を実行することを特徴とする請求項３に記載の定着装置。
請求項１から４のいずれかに記載の定着装置を備えたことを特徴とする画像形成装置。
シートの第１面の未定着画像の定着後にシートの第２面に画像を形成する第２面画像形成手段と、
前記定着装置の定着ニップに至るシート搬送路を通過中のシートが、既に第１面に画像形成済みであるか否かを判定する判定手段と
を備え、
前記補正量取得手段は、前記判定手段により、既に第１面に画像形成済みであると判定された場合には、前記補正量を取得しないことを特徴とする請求項５に記載の画像形成装置。
前記補正量取得手段により取得された補正量は、装置の電源状態の変化に応じて、初期値にリセットされることを特徴とする請求項５または６に記載の画像形成装置。