JP2010156735A - 画像形成装置、画像形成方法、及び画像形成プログラム - Google Patents

Abstract

【課題】通常時に赤外線の量に基づいて温度を測定する温度センサを用いて温調を行い異常時に他の温度センサによる代替温調を行う場合に、装置寿命を縮めたり印字品質を低下させることなく、かつ、無駄に生産性を落すことがない。
【解決手段】加熱源８１により加熱される被加熱体８２を用いて記録シート上に画像を形成する画像形成装置１であって、被加熱体から放射される赤外線の量に基づいて第１温度を検出する第１温度検出部８３と、被加熱体による対流熱及び輻射熱のうちの少なくとも一方に基づいて第２温度を検出する第２温度検出部８４と、制御モード毎に予め設定された条件に従って第１温度と第２温度との差分を評価することによって第１温度及び第２温度の何れを用いるかを判定する判定部８６と、判定された温度を用いて制御モードに従い加熱源の出力を制御することによって被加熱体の温度制御を行なう温度制御部８７とを備える。
【選択図】図３

Description

本発明は、加熱源により加熱される被加熱体を用いて記録シート上に画像を形成する画像形成装置に関し、特に、被加熱体の温度を測定する温度センサを２種類設け、これらを適切に使い分けるための技術に関する。

従来より、定着器を備える画像形成装置において、ヒータや誘導コイル等の加熱源によって加熱される定着ローラや定着ベルト等の被加熱体を温調する際に、被加熱体の温度をモニタするために、例えば非接触サーミスタや赤外線サーモパイル等の温度センサーが用いられている。
赤外線サーモパイルは非接触サーミスタ等の他の多くの温度センサよりも応答性がよく、また被加熱体までの距離を長く取ることができるので設計のレイアウトに余裕ができるなどの利点が多く、最近特に多用されている。

しかしながら、赤外線サーモパイルには、その筐体の一部に赤外線を取り入れるためのレンズ等の透光部材が有り、この透光部材の上に異物が付着したり、温度差によって結露が発生したりすると、赤外線の入射量が減ってしまい、検出される温度が実際よりも低くなる場合が生じ、狙いよりも高温で温調されてしまうという問題がある。
ここで、２種類の温度センサを用いて、定着部材の温調制御を正確、安全に行う定着装置が特許文献１に開示されている。詳細には特許文献１は、熱源に非接触に配置される第一の温度検知手段と、より熱源に近い場所に配置される第二の温度検知手段を有し、これらの検知温度の差が所定以上の値となった場合に、熱源を停止するか、又は熱源を定着実行時の制御温度よりも低温で制御することができ、よって装置の異常をすばやく検知し、安全性に優れた定着装置を提供することができると記載されている。
特開２００４−２１０７９号公報

特許文献１のように、２種類の温度センサの検知温度の差が所定以上の値となった場合に、熱源による加熱を単に抑制するだけでは、どの程度抑制するかによって、効果がほとんどなかったり逆に加熱不足になったりすると考えられるので、必ずしも期待する効果が得られるとは限らず、安定した温調ができるとは到底思えない。
そこで、上記のような問題を解決するために、例えば、赤外線サーモパイルと非接触サーミスタとを両方有し、通常は赤外線サーモパイルにより検出される温度を用いて温調し、これらの検知温度の差が所定以上の値となった場合に、非接触サーミスタにより検出される温度を用いた代替温調に切替える方法が考えられる。

このようにすると、赤外線サーモパイルの検出温度が異常な場合に、非接触サーミスタの検出温度を代わりに用いるので、常に安定した温調ができるものと思われる。
しかしながら、前述のように、非接触サーミスタは赤外線サーモパイルよりも応答性が悪いので、代替温調時に赤外線サーモパイルと全く同じパフォーマンスを確保することは難しく、どうしてもプリント生産性を落さざるを得ない。

一方、通常赤外線サーモパイルは小サイズの記録シートのプリント時の非通紙部の過剰加熱をモニタするために複数個設置されている。
ここで赤外線サーモパイルは設計のレイアウトに余裕があるので定期的に交換が必要な定着器の外部に設置することができるが、非接触サーミスタは測定対象がらあまり距離を長く取ることができず定着器の内部に設置しなければならないので使い捨てになってしまうという事情や、非接触サーミスタは非常用ということもあり、コストダウンのために非接触サーミスタは１個にしたいという要望がある。

非接触サーミスタが１個であると、当然ながら代替温調時に非通紙部の過剰加熱をモニタすることができないが、プリント生産性を落し、連続してプリントする用紙間の間隔を通常よりも空けることにより非通紙部の過剰加熱を回避することができる。
以上のように、代替温調時にはどうしてもプリント生産性が落ちるため、必要以上に代替温調は行いたくないのであるが、代替温調に入る際の条件をあまり厳しくし過ぎると、装置の状態によっては許容を超えて狙いよりも高温で温調されてしまう場合が生じ、周辺部材を傷め装置寿命を縮めたり印字品質が低下しまう可能性があるので、当該条件は安全側に合わせるしかなく、プリント生産性が大幅に落ちてしまうことになる。

本発明は、通常時に赤外線サーモパイル等の赤外線の量に基づいて温度を測定する温度センサを用いて温調を行い、異常時に非接触サーミスタ等の他の温度センサによる代替温調を行う場合に、装置寿命を縮めたり印字品質を低下させることなく、かつ、無駄に生産性を落すことがない画像形成装置、画像形成方法、及び画像形成プログラムを提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、本発明に係る画像形成装置は、加熱源により加熱される被加熱体を用いて記録シート上に画像を形成する画像形成装置であって、前記被加熱体から放射される赤外線を受光して当該赤外線の量に基づいて当該被加熱体の温度に相当する第１温度を検出する第１温度検出手段と、前記被加熱体による対流熱、及び輻射熱のうちの少なくとも一方に基づいて当該被加熱体の温度に相当する第２温度を検出する第２温度検出手段と、自装置の状態に応じて前記加熱源に関し異なる制御を行う複数の制御モードの中から何れか１つの制御モードを、実行すべき制御モードとして決定するモード決定手段と、モード決定手段により決定された制御モード毎に予め設定された条件に従って第１温度検出手段により検出される第１温度と第２温度検出手段により検出される第２温度との差分を評価することによって、前記加熱源の制御に当該第１温度検出手段、及び当該第２温度検出手段の何れにより検出される温度を用いる方が適切であるかを判定する判定手段と、判定手段により適切であると判定された温度検出手段により検出される温度を用いてモード決定手段により決定された制御モードに従い前記加熱源の出力を制御することによって、前記被加熱体の温度制御を行なう温度制御手段とを備えることを特徴とする。

上記目的を達成するために、本発明に係る画像形成方法は、加熱源により加熱される被加熱体を用いて記録シート上に画像を形成する画像形成装置における画像形成方法であって、前記画像形成装置は、前記被加熱体から放射される赤外線を受光して、当該赤外線の量に基づいて、当該被加熱体の温度に相当する第１温度を検出する第１温度検出手段と、前記被加熱体による対流熱、及び輻射熱のうちの少なくとも一方に基づいて当該被加熱体の温度に相当する第２温度を検出する第２温度検出手段とを備え、自装置の状態に応じて前記加熱源に関し異なる制御を行う複数の制御モードの中から何れか１つの制御モードを実行すべき制御モードとして決定するモード決定ステップと、モード決定ステップにより決定された制御モード毎に予め設定された条件に従って第１温度検出手段により検出される第１温度と第２温度検出手段により検出される第２温度との差分を評価することによって、前記加熱源の制御に当該第１温度検出手段、及び当該第２温度検出手段の何れにより検出される温度を用いる方が適切であるかを判定する判定ステップと、判定ステップにより適切であると判定された温度検出手段により検出される温度を用いてモード決定ステップにより決定された制御モードに従い前記加熱源の出力を制御することによって、前記被加熱体の温度制御を行なう温度制御ステップとを含むことを特徴とする。

上記目的を達成するために、本発明に係る画像形成画像形成プログラムは、加熱源により加熱される被加熱体を用いて記録シート上に画像を形成する画像形成装置における画像形成プログラムであって、前記画像形成装置は、前記被加熱体から放射される赤外線を受光して当該赤外線の量に基づいて当該被加熱体の温度に相当する第１温度を検出する第１温度検出手段と、前記被加熱体による対流熱、及び輻射熱のうちの少なくとも一方に基づいて当該被加熱体の温度に相当する第２温度を検出する第２温度検出手段とを備え、前記画像形成装置に、自装置の状態に応じて前記加熱源に関し異なる制御を行う複数の制御モードの中から何れか１つの制御モードを実行すべき制御モードとして決定するモード決定ステップと、モード決定ステップにより決定された制御モード毎に予め設定された条件に従って第１温度検出手段により検出される第１温度と第２温度検出手段により検出される第２温度との差分を評価することによって、前記加熱源の制御に当該第１温度検出手段、及び当該第２温度検出手段の何れにより検出される温度を用いる方が適切であるかを判定する判定ステップと、検出手段判定ステップにより適切であると判定された温度検出手段により検出される温度を用いてモード決定ステップにより決定された制御モードに従い前記加熱源の出力を制御することによって、前記被加熱体の温度制御を行なう温度制御ステップとを実行させることを特徴とする。

課題を解決するための手段に記載した構成により、赤外線を受光する温度センサの感度が落ちた場合に、自装置の状態によって異なるそれぞれの事情を考慮して、それぞれに対応する適切な条件に従って、他の温度センサに切替えた方がよいか否かを判定し、温度センサの切り替えを行うことができる。
従って、装置寿命を縮めたり、印字品質を低下させることなく、かつ、無駄に生産性を落すことがない。

ここで、画像形成装置において、前記判定手段は、前記第１温度と前記第２温度との差分が前記条件においてそれぞれ定められた閾値を超えない場合に第１温度検出手段により検出される温度を用いる方が適切であると判定し、超えた場合に第２温度検出手段により検出される温度を用いる方が適切であると判定するものであり、前記モード決定手段により決定された制御モードが前記第１温度検出手段の赤外線受光部分に結露が生じる可能性が高いと推測される制御モードである場合に、他の制御モードよりも小さい閾値に基づいて何れの温度検出手段により検出される温度を用いる方が適切であるかを判定することを特徴とすることもできる。

これにより、結露が生じる可能性が高い制御モードの時（例えばウォームアップ時）には小さい閾値に基づいて、代替温調を行うか否かを判定することができるので、他のモードの時よりも高い感度で結露による異常を早期に発見し、速やかに代替温調に移行することができる。例えば、電源スイッチオン直後のウォームアップ時は、通常早朝であることが多く、室温が低い状態から次第に上昇して室温よりも自装置の温度がかなり低くなることがあり、赤外線を受光する温度センサが結露する可能性が高いので、閾値を小さくして、多少生産性が下がるかもしれないが装置寿命及び印字品質の向上を優先させるのである。

ここで、画像形成装置において、前記判定手段は、前記被加熱体の温度が低い温度から上昇したときには、温度が落ち着くまでに要する時間が経過するまで前記第１温度と前記第２温度との差分の評価を行わないことを特徴とすることもできる。
これにより、被加熱体の温度がプリント可能でない低い温度からプリント可能な温度まで上昇したときに生じるオーバーシュートに対する、各温度センサの応答性の違いに起因する誤判定を回避することができる。

ここで、画像形成装置において、前記判定手段は、前記第１温度と前記第２温度との差分が前記条件においてそれぞれ定められた閾値を、それぞれ定められた時間以上超えない場合に第１温度検出手段により検出される温度を用いる方が適切であると判定し、それぞれ定められた時間以上超えた場合に第２温度検出手段により検出される温度を用いる方が適切であると判定するものであり、前記モード決定手段により決定された制御モードが、前記被加熱体の熱が記録シートに奪われ温度の変化が激しいと推測される制御モードである場合に、他の制御モードよりも大きい閾値、及び長い時間に基づいて何れの温度検出手段により検出される温度を用いる方が適切であるかを判定することを特徴とすることもできる。

これにより、被加熱体の熱が記録シートに奪われ温度の変化が激しいと推測される制御モードの時（例えばプリント時）には、大きい閾値、及び長い時間に基づいて代替温調を行うか否かを判定することができるので、記録シートの通過によって生じる急峻な温度変化に対する各温度センサの応答性の違いに起因する誤判定を抑制することができる。
ここで、画像形成装置において、前記制御モードは、ウォームアップ制御モード、スタンバイ制御モード、及びプリント制御モードであり、前記判定手段は、前記モード決定手段により決定された制御モードがスタンバイ制御モード、及びプリント制御モードである場合には、前記第１温度と前記第２温度との差分が前記条件においてそれぞれ定められた閾値を超えない場合に第１温度検出手段により検出される温度を用いる方が適切であると判定し、超えた場合に第２温度検出手段により検出される温度を用いる方が適切であると判定し、前記モード判定手段により判定された制御モードがウォームアップ制御モードである場合には、前記第２温度とウォームアップ完了目標温度との温度差が、所定の値を超えない場合に第１温度検出手段により検出される温度を用いる方が適切であると判定し、超えた場合に第２温度検出手段により検出される温度を用いる方が適切であると判定することを特徴とすることもできる。

これにより、ウォームアップ中は、結露が生じる可能性が高いが、温度が上昇するとともに結露が解消する場合も多いと思われるので、基本的に温度の上昇中には代替温調を行うか否かを判定することはせず、ウォームアップ完了目標温度を許容以上超えるまでは赤外線を受光する温度センサにより検出される温度を用いて温調し、ウォームアップ完了目標温度を許容以上超えた場合にのみ他の温度センサに切替えることによって、温度が上昇するとともに結露が解消した場合には、温度センサを一度も切替えないまま、何事もなかったように温調を行うことができ、また結露が解消しない場合には、問題となる温度になる直前の無駄のないタイミングで温度センサを切替えることができる。

［実施の形態１］
＜概要＞
実施の形態１は、定着器を有する画像形成装置において、通常時に赤外線サーモパイル等の赤外線の量に基づいて温度を測定する温度センサを用いて定着器の温調を行い、異常時に非接触サーミスタ等の他の温度センサによる代替温調を行う場合に、代替温調に入る際の条件を一律に安全側に合わせるのではなく、自装置の状態に応じて決定される制御モード毎に予め設定された条件に従うものであり、装置寿命を縮めたり、印字品質を低下させることなく、かつ、無駄に生産性を落すことがない。

＜構成＞
１．画像形成装置の全体構成
図１は、実施の形態１における画像形成装置の全体構成を示す図である。
図１に示すように、本実施の形態における画像形成装置１は、タンデム型カラーデジタルプリンタであり、画像プロセス部２、給送部４、定着装置５、制御部６を備え、ネットワーク（例えば社内ＬＡＮ）に接続されて、社内の端末装置から印刷の実行指示を受付けると、その指示に従って、記録シート上にカラー画像を形成して出力する。

画像プロセス部２は、主に画像の形成を担う部分であり、矢印Ａに示す方向に循環する１次転写ベルト１１に添って、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックのそれぞれのトナー像を形成する画像形成ユニット３Ｙ、３Ｍ、３Ｃ、３Ｋが順に配列され、各画像形成ユニットの下方には、レーザダイオード等の発光素子を備える光学部１０が配置されている。なお画像プロセス部２において、参照番号の後に“Ｙ”が付いている構成要素を主体とする画像形成ユニットがイエローのトナーによる画像を生成し、以下同様に参照番号の後に“Ｍ”が付いている構成要素を主体とする画像形成ユニットがマゼンタのトナーによる画像を生成し、参照番号の後に“Ｃ”が付いている構成要素を主体とする画像形成ユニットがシアンのトナーによる画像を生成し、参照番号の後に“Ｋ”が付いている構成要素を主体とする画像形成ユニットがブラックのトナーによる画像を生成する。

画像形成ユニット３Ｙは、感光体ドラム３１Ｙと、その周辺に配設された帯電器３２Ｙ、現像器３３Ｙ、１次転写ローラ３４Ｙ、及びクリーナ３５Ｙを備えている。
イエローのトナーによる画像を生成するにあたり、帯電器３２Ｙが感光体ドラム３１Ｙを一様に帯電させ、制御部６の制御により、光学部１０が一様に帯電した感光体ドラム３１Ｙへレーザ光Ｌを出射して静電潜像を形成し、形成された静電潜像に現像器３３Ｙがイエローのトナーによる現像を行い、現像されたトナー像が１次転写ベルト１１に１次転写され、１次転写後、感光体ドラム３１Ｙに残留するトナーがクリーナ３５Ｙによって除去される。

画像形成ユニット３Ｍ、３Ｃ、３Ｋについても、画像形成ユニット３Ｙと同様の構成を備え（図中の符号を省略している）、同様に各色のトナーによる画像を生成する。
１次転写ベルト１１に１次転写されるトナー像は、画像形成ユニットのそれぞれを通過する毎にそれぞれの色が重ねられ、最終的にフルカラーのトナー画像が生成される。
一方、給送部４は、主に記録シートの搬送を担う部分であり、記録シートＳを納める給紙カセット４１と、納められている記録シートＳを搬送路４３へ１枚ずつ繰り出す繰り出しローラ４２と、繰り出された記録シートＳを送り出すタイミングを図るタイミングローラ対４４と、２次転写ローラ４５とを備え、記録シートＳが２次転写位置４６まで搬送され、１次転写ベルト１１に生成されたフルカラーのトナー画像が、２次転写位置４６において記録シートＳに２次転写される。

定着装置５は、トナー画像が２次転写された記録シートＳを加熱、及び加圧して、トナー画像を記録シートＳに定着させる。定着装置５については以下に詳細に記す。
定着後の記録シートＳは排紙ローラ７１等の駆動により排紙トレイ７２へ排紙される。
制御部６は、画像形成装置１の全体の動作や温調等を一括して制御するコントローラであり、形成すべき画像のデータに基づいて、各画像形成ユニット別に光学部１０の発光素子用の駆動信号を生成し、１次転写において各色のトナー像を正確に重ねたり、２次転写において記録シートＳにトナー画像が正確に転写されるようにタイミングを調整する。
２．定着装置の詳細
図２（ａ）、（ｂ）は、定着装置５の構成を模式的に示す図である。ここで図２（ａ）は図１の定着装置５における定着装置５を正面から見て拡大したものであり、図２（ｂ）は図１の定着装置５における定着装置５を下側から見て拡大したものである。

図２（ａ）、（ｂ）に示すように、定着装置５は、加熱ローラ５１、加圧ローラ５２、磁束発生部５３、均熱ローラ５４、及び均熱ローラ用ヒータ５５を備える。
加熱ローラ５１と加圧ローラ５２と均熱ローラ５４とは互いに平行に配置され、いずれも回転可能に支持されており、また、加圧ローラ５２は、加熱ローラ５１へ向けて軸と垂直の方向に付勢され、加熱ローラ５１と加圧ローラ５２との間に定着ニップが形成される。また、定着ニップの出口(図中右側)の近傍には、定着後の記録シートを加熱ローラ５１から分離するための分離爪５６が備えられ、赤外線サーモパイル５７ａ、５７ｂ、５７ｃがそれぞれ加熱ローラ５１の表面の略中央付近とその両脇を測定ポイント（図２（ｂ）中のａ、ｂ、ｃ）とするように配置され、非接触サーミスタ５８が加熱ローラ５１の表面の略中央付近を測定ポイント（図２（ｂ）中のｄ）とするように配置されている。なお、赤外線サーモパイル５７ａ、及び非接触サーミスタ５８の測定ポイントは、使用される様々な大きさの記録シートの全てが通過する領域内にあり、赤外線サーモパイル５７ｂ、５７ｃの測定ポイントは、記録シートの全てが通過しない領域内、あるいは、最大幅の記録シートは通過するが、２番目以下の幅の記録シートの全てが通過しない領域内にある。また、加熱ローラ５１の温調に用いる上記温度センサ以外に、均熱ローラ５４用の非接触サーミスタ等の他の温度センサも設置されているが、ここではそれらの記載を省略している。
３．画像形成装置の機能構成
図３は、実施の形態１における画像形成装置１の機能構成を示す図である。

図３に示すように、画像形成装置１は、加熱源８１、被加熱体８２、第１温度検出部８３、第２温度検出部８４、モード決定部８５、判定部８６、温度制御部８７、異常検知部８８、及び警告部８９を備える。
加熱源８１は、図２における磁束発生部５３に相当し、温度制御部８７による制御に基づき出力が制御されて、被加熱体８２を加熱する。

被加熱体８２は、図２における加熱ローラ５１に相当し、加熱源８１により適温に加熱され、トナー画像を記録シートに定着させる等記録シート上に画像を形成するために寄与する。
第１温度検出部８３は、図２における赤外線サーモパイル５７ａに相当し、結露等の異常がないときに優先的に使用される温度センサであって、被加熱体８２から放射される赤外線を受光して、当該赤外線の量に基づいて被加熱体８２の温度に相当する第１温度を検出する。

第２温度検出部８４は、図２における非接触サーミスタ５８に相当し、第１温度検出部８３に異常があるときに代替用として使用される温度センサであって、被加熱体８２による対流熱、及び輻射熱のうちの少なくとも一方に基づいて、被加熱体８２の温度に相当する第２温度を検出する。なお、第２温度検出部８４は、異物の付着や結露によって感度が大きく異なることがない温度センサーであれば、他の方式のものでも構わない。

モード決定部８５は、図１における制御部６による制御の一部に相当し、自装置の状態に応じて、加熱源８１に関し異なる制御を行う複数の制御モードの中から何れか１つの制御モードを、実行すべき制御モードとして決定する。ここで制御モードは、目標温度の違い等により、ウォームアップ制御モード、スタンバイ制御モード、及びプリント制御モードに分類される。

ウォームアップ制御モードは、被加熱体８２の表面の温度がスタンバイ時に許容される温度（例えば目標温度１６０℃±許容値５℃）の下限よりも低い状態からスタンバイ状態又はプリント状態になるまで、あるいは、プリント時に許容される温度（例えば目標温度１８５℃±許容値５℃）の下限よりも低い状態からプリント状態になるまで、被加熱体８２の温度を上昇させる制御を実施するモードであり、電源スイッチオン後の起動の際の昇温時、及び、プリント時に許容される温度よりも低い状態からプリントジョブが発生したときの昇温時（これらを合わせて「ウォームアップ時」という）に実行すべき制御モードとして決定され実施されるものである。

スタンバイ制御モードは、被加熱体８２の表面の温度がスタンバイ時に許容される温度よりも低い状態からスタンバイ状態になるまでのウォームアップ制御モードの終了後に、スタンバイ時に許容される温度に保つ制御、及びスタンバイ時に許容される温度よりも高い状態からスタンバイ時に許容される温度まで下降させ、スタンバイ時に許容される温度に保つ制御を実施するモードであり、プリントジョブがないときのウォームアップ制御モードの終了後、及びプリント制御モードの終了後（これらを合わせて「スタンバイ時」という）に実行すべき制御モードとして決定され実施されるものである。

プリント制御モードは、被加熱体８２の表面の温度がプリント時に許容される温度よりも低い状態からプリント状態になるまでのウォームアップ制御モードの終了後に、プリント時に許容される温度に保つ制御を実施するモードであり、プリントジョブがあるときのウォームアップ制御モードの終了後（これを「プリント時」という）に実行すべき制御モードとして決定され実施されるものである。

判定部８６は、図１における制御部６による制御の一部に相当し、一定時間毎に、モード決定部８５により決定された制御モード毎に予め設定された条件に従って、第１温度検出部８３により検出される第１温度と、第２温度検出部８４により検出される第２温度との差分を評価することによって、加熱源８１の制御に、当該第１温度検出部８３、及び当該第２温度検出部８４の何れにより検出される温度を用いる方が適切であるかを判定する。また、判定部８６は、ウォームアップ制御モードの終了後においては、温度のオーバーシュートが大きく、温度センサの応答速度の違いが影響して誤判定を招くことが懸念されるので、誤判定を防止するため、温度が落ち着くまでに要する時間（例えば３０秒）が経過するまで、第１温度と第２温度との差分の評価を行わない。

図４は、各制御モードと、判定部８６による評価に用いられる条件との対応関係の一例を示す図である。
図４に示すように、ウォームアップ制御モードでは、判断温度差「２０℃」、判断時間「２秒」であり、これは、第１温度検出部８３により検出される温度を用いる方が適切であると判定されているときに、第１温度と第２温度との差分が判断温度差の「２０℃」を越える時間が判断時間の「２秒」以上継続する場合に第２温度検出部８４により検出される温度を用いる方が適切であると判定し、第２温度検出部８４により検出される温度を用いる方が適切であると判定されているときに、第１温度と第２温度との差分が判断温度差の「２０℃」を越える時間が判断時間の「２秒」以上継続しない場合に第１温度検出部８３により検出される温度を用いる方が適切であると判定することを意味する。

また図４に示すように、スタンバイ制御モードでは、判断温度差「２５℃」、判断時間「２．５秒」であり、これは、第１温度検出部８３により検出される温度を用いる方が適切であると判定されているときに、第１温度と第２温度との差分が判断温度差の「２５℃」を越える時間が判断時間の「２．５秒」以上継続する場合に第２温度検出部８４により検出される温度を用いる方が適切であると判定し、第２温度検出部８４により検出される温度を用いる方が適切であると判定されているときに、第１温度と第２温度との差分が判断温度差の「２５℃」を越える時間が判断時間の「２．５秒」以上継続しない場合に第１温度検出部８３により検出される温度を用いる方が適切であると判定することを意味する。

また図４に示すように、プリント制御モードでは、判断温度差「３０℃」、判断時間「３秒」であり、これは、第１温度検出部８３により検出される温度を用いる方が適切であると判定されているときに、第１温度と第２温度との差分が判断温度差の「３０℃」を越える時間が判断時間の「３秒」以上継続する場合に第２温度検出部８４により検出される温度を用いる方が適切であると判定し、第２温度検出部８４により検出される温度を用いる方が適切であると判定されているときに、第１温度と第２温度との差分が判断温度差の「３０℃」を越える時間が判断時間の「３秒」以上継続しない場合に第１温度検出部８３により検出される温度を用いる方が適切であると判定することを意味する。

ここで、他の制御モードよりもウォームアップ制御モードにおける判断温度差が小さく、判断時間が短いのは、室温が低い状態から次第に上昇するような場合において結露が生じる可能性が高いと推測されるので、判断温度差を小さくしたり、判断時間を短くしてなるべく早めに代替温調に入るようにするためである。
また、他の制御モードよりもプリント制御モードにおける判断温度差が大きく、判断時間が長いのは、被加熱体の熱が記録シートに奪われ、温度の変化が激しいと推測され、温度センサの応答速度の違いが影響してそれらの温度差の変動が激しいので、判断温度差を大きくしたり、判断時間を長くして、誤判定しないようにするためである。

温度制御部８７は、図１における制御部６による制御の一部に相当し、判定部８６により適切であると判定された第１温度検出部８３、及び第２温度検出部８４の何れかにより検出される温度を用いて、モード決定部８５により決定された制御モードに従い、加熱源８１の出力を制御することによって、被加熱体８２の温度制御を行なう。
異常検知部８８は、図１における制御部６による制御の一部に相当し、第２温度検出部８４により検出される温度を用いて被加熱体８２の温度制御が行われている時間を測定し、予め定めた所定時間以上継続して代替用のセンサが使用されている場合に、第１温度検出部８３に異常があると判断して、その旨を警告部８９へ知らせる。

警告部８９は、操作パネルの表示パネルとそのコントローラ等であり（図示せず）、異常検知部８８から第１温度検出部８３に異常がある旨の知らせを受けて、
その旨を表す警告画面を表示パネルに表示して、第１温度検出部８３の清掃を即したり、あるいはサービスを呼ぶようユーザに対して警告を発する。
＜動作＞
図５は、実施の形態１における、制御部６による加熱ローラ５１の温度制御に使用する温度センサを切り替える際の処理の手順を示す図である。

以下に図５を用いて、温度センサを切り替える際の処理の手順を説明する。
（１）加熱ローラ５１の温度制御に第１温度検出部８３により検出される温度を用いるように初期設定する（ステップＳ１）。
（２）処理のタイミングになるまで待つ。ここでは例えば絶対時刻を計時するタイマを備え、１０秒間隔で以下のルーチンに流れるように管理する（ステップＳ２）。

（３）経過時間用タイマStimeをクリアする（ステップＳ３）。
（４）今現在の制御モードが、ウォームアップ制御モード、スタンバイ制御モード、及びプリント制御モードの中から何れであるかを判断する（ステップＳ４）。
（５）今現在の制御モードがウォームアップ制御モードのときには、図４に示すような、判断温度差「２０℃」、判断時間「２秒」を、それぞれ、所定の変数にセットする[Dtemp=20、Dtime=2]（ステップＳ５）。

（６）今現在の制御モードがスタンバイ制御モードのときには、ウォームアップ完了から温度が落ち着くまでに要する時間（例えば３０秒）が経過したか否かを判断する（ステップＳ６）。経過していない場合には、制御モードの判断（ステップＳ４）へ行く。
（７）経過している場合には、図４に示すような、判断温度差「２５℃」、判断時間「２．５秒」を、それぞれ、所定の変数にセットする[Dtemp=25、Dtime=2.5]（ステップＳ７）。

（８）今現在の制御モードがプリント制御モードのときには、図４に示すような、判断温度差「３０℃」、判断時間「３秒」を、それぞれ、所定の変数にセットする[Dtemp=30、Dtime=3]（ステップＳ８）。
（９）第１温度と第２温度との差分△Ｔを算出する（ステップＳ９）。
（１０）算出した差分△Ｔと上記でセットした制御モード毎の判断温度差Dtempとを比較する（ステップＳ１０）。

（１１）判断温度差Dtempよりも差分△Ｔの方が大きい場合（ステップＳ１０：ＹＥＳ）には、経過時間用タイマStimeによる時間の計時をスタートする。ここで既に時間の計時がスタートしているときには時間の計時を継続する（ステップＳ１１）。
（１２）経過時間用タイマStimeが示す経過時間と上記でセットした制御モード毎の判断時間Dtimeとを比較する（ステップＳ１２）。判断時間Dtimeよりも経過時間用タイマStimeの方が大きくない場合（ステップＳ１２：ＮＯ）には、制御モードの判断（ステップＳ４）へ行く。

（１３）判断時間Dtimeよりも経過時間用タイマStimeの方が大きい場合（ステップＳ１１：ＹＥＳ）には、今現在、加熱ローラ５１の温度制御に第２温度検出部８４により検出される温度を用いているか否かを判断する（ステップＳ１３）。
（１４）第２温度検出部８４により検出される温度を用いていない場合（ステップＳ１３：ＮＯ）には、警告用タイマAtimeをクリアし、警告用タイマAtimeによる時間の計時をスタートする（ステップＳ１４）。

（１５）加熱ローラ５１の温度制御に第２温度検出部８４により検出される温度を用いるように設定して、処理のタイミング待ち（ステップＳ２）へ行く（ステップＳ１５）。
（１６）第２温度検出部８４により検出される温度を用いている場合（ステップＳ１３：ＹＥＳ）には、警告用タイマAtimeと予め定めた警告許容時間D2time（例えば４２０秒）とを比較する（ステップＳ１６）。ここで警告許容時間D2timeの方が大きい場合（ステップＳ１６：ＮＯ）には、処理のタイミング待ち（ステップＳ２）へ行く。

なお、警告許容時間D2timeは、判断時間Dtimeと同様に制御モード毎に定める等、状況に応じて設定値を変えてもよい。
（１７）警告用タイマAtimeの方が大きい場合（ステップＳ１６：ＹＥＳ）には、警告部８９が操作パネルの表示パネルに警告画面を表示し、警告用タイマAtimeを一旦クリアし、警告用タイマAtimeによる時間の計時を改めてスタートした後、処理のタイミング待ち（ステップＳ２）へ行く（ステップＳ１７）。

（１８）判断温度差Dtempよりも差分△Ｔの方が大きくない場合（ステップＳ１０：ＮＯ）には、経過時間用タイマStimeによる時間の計時を中止し、経過時間用タイマStimeをクリアする（ステップＳ１８）。
（１９）ステップＳ２の処理のタイミングの開始から所定の監視時間が経過しているか否かを判断する（ステップＳ１９）。ここでは例えば５秒が経過しているかを判断する。所定の監視時間が経過していない場合（ステップＳ１９：ＮＯ）には、制御モードの判断（ステップＳ４）へ行く。

（２０）所定の処理時間が経過している場合（ステップＳ１９：ＹＥＳ）には、警告用タイマAtimeによる時間の計時を中止し、警告用タイマAtimeをクリアする（ステップＳ２０）。
（２１）加熱ローラ５１の温度制御に第１温度検出部８３により検出される温度を用いるように設定して、処理のタイミング待ち（ステップＳ２）へ行く（ステップＳ２１）。

＜まとめ＞
以上のように、実施の形態１によれば、ウォームアップ時、スタンバイ時、プリント時のそれぞれの状態に応じて、各々に適した条件に従い、代替温調の要否を判定することができるので、当該条件を安全側に合わせる必要がないため必要以上に代替温調が行われることが大幅に減り、また同時に、周辺部材を傷め装置寿命を縮めたり印字品質が低下しまうことも減らすことができるという優れた効果が得られる。
［変形例］
＜概要＞
変形例の画像形成装置は、実施の形態１の画像形成装置とウォームアップ制御モードにおける処理のみが異なる。ウォームアップ制御モードにおける、第１温度と第２温度の何れが適切であるかの評価を、実施の形態１では、第１温度と第２温度との差分を△Ｔとして算出し、△Ｔが判断温度差よりも大きいか否かにより判定しているのに対し、実施の形態２では、ウォームアップの目標温度から第２温度を減算した差分△Ｔとして算出し、△Ｔが判断温度差よりも大きいか否かにより判定している。

このような構成にしたのは、ウォームアップの開始時に赤外線サーモパイルに結露が発生していたとしても、ウォームアップしているうちに結露が解消して、ウォームアップが終了するまでに赤外線サーモパイルの出力が正常に戻れば問題ないので、ウォームアップの途中では第１温度と第２温度との差分が大きくなったとしても代替温調に切替えることは敢えてしないようにした訳である。とはいえ、赤外線サーモパイルが結露していると実際の温度よりも低い温度が検出されてしまうので、何の手当てもせずに想定外の高温により周辺部材を傷めるようなことがあってはならない。そこで、非接触サーミスタにより検出される温度が、ウォームアップの目標温度から所定の温度以上高くならないように、非接触サーミスタにより検出される温度をモニタすることによって、想定外の高温にならないように監視すると同時に、ウォームアップが終了するまでに赤外線サーモパイルの結露が解消しなかった場合に、この時点で代替温調に切替えることにしたのである。

＜動作＞
図６は、変形例において、加熱ローラ５１の温度制御に使用する温度センサを切り替える際の処理の手順を示す図である。
以下に図６を用いて、温度センサを切り替える際の処理の手順を説明する。
なお、実施の形態１の説明で用いた図５と同様の手順には同一番号を付しその説明を省略する。

（１）〜（４）図５の（１）〜（４）と同様（ステップＳ１〜４）。
（５）今現在の制御モードがウォームアップ制御モードのときには、判断温度差「３０℃」、判断時間「２秒」を、それぞれ、所定の変数にセットする[Dtemp=30、Dtime=2]（ステップＳ２２）。
（６）第２温度から目標温度を減算した差分△Ｔを算出し、△Ｔと判断温度差Dtempとの比較（ステップＳ１０）へ行く（ステップＳ２３）。

（７）〜（２２）図５の（６）〜（２１）と同様（ステップＳ６〜Ｓ２１）。
＜まとめ＞
以上のように、本変形例によれば、ウォームアップ中は、基本的に温度の上昇中には代替温調を行うか否かを判定することはせず、非接触サーミスタにより検出される温度がウォームアップ完了目標温度を許容以上超えた場合にのみ他の温度センサに切替えることによって、温度が上昇するとともに結露が解消した場合には温度センサを一度も切替えないまま何事もなかったように温調を行うことができ、また結露が解消しない場合には問題となる温度になる直前の無駄のないタイミングで温度センサを切替えることができるという優れた効果が得られる。

なお、コンピュータに本実施の形態、及び本変形例のような動作を実行させることができるプログラムがコンピュータ読み取り可能な記録媒体に記録され、この記録媒体が流通し取り引きの対象となり得る。また、当該プログラムは、例えばネットワーク等を介して流通して取り引きの対象となり得、また、表示装置に表示されたり印刷されて、利用者に提示されることもあり得る。

ここでコンピュータ読み取り可能な記録媒体とは、例えば、フロッピー（登録商標）ディスク、ＣＤ、ＭＯ、ＤＶＤ、メモリカード等の着脱可能な記録媒体、及びハードディスク、半導体メモリ等の固定記録媒体等であり、特に限定されるものではない。

本発明は、定着ローラや定着ベルト等の被加熱体から放射される赤外線の量に基づいて被加熱体の温度に相当する温度を検出する赤外線サーモパイル等の温度センサを備え、当該温度センサを用いて被加熱体の温度制御を行う画像形成装置に広く適用することができる。本発明によって、赤外線を受光する温度センサの感度が落ちた場合に、自装置の状態によって異なるそれぞれの事情を考慮して、それぞれに対応する適切な条件に従って、他の温度センサに切替えた方がよいか否かを判定し、適切に温度センサの切り替えを行うことができるので、装置寿命を犠牲にしたり、印字品質を下げることなく、かつ、無駄に生産性を落すことがない。よって、装置寿命、印字品質、及び生産性の向上に寄与することができ、その産業的利用価値は極めて高い。

実施の形態１における画像形成装置の全体構成を示す図である。 （ａ）は図１の定着装置１における定着装置５を正面から見て拡大したものであり、（ｂ）は図１の定着装置１における定着装置５を下側から見て拡大したものである。 実施の形態１における画像形成装置１の機能構成を示す図である。 各制御モードと、判定部８６による評価に用いられる条件との対応関係の一例を示す図である。 実施の形態１における、制御部６による加熱ローラ５１の温度制御に使用する温度センサを切り替える際の処理の手順を示す図である。 変形例において、加熱ローラ５１の温度制御に使用する温度センサを切り替える際の処理の手順を示す図である。

符号の説明

１ 画像形成装置
２ 画像プロセス部
３Ｙ ３Ｍ ３Ｃ ３Ｋ 画像形成ユニット
４ 給送部
５ 定着装置
６ 制御部
１０ 光学部
１１ １次転写ベルト
３１Ｙ ３１Ｍ ３１Ｃ ３１Ｋ 感光体ドラム
３２Ｙ ３２Ｍ ３２Ｃ ３２Ｋ 帯電器
３３Ｙ ３３Ｍ ３３Ｃ ３３Ｋ 現像器
３４Ｙ ３４Ｍ ３４Ｃ ３４Ｋ １次転写ローラ
３５Ｙ ３５Ｍ ３５Ｃ ３５Ｋ クリーナ
４１ 給紙カセット
４２ 繰り出しローラ
４３ 搬送路
４４ タイミングローラ対
４５ ２次転写ローラ
４６ ２次転写位置
５１ 加熱ローラ
５２ 加圧ローラ
５３ 磁束発生部
５４ 均熱ローラ
５５ 均熱ローラ用ヒータ
５６ 分離爪
５７ａ ５７ｂ ５７ｃ 赤外線サーモパイル
５８ 非接触サーミスタ
７１ 排紙ローラ
７２ 排紙トレイ
８１ 加熱源
８２ 被加熱体
８３ 第１温度検出部
８４ 第２温度検出部
８５ モード決定部
８６ 判定部
８７ 温度制御部
８８ 異常検知部
８９ 警告部

Claims (7)

1. 加熱源により加熱される被加熱体を用いて、記録シート上に画像を形成する画像形成装置であって、
   前記被加熱体から放射される赤外線を受光して、当該赤外線の量に基づいて、当該被加熱体の温度に相当する第１温度を検出する第１温度検出手段と、
   前記被加熱体による対流熱、及び輻射熱のうちの少なくとも一方に基づいて、当該被加熱体の温度に相当する第２温度を検出する第２温度検出手段と、
   自装置の状態に応じて、前記加熱源に関し異なる制御を行う複数の制御モードの中から、何れか１つの制御モードを、実行すべき制御モードとして決定するモード決定手段と、
   モード決定手段により決定された制御モード毎に予め設定された条件に従って、第１温度検出手段により検出される第１温度と、第２温度検出手段により検出される第２温度との差分を評価することによって、前記加熱源の制御に、当該第１温度検出手段、及び当該第２温度検出手段の何れにより検出される温度を用いる方が適切であるかを判定する判定手段と、
   判定手段により適切であると判定された温度検出手段により検出される温度を用いて、モード決定手段により決定された制御モードに従い、前記加熱源の出力を制御することによって、前記被加熱体の温度制御を行なう温度制御手段と
   を備えることを特徴とする画像形成装置。
2. 前記判定手段は、
   前記第１温度と前記第２温度との差分が、前記条件においてそれぞれ定められた閾値を超えない場合に第１温度検出手段により検出される温度を用いる方が適切であると判定し、超えた場合に第２温度検出手段により検出される温度を用いる方が適切であると判定するものであり、
   前記モード決定手段により決定された制御モードが、前記第１温度検出手段の赤外線受光部分に結露が生じる可能性が高いと推測される制御モードである場合に、他の制御モードよりも小さい閾値に基づいて、何れの温度検出手段により検出される温度を用いる方が適切であるかを判定すること
   を特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
3. 前記判定手段は、
   前記被加熱体の温度が、低い温度から上昇したときには、温度が落ち着くまでに要する時間が経過するまで、前記第１温度と前記第２温度との差分の評価を行わないこと
   を特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
4. 前記判定手段は、
   前記第１温度と前記第２温度との差分が、前記条件においてそれぞれ定められた閾値を、それぞれ定められた時間以上超えない場合に第１温度検出手段により検出される温度を用いる方が適切であると判定し、それぞれ定められた時間以上超えた場合に第２温度検出手段により検出される温度を用いる方が適切であると判定するものであり、
   前記モード決定手段により決定された制御モードが、前記被加熱体の熱が記録シートに奪われ、温度の変化が激しいと推測される制御モードである場合に、他の制御モードよりも大きい閾値、及び長い時間に基づいて、何れの温度検出手段により検出される温度を用いる方が適切であるかを判定すること
   を特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
5. 前記制御モードは、ウォームアップ制御モード、スタンバイ制御モード、及びプリント制御モードであり、
   前記判定手段は、
   前記モード決定手段により決定された制御モードがスタンバイ制御モード、及びプリント制御モードである場合には、前記第１温度と前記第２温度との差分が、前記条件においてそれぞれ定められた閾値を超えない場合に第１温度検出手段により検出される温度を用いる方が適切であると判定し、超えた場合に第２温度検出手段により検出される温度を用いる方が適切であると判定し、
   前記モード判定手段により判定された制御モードがウォームアップ制御モードである場合には、前記第２温度とウォームアップ完了目標温度との温度差が、所定の値を超えない場合に第１温度検出手段により検出される温度を用いる方が適切であると判定し、超えた場合に第２温度検出手段により検出される温度を用いる方が適切であると判定すること
   を特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
6. 加熱源により加熱される被加熱体を用いて、記録シート上に画像を形成する画像形成装置における画像形成方法であって、
   前記画像形成装置は、
   前記被加熱体から放射される赤外線を受光して、当該赤外線の量に基づいて、当該被加熱体の温度に相当する第１温度を検出する第１温度検出手段と、
   前記被加熱体による対流熱、及び輻射熱のうちの少なくとも一方に基づいて、当該被加熱体の温度に相当する第２温度を検出する第２温度検出手段とを備え、
   自装置の状態に応じて、前記加熱源に関し異なる制御を行う複数の制御モードの中から、何れか１つの制御モードを、実行すべき制御モードとして決定するモード決定ステップと、
   モード決定ステップにより決定された制御モード毎に予め設定された条件に従って、第１温度検出手段により検出される第１温度と、第２温度検出手段により検出される第２温度との差分を評価することによって、前記加熱源の制御に、当該第１温度検出手段、及び当該第２温度検出手段の何れにより検出される温度を用いる方が適切であるかを判定する判定ステップと、
   判定ステップにより適切であると判定された温度検出手段により検出される温度を用いて、モード決定ステップにより決定された制御モードに従い、前記加熱源の出力を制御することによって、前記被加熱体の温度制御を行なう温度制御ステップと
   を含むことを特徴とする画像形成方法。
7. 加熱源により加熱される被加熱体を用いて、記録シート上に画像を形成する画像形成装置における画像形成プログラムであって、
   前記画像形成装置は、
   前記被加熱体から放射される赤外線を受光して、当該赤外線の量に基づいて、当該被加熱体の温度に相当する第１温度を検出する第１温度検出手段と、
   前記被加熱体による対流熱、及び輻射熱のうちの少なくとも一方に基づいて、当該被加熱体の温度に相当する第２温度を検出する第２温度検出手段とを備え、
   前記画像形成装置に、
   自装置の状態に応じて、前記加熱源に関し異なる制御を行う複数の制御モードの中から、何れか１つの制御モードを、実行すべき制御モードとして決定するモード決定ステップと、
   モード決定ステップにより決定された制御モード毎に予め設定された条件に従って、第１温度検出手段により検出される第１温度と、第２温度検出手段により検出される第２温度との差分を評価することによって、前記加熱源の制御に、当該第１温度検出手段、及び当該第２温度検出手段の何れにより検出される温度を用いる方が適切であるかを判定する判定ステップと、
   検出手段判定ステップにより適切であると判定された温度検出手段により検出される温度を用いて、モード決定ステップにより決定された制御モードに従い、前記加熱源の出力を制御することによって、前記被加熱体の温度制御を行なう温度制御ステップと
   を実行させることを特徴とする画像形成プログラム。

Images