JP2018087851A - 画像形成装置、制御方法およびプログラム - Google Patents

Abstract

【課題】非接触式の温度センサから取得した検出温度を精度良く補正することができる画像形成装置、制御方法およびプログラムを提供する。【解決手段】画像形成装置は、ヒータ（ハロゲンランプ８３）と、ヒータにより加熱される加熱ローラ８１と、加熱ローラ８１に接触して配置される加圧ローラ８２と、加熱ローラ８１の温度に応じた信号を出力する非接触式の温度センサ（サーミスタ８４）とを有する定着装置８、および、制御装置１００とを備える。制御装置１００は、温度センサが出力した信号から取得した検出温度Ｘ、検出温度Ｘの変化率ΔＸ、第１補正係数Ａおよび第２補正係数Ｂに基づいてＡΔＸ＋ＢＸを含む式により補正温度Ｙを算出し、定着装置８の動作条件が変化したときに、第１補正係数Ａおよび第２補正係数Ｂの少なくとも一方を変更する。【選択図】図１

Description

本発明は、定着装置と制御装置を備える画像形成装置、定着装置の制御方法、および、定着装置を制御するコンピュータに適用されるプログラムに関する。

従来、ヒータと、ヒータにより加熱される加熱部材と、加熱部材に接触して配置される加圧部材と、加熱部材に対向して配置される非接触式の温度センサとを有する定着装置が知られている。そして、特許文献１には、接触式温度センサで検出した熱ロールの表面温度と、その表面温度のときの非接触式温度センサの出力電圧とから非接触式温度センサの温度勾配を求め、この温度勾配から実現しようとする表面温度のときの非接触式温度センサの出力電圧を求め、非接触式温度センサの出力電圧が求めた出力電圧となるようにヒータを制御する方法が開示されている。

特開平１１−２１２３９３号公報

ところで、非接触式温度センサは、熱ロールの表面から所定の間隔をあけた状態で配置されているので、定着装置の動作条件によっては、例えば、非接触式温度センサと熱ロールとの間の空気の流れなどが変化して検出温度が変動し、検出温度と、検出対象である熱ロールの実際の温度との差が大きくなることがある。そのため、非接触式温度センサから取得した検出温度に基づいて定着装置を制御する場合には、検出温度と検出対象の実際の温度との差ができるだけ小さくなるように、検出温度を精度良く補正できることが望まれる。

本発明は、以上の背景に鑑みてなされたものであり、非接触式の温度センサから取得した検出温度を精度良く補正することができる画像形成装置、制御方法およびプログラムを提供することを目的とする。

前記した目的を達成するため、本発明の画像形成装置は、ヒータと、ヒータにより加熱される加熱部材と、加熱部材に接触して配置される加圧部材と、ヒータまたは加熱部材の温度に応じた信号を出力する非接触式の温度センサとを有する定着装置、および、制御装置を備える。
制御装置は、温度センサが出力した信号から取得した検出温度Ｘ、検出温度Ｘの変化率ΔＸ、第１補正係数Ａおよび第２補正係数Ｂに基づいてＡΔＸ＋ＢＸを含む式により補正温度Ｙを算出し、定着装置の動作条件が変化したときに、第１補正係数Ａおよび第２補正係数Ｂの少なくとも一方を変更する。

また、前記した目的を達成するため、本発明の制御方法は、ヒータと、ヒータにより加熱される加熱部材と、加熱部材に接触して配置される加圧部材と、ヒータまたは加熱部材の温度に応じた信号を出力する非接触式の温度センサとを有する定着装置の制御方法である。
この制御方法では、温度センサが出力した信号から取得した検出温度Ｘ、検出温度Ｘの変化率ΔＸ、第１補正係数Ａおよび第２補正係数Ｂに基づいてＡΔＸ＋ＢＸを含む式により補正温度Ｙを算出する処理と、定着装置の動作条件が変化したときに、第１補正係数Ａおよび第２補正係数Ｂの少なくとも一方を変更する処理と、を実行する。

また、前記した目的を達成するため、本発明のプログラムは、ヒータと、ヒータにより加熱される加熱部材と、加熱部材に接触して配置される加圧部材と、ヒータまたは加熱部材の温度に応じた信号を出力する非接触式の温度センサとを有する定着装置を制御するコンピュータに適用されるプログラムである。
このプログラムは、コンピュータを、温度センサが出力した信号から取得した検出温度Ｘ、検出温度Ｘの変化率ΔＸ、第１補正係数Ａおよび第２補正係数Ｂに基づいてＡΔＸ＋ＢＸを含む式により補正温度Ｙを算出する手段と、定着装置の動作条件が変化したときに、第１補正係数Ａおよび第２補正係数Ｂの少なくとも一方を変更する手段として機能させる。

このような発明によれば、定着装置の動作条件によらず、非接触式の温度センサから取得した検出温度を精度良く補正することができる。

本発明によれば、非接触式の温度センサから取得した検出温度を精度良く補正することができる。

発明の一実施形態に係る画像形成装置の概略構成を示す図である。 リアカバーが開いた状態の画像形成装置を示す図である。 制御装置のブロック図である。 補正係数を設定するためのテーブルの一例を示す図（ａ），（ｂ）である。 加熱開始温度が２５℃、７５℃、１２５℃、１７５℃であった場合の第１補正係数と、第２補正係数を示すテーブル（ａ），（ｂ）である。 制御装置の動作を示すフローチャートである。 実験１の結果を示すグラフ（ａ）と、実験２の結果を示すグラフ（ｂ）である。

以下、発明の一実施形態について、適宜図面を参照しながら詳細に説明する。なお、以下の説明において、方向は、画像形成装置を使用するユーザを基準にした方向で説明する。すなわち、図１における右側を「前」、左側を「後」とし、手前側を「左」、奥側を「右」とする。また、図１における上下方向を「上下」とする。

図１に示すように、画像形成装置の一例としてのレーザプリンタ１は、画像形成装置本体の一例としての本体筐体２と、給紙部３と、露光装置４と、プロセスカートリッジ５と、定着装置８と、ファン９と、制御装置１００とを主に備えている。

給紙部３は、本体筐体２内の下部に設けられ、記録シートの一例としての用紙Ｓを収容可能な給紙トレイ３１と、圧板３２と、給紙機構３３とを主に有している。給紙トレイ３１に収容された用紙Ｓは、圧板３２により上に寄せられ、給紙機構３３によりプロセスカートリッジ５の感光体ドラム６１と転写ローラ６３との間に向けて供給される。

露光装置４は、本体筐体２内の上部に配置され、図示しない光源装置やポリゴンミラー、レンズ、反射鏡などを有している。露光装置４では、光源装置から出射される画像データに基づく光ビーム（二点鎖線参照）が、感光体ドラム６１の表面で高速走査されることで、感光体ドラム６１の表面を露光する。

プロセスカートリッジ５は、露光装置４の下方に配置され、本体筐体２の前側に設けられたフロントカバー２１を開いたときにできる前側開口から本体筐体２に対して着脱可能に装着される構成となっている。プロセスカートリッジ５は、ドラムユニット６と、現像カートリッジ７とを有している。

ドラムユニット６は、感光体ドラム６１と、帯電器６２と、転写ローラ６３とを主に有している。現像カートリッジ７は、ドラムユニット６に対して着脱自在に構成され、現像ローラ７１と、供給ローラ７２と、層厚規制ブレード７３と、トナーを収容する収容部７４と、アジテータ７５とを主に有している。

プロセスカートリッジ５では、感光体ドラム６１の表面が、帯電器６２により一様に帯電された後、露光装置４からの光ビームにより露光されることで、感光体ドラム６１上に画像データに基づく静電潜像が形成される。また、収容部７４内のトナーは、アジテータ７５により攪拌されながら、供給ローラ７２に供給され、供給ローラ７２から現像ローラ７１に供給される。そして、現像ローラ７１の回転に伴って、現像ローラ７１と層厚規制ブレード７３の間に進入して一定厚さの薄層として現像ローラ７１上に担持される。

現像ローラ７１上に担持されたトナーは、現像ローラ７１から感光体ドラム６１上に形成された静電潜像に供給される。これにより、静電潜像が可視像化され、感光体ドラム６１上にトナー像が形成される。その後、感光体ドラム６１と転写ローラ６３の間を用紙Ｓが通過することで感光体ドラム６１上のトナー像が用紙Ｓ上に転写される。

定着装置８は、プロセスカートリッジ５の後方に配置され、加熱部材の一例としての加熱ローラ８１と、加圧部材の一例としての加圧ローラ８２と、ヒータの一例としてのハロゲンランプ８３と、温度センサの一例としてのサーミスタ８４とを主に有している。

加熱ローラ８１は、金属からなる円筒状の部材であり、内側にハロゲンランプ８３が配置されてハロゲンランプ８３により加熱されるように構成されている。
加圧ローラ８２は、芯金の周囲に弾性層が設けられた部材であり、加熱ローラ８１に接触して押圧された状態で配置されている。

加熱ローラ８１および加圧ローラ８２は、定着装置８の図示しない筐体に回転可能に支持された回転体である。加熱ローラ８１および加圧ローラ８２は、例えば、用紙Ｓが加熱ローラ８１と加圧ローラ８２の間を通過するときなどに、駆動源としてのモータ１０から加圧ローラ８２に駆動力が入力されることで共に回転するように設けられている。なお、モータ１０から駆動力は、複数のギヤなどから構成された駆動力伝達機構を介して加圧ローラ８２に伝達されるようになっている。

定着装置８では、用紙Ｓ上に転写されたトナー像を、用紙Ｓが加熱ローラ８１と加圧ローラ８２との間を通過する間に熱定着させている。トナー像が熱定着された用紙Ｓは、搬送ローラ２３，２４により排紙トレイ２２上に排出される。

本体筐体２は、カバーの一例としてのリアカバー２５を備えている。リアカバー２５は、回動させることで、本体筐体２の後側に設けられた開口の一例としての後側開口２Ｂ（図２参照）を開閉する。図２に示すように、レーザプリンタ１は、リアカバー２５が開かれた状態で画像形成動作を実行することで、定着装置８によりトナー像が熱定着された用紙Ｓを、搬送ローラ２３によりリアカバー２５上に排出するように構成されている。

図１に戻り、ファン９は、空気を本体筐体２の内部から外部に向けて送風することで本体筐体２内の空気を外部に排出する装置であり、本体筐体２の側壁の、プロセスカートリッジ５と定着装置８との間の位置の上方に設けられている。

制御装置１００は、定着装置８など、レーザプリンタ１の各部を制御する装置であり、単一または複数の電気回路で構成されている。具体的に、制御装置１００は、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、入出力回路などを備えている。

ＲＯＭには、レーザプリンタ１の各部を制御するためのプログラムや各種設定情報などのデータが記憶されている。ＲＡＭは、ＣＰＵが各種のプログラムを実行する際の作業領域や、データの一時的な記憶領域として利用される。ＣＰＵは、外部のパーソナルコンピュータＰＣ（図３参照）などから出力された指令や、サーミスタ８４や開閉検知センサ２６などから出力された信号、ＲＯＭなどから読み出したプログラムやデータなどに基づいて各種演算処理を行う。

制御装置１００は、ＣＰＵの演算結果に基づいてレーザプリンタ１の各部に制御信号を出力することで、各部の制御を実行する。言い換えると、レーザプリンタ１の各部は、制御装置１００から出力された制御信号に応じて動作するように構成されている。

サーミスタ８４は、加熱ローラ８１の温度に応じた信号を制御装置１００に出力する非接触式のセンサであり、加熱ローラ８１の表面との間に所定の間隔をあけた状態で加熱ローラ８１の表面に対向して配置されている。制御装置１００は、サーミスタ８４から出力された信号から、加熱ローラ８１の表面温度の検出値（検出温度Ｘ）を取得する。

開閉検知センサ２６は、リアカバー２５の開閉状態に応じた信号を制御装置１００に出力するセンサである。一例として、開閉検知センサ２６は、リアカバー２５が閉じられているときには制御装置１００に所定の信号を出力し、図２に示すようにリアカバー２５が開かれているときには制御装置１００に信号を出力しないように構成されている。そして、制御装置１００は、開閉検知センサ２６からの信号を受信した場合に、リアカバー２５が閉じた状態であると判定し、開閉検知センサ２６からの信号を受信できない場合に、リアカバー２５が開いた状態であると判定するように構成されている。

本実施形態において、制御装置１００は、図３に示すように、ＲＯＭなどで構成される記憶部１９０に記憶されているプログラムなどに基づいて動作することで、駆動制御部１１０、ファン制御部１２０、補正係数設定部１３０、補正温度算出部１４０、ヒータ制御部１５０および異常報知部１６０として機能する。

駆動制御部１１０は、パーソナルコンピュータＰＣなどから出力された指令や、記憶部１９０に記憶されたプログラムなどに基づいてモータ１０の動作を制御する処理を実行する。駆動制御部１１０は、モータ１０を、高速、低速、停止の３段階で制御する。高速では、モータ１０が所定の回転速度で駆動し、低速では、モータ１０が所定の回転速度より遅い回転速度、例えば、高速の半分程度の回転速度で駆動する。

このようにモータ１０の駆動が３段階で制御されることで、加熱ローラ８１と加圧ローラ８２の間を通過する用紙Ｓの搬送速度（すなわち、定着装置８での用紙Ｓの搬送速度）、具体的には、当該搬送速度を規定する加圧ローラ８２の回転速度も、高速、低速、停止の３段階で変化することとなる。一例として、高速は、普通紙などに画像を形成する場合に選択され、低速は、普通紙よりも厚い厚紙や封筒などに画像を形成する場合に選択される。

ファン制御部１２０は、パーソナルコンピュータＰＣなどから出力された指令や、記憶部１９０に記憶されたプログラムなどに基づいてファン９の動作を制御する処理を実行する。ファン制御部１２０は、ファン９の回転速度を、高速、低速、停止の３段階で制御する。高速では、ファン９が所定の回転速度で回転し、低速では、ファン９が所定の回転速度より遅い回転速度、例えば、高速の半分程度の回転速度で回転する。高速および低速は、一例として、本体筐体２内の温度に応じて選択される。例えば、温度が低い場合に低速が選択され、温度が高い場合に高速が選択される。また、他の例として、静音モードや省エネモードの場合に低速が選択され、本体筐体２内の温度が高くなった場合に高速が選択される。

補正係数設定部１３０は、サーミスタ８４が出力した信号から取得した検出温度Ｘから補正温度Ｙを算出するための第１補正係数Ａおよび第２補正係数Ｂを設定する処理を実行する。さらに言えば、補正係数設定部１３０は、定着装置８の動作条件が変化したときに、第１補正係数Ａおよび第２補正係数Ｂの少なくとも一方を変更する処理を実行する。本実施形態において、定着装置８の動作条件は、リアカバー２５の開閉状態と、定着装置８での用紙Ｓの搬送速度、具体的には、加圧ローラ８２の回転速度（以下、「定着装置８の駆動状態」ともいう。）と、ファン９の回転速度とを含んでいる。

補正係数設定部１３０は、実験やシミュレーションなどにより予め設定された図４に示すようなテーブルに基づいて第１補正係数Ａおよび第２補正係数Ｂを設定する。本実施形態において、補正係数Ａ，Ｂを設定するためのテーブルは、制御装置１００の記憶部１９０、具体的には、ＲＯＭに記憶されている。

第１補正係数Ａは、固定値Ａｘ，Ａｙと、加熱開始温度Ｔ０とに基づいて下記の式（１）より設定される。
Ａ＝ＡｘＴ０＋Ａｙ ・・・（１）
加熱開始温度Ｔ０は、ハロゲンランプ８３で加熱ローラ８１の加熱を開始したとき、より具体的には、ハロゲンランプ８３の点灯指令が制御装置１００に入力されたときのサーミスタ８４の検出温度である。

固定値Ａｘは、定着装置８の駆動状態が停止、低速、高速の順に速くなるほど、−０．０１、−０．０２、−０．０３と小さくなるように設定されている。また、固定値Ａｙは、定着装置８の駆動状態が停止、低速、高速の順に速くなるほど、３．００、５．００、７．００または４．００、６．００、８．００と大きくなるように設定されている。また、固定値Ａｙは、定着装置８の駆動状態が同じであれば（例えば、停止であれば）、図４（ｂ）に示すリアカバー２５が開いた状態のとき（４．００）の方が、図４（ａ）に示すリアカバー２５が閉じた状態のとき（３．００）よりも大きくなるように設定されている。

図５は、加熱開始温度Ｔ０が、一例として、２５℃、７５℃、１２５℃、１７５℃であった場合の第１補正係数Ａを示している。図５から分かるように、補正係数設定部１３０は、定着装置８の駆動状態が同じであれば、加熱開始温度Ｔ０が低いほど、第１補正係数Ａを大きく設定する。なお、加熱開始温度Ｔ０は、例えば、前回の画像形成動作が終了してからの経過時間などによって変化する。すなわち、経過時間が長い場合、加熱開始温度Ｔ０が低くなり、経過時間が短い場合、加熱開始温度Ｔ０が高くなる。

また、補正係数設定部１３０は、定着装置８の駆動状態およびファン９の回転速度が同じであれば、図５（ｂ）に示すリアカバー２５が開いた状態で定着装置８が動作するときに、第１補正係数Ａおよび第２補正係数Ｂの両方を、図５（ａ）に示すリアカバー２５が閉じた状態で定着装置８が動作するときよりも大きく設定する。なお、補正係数設定部１３０は、定着装置８およびファン９の両方が停止状態であれば、リアカバー２５の開閉状態によらずに、第２補正係数Ｂを、同じ値（１．００）に設定する。

また、補正係数設定部１３０は、ファン９の回転速度およびリアカバー２５の開閉状態が同じであれば、定着装置８の駆動状態が停止、低速、高速の順に速くなるほど、第１補正係数Ａおよび第２補正係数Ｂの両方を大きく設定する。

詳しくは、補正係数設定部１３０は、定着装置８の駆動状態、具体的には、加圧ローラ８２の回転速度が第１の回転速度の一例としての高速のときに、第１補正係数Ａおよび第２補正係数Ｂの両方を、加圧ローラ８２の回転速度が高速より遅い第２の回転速度の一例としての低速のときよりも大きくする。また、補正係数設定部１３０は、加圧ローラ８２の回転速度が第１の回転速度の他の例としての低速のときに、第１補正係数Ａおよび第２補正係数Ｂの両方を、加圧ローラ８２の回転速度が低速より遅い第２の回転速度の他の例のとしての停止のときよりも大きくする。

言い換えると、補正係数設定部１３０は、定着装置８での用紙Ｓの搬送速度が第１の搬送速度の一例としての高速のときに、第１補正係数Ａおよび第２補正係数Ｂを、搬送速度が高速より遅い第２の搬送速度の一例としての低速のときよりも大きくする。また、補正係数設定部１３０は、定着装置８での用紙Ｓの搬送速度が第１の搬送速度の他の例としての低速のときに、第１補正係数Ａおよび第２補正係数Ｂを、搬送速度が低速より遅い第２の搬送速度の他の例としての停止のときよりも大きくする。

また、補正係数設定部１３０は、定着装置８の駆動状態およびリアカバー２５の開閉状態が同じであれば、ファン９の回転速度が停止、低速、高速の順に速くなるほど、第２補正係数Ｂを大きく設定する。

詳しくは、補正係数設定部１３０は、ファン９の回転速度が第３の回転速度の一例としての高速のときに、第２補正係数Ｂを、ファン９の回転速度が高速より遅い第４の回転速度の一例としての低速のときよりも大きくする。また、補正係数設定部１３０は、ファン９の回転速度が第３の回転速度の他の例としての低速のときに、第２補正係数Ｂを、ファン９の回転速度が低速より遅い第４の回転速度の他の例としての停止のときよりも大きくする。なお、補正係数設定部１３０は、ファン９の回転速度が変化したときには、第２補正係数Ｂのみを変更し、第１補正係数Ａは変更しない。

補正温度算出部１４０は、検出温度Ｘ、検出温度Ｘの変化率ΔＸ、第１補正係数Ａおよび第２補正係数Ｂに基づいて補正温度Ｙを算出する処理を実行する。具体的には、補正温度算出部１４０は、下記の式（２）により補正温度Ｙを算出する。
Ｙ＝ＡΔＸ＋ＢＸ ・・・（２）

検出温度Ｘの変化率ΔＸは、一例として、検出温度Ｘの時間微分であり、下記の式（３），（４）により算出することができる。
ΔＸ_n＝ΔＸ_n-1＋Ｔｓ（Ｘ’_n−ΔＸ_n-1）／Ｔｃ ・・・（３）
Ｘ’_n＝（Ｘ_n−Ｘ_n-1）／Ｔｓ ・・・（４）
式（３），（４）において、Ｔｓは、サンプリングの時間間隔であり、Ｔｃは、ローパスフィルタの時定数である。また、各変数の後に付したｎは、変数が今回値であることを示し、ｎ−１は、前回値であることを示している。

ヒータ制御部１５０は、補正温度Ｙに基づいてハロゲンランプ８３の出力を決定する処理を実行する。一例として、ヒータ制御部１５０は、補正温度Ｙと、ハロゲンランプ８３の制御に際して適宜設定された加熱ローラ８１の目標温度との偏差から、ＰＩ制御やＰＩＤ制御などによりハロゲンランプ８３の操作量を決定する。そして、ヒータ制御部１５０は、決定したハロゲンランプ８３の操作量に基づいてハロゲンランプ８３の出力を制御する。

異常報知部１６０は、補正温度Ｙが予め設定された所定の上限温度ＴＵ以上となった場合に、報知装置２００に、定着装置８の異常を報知させる信号を出力する処理を実行する。

報知装置２００は、定着装置８の異常を報知するための装置であり、例えば、エラーメッセージなどを表示する表示装置や、警告音を発するスピーカなどとして構成されている。なお、報知装置２００は、レーザプリンタ１に設けられたものに限定されず、レーザプリンタ１とは別に設けられた外部装置、例えば、パーソナルコンピュータＰＣのディスプレイ装置などであってもよい。報知装置２００は、異常報知部１６０からの信号が入力された場合、定着装置８が異常である旨、例えば、ヒータが高温である旨のメッセージを表示したり、警告音を発したりする。

記憶部１９０は、制御装置１００に適用されるプログラムや、補正係数Ａ，Ｂを設定するためのテーブル、設定した補正係数Ａ，Ｂ、上限温度ＴＵなどの閾値、センサ２６，８４などから取得した情報、各種演算の結果などを記憶する。

次に、制御装置１００の動作（定着装置８の制御方法）について説明する。制御装置１００は、図６に示す処理を繰り返し実行している。

図６に示すように、制御装置１００は、用紙Ｓに画像を形成する動作を実行するときや、エラー状態から復帰する動作を実行するときなどに、ハロゲンランプ８３の点灯指令を含むジョブが入力されると（Ｓ１,Ｙｅｓ）、検出温度Ｘを取得する（Ｓ２）。制御装置１００は、ステップＳ２で取得した検出温度Ｘを加熱開始温度Ｔ０として記憶し、新たに加熱開始温度Ｔ０が取得されるまで保持する。

また、制御装置１００は、定着装置８の動作条件、具体的には、リアカバー２５の開閉状態、定着装置８の駆動状態、ファン９の回転速度を取得する（Ｓ３）。なお、ステップＳ２，Ｓ３の順番は任意である。

ステップＳ２，Ｓ３の後、制御装置１００は、取得した加熱開始温度Ｔ０と定着装置８の動作条件とから、図４に示すテーブルを用いて、第１補正係数Ａおよび第２補正係数Ｂを設定する（Ｓ４）。例えば、加熱開始温度Ｔ０が２５℃であり、リアカバー２５が閉じた状態であり、定着装置８の駆動状態が停止状態であり、ファン９の回転速度が停止状態であるとき、制御装置１００は、第１補正係数Ａを２．７５（＝−０．０１×２５＋３．００）に設定し、第２補正係数Ｂを１．００に設定する。

ステップＳ４の後、制御装置１００は、取得した検出温度Ｘ、検出温度Ｘの変化率ΔＸ、第１補正係数Ａおよび第２補正係数Ｂに基づいて上記の式（２）〜（４）により補正温度Ｙを算出する（Ｓ５）。

ステップＳ５の後、制御装置１００は、算出した補正温度Ｙが上限温度ＴＵ以上であるか否かを判定する（Ｓ６）。そして、補正温度Ｙが上限温度ＴＵ未満である場合（Ｓ６，Ｎｏ）、制御装置１００は、補正温度Ｙに基づいてハロゲンランプ８３の出力を決定し（Ｓ７）、この出力から決定される、例えば、デューティ比などに基づいてハロゲンランプ８３への電力供給を制御する（Ｓ８）。

ステップＳ８の後、制御装置１００は、ジョブが終了したか否かを判定する（Ｓ９）。そして、ジョブが終了していない場合（Ｓ９，Ｎｏ）、制御装置１００は、検出温度Ｘを取得し（Ｓ１０）、ステップＳ３に進んでそれ以降の処理を実行する。

ステップＳ３の処理で定着装置８の動作条件が変化したときには、制御装置１００は、ステップＳ４の処理で第１補正係数Ａおよび第２補正係数Ｂの少なくとも一方を変更する。例えば、定着装置８の駆動状態が停止状態から高速状態に変化し、また、ファン９の回転速度が停止状態から低速状態に変化したときには（加熱開始温度Ｔ０は２５℃、リアカバー２５は閉じた状態のままである。）、制御装置１００は、第１補正係数Ａを６．２５（＝−０．０３×２５＋７．００）に変更し、第２補正係数Ｂを１．０６に変更する。

また、ステップＳ６において、補正温度Ｙが上限温度ＴＵ以上である場合（Ｓ６，Ｙｅｓ）、制御装置１００は、ハロゲンランプ８３への通電を停止し（Ｓ１１）、報知装置２００に信号を出力して定着装置８の異常を報知させる（Ｓ１２）。

また、ステップＳ９において、ジョブが終了した場合（Ｓ９，Ｙｅｓ）、制御装置１００は、今回の処理を終了する。なお、制御装置１００は、ジョブ（点灯指令）が入力されていないときであっても（Ｓ１，Ｎｏ）、取得した定着装置８の動作条件と、先の処理のステップＳ２で記憶した加熱開始温度Ｔ０とから、図４に示すテーブルを用いて、第１補正係数Ａおよび第２補正係数Ｂを設定することができる。

以上説明した本実施形態によれば、定着装置８の動作条件が変化したときに、第１補正係数Ａおよび第２補正係数Ｂの少なくとも一方を変更するので、定着装置８の動作条件によらず、非接触式の温度センサであるサーミスタ８４から取得した検出温度Ｘを補正温度Ｙに精度良く補正することができる。

詳しくは、リアカバー２５が開いた状態では、加熱ローラ８１とサーミスタ８４との間に比較的冷たい空気が流れ込むなどして、検出温度Ｘが下がり、検出温度Ｘと加熱ローラ８１の実温度との差が大きくなりやすくなると考えられる。そこで、リアカバー２５が開いた状態で定着装置８が動作するときに、第１補正係数Ａと第２補正係数Ｂを、リアカバー２５が閉じた状態で定着装置８が動作するときよりも大きくすることで、リアカバー２５が開いた状態であっても、検出温度Ｘを精度良く補正することができる。

また、加圧ローラ８２の回転速度、（定着装置８での用紙Ｓの搬送速度）が速い場合には、加熱ローラ８１とサーミスタ８４との間の空気の流れが速くなって、検出温度Ｘが下がり、検出温度Ｘと加熱ローラ８１の実温度との差が大きくなりやすくなると考えられる。そこで、加圧ローラ８２の回転速度が速いときに、第１補正係数Ａと第２補正係数Ｂを、加圧ローラ８２の回転速度が遅いときよりも大きくすることで、加圧ローラ８２の回転速度が速い場合であっても、検出温度Ｘを精度良く補正することができる。

また、ファン９の回転速度が速い場合には、加熱ローラ８１とサーミスタ８４との間に比較的冷たい空気が流れ込むなどして、検出温度Ｘが下がり、検出温度Ｘと加熱ローラ８１の実温度との差が大きくなりやすくなると考えられる。そこで、ファン９の回転速度が速いときに、第２補正係数Ｂを、ファン９の回転速度が遅いときよりも大きくすることで、ファン９の回転速度が速い場合であっても、検出温度Ｘを精度良く補正することができる。

また、ハロゲンランプ８３で加熱ローラ８１の加熱を開始したときの検出温度Ｘが低いと、ハロゲンランプ８３により加熱されることで急激に上昇する加熱ローラ８１の実温度と、加熱ローラ８１の表面から離れて配置されたサーミスタ８４が検出する検出温度Ｘとの差が大きくなりやすくなる。そこで、加熱開始温度Ｔ０が低いほど、第１補正係数Ａを大きくすることで、特に加熱ローラ８１の加熱を開始した直後に、補正温度Ｙと加熱ローラ８１の実温度との差が大きくなりすぎるのを抑制することができる。言い換えると、特に定着装置８の立ち上がり時に補正温度Ｙを精度良く算出することができる。

以上に発明の一実施形態について説明したが、本発明は前記実施形態に限定されるものではない。具体的な構成については、下記のように発明の趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更が可能である。

例えば、前記実施形態では、上記の式（２）により補正温度Ｙを算出したが、これに限定されず、ＡΔＸ＋ＢＸを含む式により補正温度を算出するものであればよい。一例として、下記の式（５）により補正温度Ｙを算出してもよい。
Ｙ＝ＡΔＸ＋ＢＸ＋Ｃ ・・・（５）

なお、定着装置の動作条件が変化したときには、第３補正係数Ｃを変更することが望ましい。例えば、リアカバーが開いた状態で定着装置が動作するときには、第３補正係数Ｃを、リアカバーが閉じた状態で定着装置が動作するときよりも大きくすることができる。また、加圧ローラの回転速度が第１の回転速度のときに、第３補正係数Ｃを、加圧ローラの回転速度が第１の回転速度より遅い第２の回転速度のときよりも大きくすることができる。また、ファンの回転速度が第３の回転速度のときに、第３補正係数Ｃを、ファンの回転速度が第３の回転速度より遅い第４の回転速度のときよりも大きくすることができる。

また、前記実施形態では、リアカバー２５の開閉状態が変化したときに、第１補正係数Ａおよび第２補正係数Ｂの両方を変更したが、これに限定されない。例えば、リアカバーの開閉状態が変化したときに、第１補正係数Ａおよび第２補正係数Ｂの一方のみを変更するものとしてもよい。

また、前記実施形態では、定着装置８での用紙Ｓの搬送速度（加圧ローラ８２の回転速度）が変化したときに、第１補正係数Ａおよび第２補正係数Ｂの両方を変更したが、これに限定されない。例えば、定着装置での用紙の搬送速度（加圧ローラの回転速度）が変化したときに、第１補正係数Ａおよび第２補正係数Ｂの一方のみを変更するものとしてもよい。

また、前記実施形態では、ファン９の回転速度が変化したときに、第２補正係数Ｂのみを変更したが、これに限定されない。例えば、ファンの回転速度が変化したときに、第１補正係数Ａのみを変更するものとしてもよいし、第１補正係数Ａおよび第２補正係数Ｂの両方を変更するものとしてもよい。

また、前記実施形態では、定着装置８の駆動状態が、停止、低速、高速の順に速くなるほど、第１補正係数Ａと第２補正係数Ｂを大きくしたが、これに限定されない。例えば、高速の場合と低速の場合とで、第１補正係数Ａと第２補正係数Ｂを同じ値としてもよい。言い換えると、定着装置の駆動状態が、高速から低速に、または、低速から高速に変化した場合であっても、第１補正係数Ａや第２補正係数Ｂを変更しないものとしてもよい。ファンについても同様である。

また、前記実施形態では、定着装置８の駆動状態が、停止、低速、高速の３段階であったが、これに限定されない。例えば、定着装置の駆動状態は、停止と駆動の２段階であってもよい。また、定着装置の駆動状態は、４段階以上であってもよいし、無段階、すなわち、速度を任意に変更可能であってもよい。ファンについても同様である。

また、前記実施形態では、定着装置８の駆動状態の情報を駆動制御部１１０がモータ１０に出力する制御信号から取得していたが、これに限定されない。例えば、定着装置の駆動状態の情報は、加熱ローラまたは加圧ローラの回転速度に応じた信号を出力する回転速度センサから取得してもよい。同様に、ファンの回転速度の情報も、ファンの回転速度に応じた信号を出力する回転速度センサから取得してもよい。

また、前記実施形態では、非接触式の温度センサとしてのサーミスタ８４が、加熱ローラ８１の温度に応じた信号を出力するものであったが、これに限定されない。例えば、温度センサは、加圧ローラに対向して配置され、加熱ローラから熱が伝達される加圧ローラの温度に応じた信号を出力することで、加圧ローラを介して加熱ローラの温度を間接的に検出するものであってもよい。また、温度センサは、ヒータの温度に応じた信号を出力するものであれば、ヒータに直接対向して配置されていてもよい。すなわち、温度センサは、制御装置による制御の対象であるヒータの温度を直接検出するものであってもよい。また、非接触式の温度センサは、サーミスタ以外の温度センサであってもよい。

また、前記実施形態では、ファン９が本体筐体２内の空気を外部に排出する排気ファンとして設けられていたが、これに限定されない。例えば、ファンは、空気を本体筐体の外部から内部に向けて送風することで外部の空気を本体筐体内に取り込む吸気ファンとして設けられていてもよい。

また、前記実施形態では、加熱部材として加熱ローラ８１を例示したが、これに限定されず、例えば、加熱部材は、ベルト定着方式の定着装置に設けられる無端状の定着ベルトなどであってもよい。また、前記実施形態では、加圧部材として加圧ローラ８２（すなわち、ローラ状の加圧部材）を例示したが、これに限定されず、例えば、加圧部材は、ベルト状の加圧部材などであってもよい。

また、前記実施形態では、加熱部材および加圧部材の両方が回転体であったが、これに限定されない。例えば、加熱部材および加圧部材は、用紙が加熱部材と加圧部材の間を通過できる構成であれば、一方だけが回転体であり、他方は回転しない構成であってもよい。

また、前記実施形態では、ヒータとして、輻射熱を利用するハロゲンランプ８３を例示したが、これに限定されず、例えば、抵抗体の発熱を利用するセラミックヒータやカーボンヒータなどであってもよい。また、ヒータは、加熱部材を誘導加熱するＩＨヒータなどであってもよい。また、ヒータは、加熱部材の内側ではなく、加熱部材の外側に配置されていてもよい。

また、前記実施形態では、カバーとして、本体筐体２の後に設けられたリアカバー２５を例示したが、これに限定されない。すなわち、カバーは、本体筐体の開口を開閉するカバーであって、開いた状態でも画像形成装置が画像形成動作などの動作を実行できるものであれば、特に限定されず、例えば、本体筐体の前や上、左右などに設けられていてもよい。

また、前記実施形態では、画像形成装置として、用紙Ｓにモノクロの画像を形成するレーザプリンタ１を例示したが、これに限定されず、例えば、用紙にカラーの画像を形成可能に構成されたプリンタであってもよい。また、画像形成装置は、プリンタに限定されず、例えば、フラットベッドスキャナなどの原稿読取装置を備える複写機や複合機などであってもよい。

また、前記した実施形態および変形例で説明した各要素を、任意に組み合わせて実施してもよい。

次に、本発明の効果を確認した実験について説明する。本実験では、レーザプリンタ１と同様の構成を有する画像形成装置を用いて用紙への印字を行い、下記の定着装置の動作条件で、図４に示したテーブルから第１補正係数Ａおよび第２補正係数Ｂを設定し、上記の式（２）〜（４）により補正温度Ｙを算出して、定着装置のハロゲンランプを制御した。なお、実温度は、加熱ローラの表面温度を接触式の温度センサで測定した。

［実験１］
加熱開始温度 ：２５℃
リアカバーの開閉状態：ＯＰＥＮ
実験１では、印字のジョブが入力された後、まず、定着装置の駆動状態を停止状態、ファンの回転速度を高速状態として、ハロゲンランプによる加熱（ウォームアップ）を行った。そして、ウォームアップ後、定着装置の駆動状態を高速状態に変更して、用紙への印字を行った。

［実験２］
加熱開始温度 ：７５℃
リアカバーの開閉状態：ＯＰＥＮ
定着装置の駆動状態とファンの回転速度は、実験１の場合と同様である。

［結果］
図７（ａ），（ｂ）に示すように、定着装置の動作条件に応じて設定された図４のテーブルから第１補正係数Ａおよび第２補正係数Ｂを設定することで、検出温度を補正した補正温度を、実温度に概ね倣わせることができた。以上より、本発明によれば、定着装置の動作条件によらず、検出温度を精度良く補正することができるといえる。

また、実験１，２の結果を比較すると、図７（ａ）に示すように、加熱開始温度が低い場合（Ｔ０＝２５℃）は、特に加熱開始直後に、図７（ｂ）に示す加熱開始温度が高い場合（Ｔ０＝７５℃）よりも、検出温度と実温度との差が大きくなっている。しかし、図４のテーブルから第１補正係数Ａを設定することで、加熱開始温度が低い場合には第１補正係数Ａを大きくするので、図７（ａ）に示すように、加熱開始直後に、補正温度と実温度との差が大きくなりすぎるのが抑制されている。

１ レーザプリンタ
２ 本体筐体
２Ｂ 後側開口
８ 定着装置
９ ファン
２５ リアカバー
８１ 加熱ローラ
８２ 加圧ローラ
８３ ハロゲンランプ
８４ サーミスタ
１００ 制御装置
２００ 報知装置
Ｓ 用紙

Claims (10)

1. ヒータと、前記ヒータにより加熱される加熱部材と、前記加熱部材に接触して配置される加圧部材と、前記ヒータまたは前記加熱部材の温度に応じた信号を出力する非接触式の温度センサとを有する定着装置と、
   制御装置と、を備え、
   前記制御装置は、
   前記温度センサが出力した信号から取得した検出温度Ｘ、検出温度Ｘの変化率ΔＸ、第１補正係数Ａおよび第２補正係数Ｂに基づいてＡΔＸ＋ＢＸを含む式により補正温度Ｙを算出し、
   前記定着装置の動作条件が変化したときに、前記第１補正係数Ａおよび前記第２補正係数Ｂの少なくとも一方を変更することを特徴とする画像形成装置。
2. 画像形成装置本体の開口を開閉するカバーを備え、
   前記定着装置の動作条件は、前記カバーの開閉状態を含み、
   前記制御装置は、前記カバーが開いた状態で前記定着装置が動作するときに、前記第１補正係数および前記第２補正係数の少なくとも一方を、前記カバーが閉じた状態で前記定着装置が動作するときよりも大きく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. 前記定着装置の動作条件は、前記加熱部材と前記加圧部材の間を通過する記録シートの搬送速度を含み、
   前記制御装置は、前記搬送速度が第１の搬送速度のときに、前記第１補正係数および前記第２補正係数の少なくとも一方を、前記搬送速度が前記第１の搬送速度より遅い第２の搬送速度のときよりも大きくすることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の画像形成装置。
4. 空気を画像形成装置本体の内部および外部の一方から他方に向けて送風するファンを備え、
   前記定着装置の動作条件は、前記ファンの回転速度を含み、
   前記制御装置は、前記ファンの回転速度が第３の回転速度のときに、前記第１補正係数および前記第２補正係数の少なくとも一方を、前記ファンの回転速度が前記第３の回転速度より遅い第４の回転速度のときよりも大きくすることを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の画像形成装置。
5. 画像形成装置本体の開口を開閉するカバーと、
   空気を画像形成装置本体の内部および外部の一方から他方に向けて送風するファンと、を備え、
   前記加熱部材および前記加圧部材の少なくとも一方は、記録シートが前記加熱部材と前記加圧部材の間を通過するときに回転する回転体であり、
   前記定着装置の動作条件は、前記カバーの開閉状態と、前記回転体の回転速度と、前記ファンの回転速度とを含み、
   前記制御装置は、
   前記カバーが開いた状態で前記定着装置が動作するときに、前記第１補正係数および前記第２補正係数の両方を、前記カバーが閉じた状態で前記定着装置が動作するときよりも大きくし、
   前記回転体の回転速度が第１の回転速度のときに、前記第１補正係数および前記第２補正係数の両方を、前記回転体の回転速度が前記第１の回転速度より遅い第２の回転速度のときよりも大きくし、
   前記ファンの回転速度が第３の回転速度のときに、前記第２補正係数のみを、前記ファンの回転速度が前記第３の回転速度より遅い第４の回転速度のときよりも大きく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. 前記制御装置は、前記ヒータで前記加熱部材の加熱を開始したときの検出温度が低いほど、前記第１補正係数を大きくすることを特徴とする請求項１から請求項５のいずれか１項に記載の画像形成装置。
7. 前記制御装置は、前記補正温度に基づいて前記ヒータの出力を決定することを特徴とする請求項１から請求項６のいずれか１項に記載の画像形成装置。
8. 前記制御装置は、前記補正温度が所定の上限温度以上となった場合に、前記定着装置の異常を報知する報知装置に、前記定着装置の異常を報知させる信号を出力することを特徴とする請求項１から請求項７のいずれか１項に記載の画像形成装置。
9. ヒータと、前記ヒータにより加熱される加熱部材と、前記加熱部材に接触して配置される加圧部材と、前記ヒータまたは前記加熱部材の温度に応じた信号を出力する非接触式の温度センサとを有する定着装置の制御方法であって、
   前記温度センサが出力した信号から取得した検出温度Ｘ、検出温度Ｘの変化率ΔＸ、第１補正係数Ａおよび第２補正係数Ｂに基づいてＡΔＸ＋ＢＸを含む式により補正温度Ｙを算出する処理と、
   前記定着装置の動作条件が変化したときに、前記第１補正係数Ａおよび前記第２補正係数Ｂの少なくとも一方を変更する処理と、を実行することを特徴とする制御方法。
10. ヒータと、前記ヒータにより加熱される加熱部材と、前記加熱部材に接触して配置される加圧部材と、前記ヒータまたは前記加熱部材の温度に応じた信号を出力する非接触式の温度センサとを有する定着装置を制御するコンピュータに適用されるプログラムであって、
    前記コンピュータを、
    前記温度センサが出力した信号から取得した検出温度Ｘ、検出温度Ｘの変化率ΔＸ、第１補正係数Ａおよび第２補正係数Ｂに基づいてＡΔＸ＋ＢＸを含む式により補正温度Ｙを算出する手段と、
    前記定着装置の動作条件が変化したときに、前記第１補正係数Ａおよび前記第２補正係数Ｂの少なくとも一方を変更する手段として機能させることを特徴とするプログラム。

Images