JP5127353B2

JP5127353B2 - 画像形成装置

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Description

本発明は、例えば、複写機、プリンタ、ファクシミリ等の画像形成装置に関する。

従来、電子写真方式を用いた画像形成装置では、トナー画像が転写された後のシートを通過させて加熱、加圧処理を施すことにより未定着のトナー画像をシートに定着させる加熱式の定着ローラを備えた定着装置が広く用いられている。

図１０は、従来の定着装置の制御回路を示すものであり、この制御回路には、ハロゲンヒータ２１、サーミスタ２２、Ａ／Ｄコンバータ２３，２４、制御部２５、電力通電パターン発生部２６、ヒータ駆動回路２７等が配置されている。

ハロゲンヒータ２１は、電力供給により発熱するもので、不図示の定着ローラの表面に接触した状態で設けられた温度検知素子としてのサーミスタ２２の抵抗値が、基準に対して一定になるように通電が制御される。

Ａ／Ｄコンバータ２３は、サーミスタ２２と抵抗値Ｒ１との分圧比によって得られる電圧ＶＴからディジタル値を得る。Ａ／Ｄコンバータ２４は制御目標電圧Ｖｒｅｆ１からディジタル値を得る。Ａ／Ｄコンバータ２３及びＡ／Ｄコンバータ２４は、それぞれディジタル値ＳＧ１、ＳＧ２を制御部２５に出力する。

電力通電パターン発生部２６は、制御部２５からの信号ＳＧ４に基づいてヒータ制御信号ＳＧ３をヒータ駆動回路２７に出力する。

制御部２５は、センサ２６の入力信号およびディジタル値ＳＧ１に従い、ハロゲンヒータ２１を加熱制御する。また、制御部２５は、定着に最適な制御目標値Ｖｒｅｆ１のディジタル値であるＡ／Ｄコンバータからの信号ＳＧ２を目標温度値として定着ローラの温度制御を行う。

次に、図１１に、従来の電子写真方式の画像形成装置を示す。

この画像形成装置は、静電潜像担持体である感光体ドラム３０１、光源である半導体レーザ３０２、回転多面鏡３０３、回転多面鏡３０３を介して感光体ドラム３０１の表面を走査して静電潜像を形成するレーザビーム３０４を有する。

なお、感光体ドラム３０１に静電潜像を形成する前においては、帯電ローラ３０５により感光体ドラム３０１の表面を一様に帯電する。感光体ドラム３０１の静電潜像は現像装置３０６によってトナー像に現像され、該ドナー像は、搬送されてくシートに転写ローラ３０７を介して転写される。

一方、シートは給紙カセット３０８に積載収容され、給紙ローラ３０９により給紙カセット３０８から搬送路へ送り込まれる。

搬送路に送り込まれたシートは、先端がレジストローラ３１０に当接して斜行が補正されるとともに、感光体ドラム３０１への画像書き込みとシートの搬送タイミングとの同期がとられ、転写位置に搬送されて転写ローラ３０７を介してトナー画像が転写される。

レジストローラ３１０の上流側には、シートの有無を検知するレジストセンサ３１１が配置されている。

トナー画像が転写されたシートは、搬送路に沿って定着ローラ３１２を通過することで、加熱、加圧処理が施されて未定着のトナー画像が定着される。そして、定着ローラ３１２を通過したシートは、排紙ローラ３１３によって機外に排紙され、該排紙が排紙センサ３１４により検知される。

図１２に、図１１の画像形成装置の制御系を示す。

図１２において、プリンタコントローラ４０１は、ホストコンピュータからの画像コードデータを印字可能なビットマップデータに変換するとともに、画像形成装置に対して印字モード指定、印字開始指示などを行なう。

エンジン制御部４０２は、プリンタコントローラ４０１の指示に基づき、画像形成装置の各機構部の制御を行なう。

用紙搬送制御部４０３は、エンジン制御部４０２の指示に基づき搬送系各部の駆動／停止などの動作を行なう。高圧制御部４０４は、帯電、現像、転写の各高圧の出力をエンジン制御部４０２の指示に基づき行なう。

光学系制御部４０５は、スキャナモータの駆動／停止、レーザの点滅などをエンジン制御部４０２の指示に基づき行なう。センサ入力部４０６は、レジストセンサ、排紙センサ等のセンサの入力情報をエンジン制御部４０２へ送出する。定着器温度制御部４０７は、定着ローラの温度制御をエンジン制御部４０２の指示に基づき行なう。

次に、図１３を参照して、定着ローラの温度制御について説明する。

まず、電源が投入されると、エンジン制御部４０２は画像形成装置を初期化（ステップＳ１）した後に定着ローラを非プリント状態のスタンバイ温度に保持するための温度制御を開始する（ステップＳ２）。

この温度制御は定着ローラに接触した状態で取り付けられた熱電素子（例えばサーミスタ）により検知した電圧値をエンジン制御部４０２内のＡ／Ｄコンバータを介してＣＰＵに取り込むことにより行う。

このＡ／Ｄ変換値とスタンバイ温度に相当するＡ／Ｄ変換値とを比較する（ステップＳ３）。

そして、スタンバイ温度より定着ローラの温度が高い場合は定着ヒータをＯＦＦ（ステップＳ４）、低い場合はＯＮ（ステップＳ３）する処理をプリンタコントローラ４０１のプリント要求を受けるまで行なう。

プリント要求を受けると、スキャナ、搬送系、高圧等の駆動部の立ち上げとともに定着ローラをプリント温度に立ち上げる処理を行なう（ステップＳ７〜ステップＳ１０）。

その後はプリント終了（ステップＳ１４）するまで、プリント温度より定着ローラ温度が高い場合は定着ヒータをＯＦＦ（ステップＳ１２）、低い場合はＯＮ（ステップＳ１３）する処理を継続する。

なお、定着ローラのスタンバイ温度は、プリント温度より低い温度に設定しており、その温度差は、プリント要求を受けてからシートが定着ローラに到達するまでに充分立ち上がる程度の温度差に固定されている。

しかし、上記従来の定着ローラの温度制御では、定着ローラにサーミスタ等を接触させて定着ローラの表面温度を検知するため、定着ローラにサーミスタ等が接触することにより定着ローラの表面に傷がつく場合がある。このような場合には、定着ローラを通過するシートの画像に傷が転写されてしまうため、画像不良が生じる。

そこで、定着ローラの表面近傍に離間配置した非接触の検知センサと該検知センサの雰囲気温度を検知する補償センサとを用い、各センサからの情報を基に定着ローラの表面温度を演算式を用いて推測する技術が提案されている（特許文献１）。

具体的には、演算式は、定着ローラの表面温度（°Ｃ）＝（ａ×補償電圧−ｂ）×検知電圧＋（ｃ×補償電圧＋ｄ）とされている。「補償電圧」と「検知電圧」はそれぞれ、補償センサ、検知センサが検知した電圧をＡ／Ｄ変換したディジタル数値である。また、ａ，ｂ，ｃ，ｄは係数であり、補償温度によって値が異なる。

演算式は、換算テーブルを補償温度によって複数の区分に分け、区分毎に係数が決められて所定の記憶領域に格納されている。つまり、係数の値が違う演算式が複数あることになる。補償センサで検知した補償温度によって使用する演算式を決定し、その演算式を用いて定着ローラの表面温度を算出する。

この提案では、このような演算式を使用することにより、補償温度や検知温度の累乗の計算がなくなり、演算速度が向上するとしている。
特開２００３−１４９９８１号公報

しかし、上記特許文献１では、補償温度によって複数の区分に分け、区分毎に係数が決められた複数の演算式を格納する換算テーブルが必要となるため、複雑な回路構成や制御が必要となる。

そこで、本発明は、定着部材の表面に傷をつけることなく、簡単な回路構成によって精度の高い定着部材の温度検知を行なうことができる画像形成装置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、本発明の画像形成装置は、ヒータを備え、トナー像を担持した記録材を加熱することで前記記録材に前記トナー像を定着する定着部材と、前記定着部材に非接触に設けられ、前記定着部材の表面温度に応じた第１の電圧を出力する第１のセンサと、前記第１のセンサの雰囲気温度に応じた第２の電圧を出力する第２のセンサと、前記第１の電圧と前記第２の電圧とに基づいて前記定着部材の表面温度を算出する算出手段と、前記算出手段により算出された前記定着部材の表面温度が目標温度以下であれば前記ヒータをオンし、前記算出手段により算出された前記定着部材の表面温度が前記目標温度よりも高ければ前記ヒータをオフする制御手段と、を有し、前記算出手段は、前記制御手段により前記ヒータがオンされた場合、第１の演算式によって前記第１の電圧と前記第２の電圧とに基づき前記定着部材の表面温度を算出し、前記制御手段により前記ヒータがオフされた場合、前記第１の演算式と異なる第２の演算式によって前記第１の電圧と前記第２の電圧とに基づき前記定着部材の表面温度を算出することを特徴とする。

本発明によれば、定着部材の表面に傷をつけることなく、簡単な回路構成によって精度の高い定着部材の温度検知を行なうことができる。

以下、本発明の実施の形態の一例を図を参照して説明する。

図１は、本発明の実施の形態の一例である画像形成装置の概略断面図である。

本実施形態の画像形成装置は、原稿自動送り装置２０１の原稿載置部２０３に置かれた原稿が、給紙ローラ２０４によって分離、給紙され、搬送ガイド２０６を経由して読取装置２０２に搬送される。読取装置２０２に搬送された原稿は搬送ベルト２０８によって一定速度で搬送され、排紙ローラ２０５によって機外に排出される。

この間、読取装置２０２の読取位置で照明系２０９に照明された原稿の画像は反射ミラー２１０，２１１，２１２からなる光学系によって画像読取部２１３で画像信号に変換される。画像読取部２１３は、不図示のレンズ、光電変換素子であるＣＣＤ、ＣＣＤの駆動回路等を有する。

読取装置２０２による原稿の読取りは、原稿を一定速度で搬送し、照明系２０９および光学系を停止して読取る流し読みモードと、原稿を原稿ガラス台２１４に載置して照明系２０９および光学系を一定速度で移動して読取る固定モードがある。通常、シート状の原稿は流し読みモードで読み取られ、綴じられた原稿は固定モードで読み取られる。

画像読取部２１３で変換された画像信号は、画像処理部１０２（図２および図３参照）で処理された後、ページ単位で画像形成部３０１でシートに複写される。すなわち、画像信号は半導体レーザ（不図示）などによって光信号に変調される。

変調されたレーザ光は、ポリゴンミラー等の光走査装置３１１、ミラー３１２，３１３を介して帯電器３１０によって表面を一様に帯電された感光ドラム３０９に露光され、静電潜像を形成する。静電潜像は現像器３１４のトナーによって現像され、転写分離器３１５によってトナー像がシートに転写される。

シートは、給紙カセット３０２, ３０４に収納されている。なお、本実施形態では、給紙カセット３０２には標準紙が、給紙カセット３０４にはタブ紙が収納されている。

給紙カセット３０２に収容された標準紙は、給紙ローラ３０３よって搬送路に給紙される。給紙された標準紙は、搬送ローラ３０６によってレジストローラ３０８に搬送され、該レジストローラ３０８によって画像形成と搬送タイミングとを調整して、感光ドラム３０９の転写位置に搬送される。

一方、給紙カセット３０４に収容されたタブ紙は、給紙ローラ３０５よって搬送路に給紙される。給紙されたタブ紙は、搬送ローラ３０７，３０６によってレジストローラ３０８に搬送され、該レジストローラ３０８によって画像形成と搬送タイミングを調整して感光ドラム３０９の転写位置に搬送される。

トナー画像が転写されたシートは搬送ベルト３１７で定着器３１８に搬送されて加熱加圧処理が施され、未定着のトナー画像がシートに定着される。

なお、片面モードが設定されている場合は、定着器３１８を通過したシートは定着排紙ローラ３１９および排紙ローラ３２４によって機外に排紙される。

また、両面モードが設定されている場合は、定着器３１８を通過したシートは定着排紙ローラ３１９から搬送ローラ３２０を経由して反転ローラ３２１によって反転パス３２５へ搬送される。

そして、シートの後端が両面パス３２６との合流ポイントを通過した直後に反転ローラ３２１の回転を反転する事でシートが反転して両面パス３２６へと搬送される。両面パスに搬送されたシートはローラ３２２，３２３によって搬送され、再び搬送ローラ３０６を経由してレジストローラ３０８に搬送されて上記同様の処理が行なわれる。

また、定着器３１８を通過したシートの表と裏を反転して機外に排紙する場合には、シートを一旦搬送ローラ３２０へ搬送し、シートの後端が搬送ローラ３２０を通過する直前に搬送ローラ３２０の回転を反転して、排紙ローラ３２４によって機外に排紙する。

次に、図２を参照して、画像形成部３０１の複写制御部１０５について説明する。

図２に示すように、複写制御部（制御手段）１０５は、装置の全てを統括的に制御するシステムコントローラ１５１を備える。システムコントローラ１５１は、主に装置内の各負荷の駆動、センサ類の情報収集解析を行い、また、操作部１５２、すなわちユーザインターフェースとの間でのデータ交換の役割を担う。

システムコントローラ１５１には、ＣＰＵ１５１ａ、ＲＯＭ１５１ｂ、ＲＡＭ１５１ｃが搭載されている。ＣＰＵ１５１ａは、ＲＯＭ１５１ｂに格納されたプログラムによって予め決められた画像形成シーケンスに関わる様々なシーケンスを実行する。また、その際、一次的または恒久的に保存することが必要な書換え可能なデータをＲＡＭ１５１ｃに格納する。ＲＡＭ１５１ｃには、例えば高圧制御部１５５への高圧設定値、各種データ、操作部１５２からの画像形成指令情報などが保存される。

また、システムコントローラ１５１は、画像処理部１０２に必要な各部の仕様設定値データを送出することに加えて、各部からの信号、例えば原稿画像濃度信号等を受信する。そして、システムコントローラ１５１は、高圧制御部１０５や画像処理部１０２を制御して最適な画像形成を行うための設定を行う。

更に、システムコントローラ１５１は、操作部１５２に対しては、ユーザにより設定された複写倍率、濃度設定値等の情報を得ることに加えて、装置状態をユーザに示すためのデータを送出する。装置状態としては、例えば画像形成枚数や画像形成中か否かの情報、ジャムの発生やその箇所等がある。また、システムコントローラ１５１は、操作部１５２に対して、タブ紙に対する各種設定や、タブ紙に対する警告表示を行うためのやり取りを行う。

画像形成装置の内部の各所には、モータ、クラッチ／ソレノイド等のＤＣ負荷及び、フォトインターラプタやマイクロスイッチ等のセンサが配置されている。つまり、モータの駆動や各ＤＣ負荷を適宜駆動させることで、シートの搬送や各ユニットの駆動を行っており、その動作を各種センサ類１５９で監視する。

そこで、システムコントローラ１５１は、各種センサ類１５９からの信号を基に、モータ制御部１５７により各モータを制御するとともに、ＤＣ負荷制御部１５８により、クラッチ／ソレノイドを動作させて画像形成動作を円滑に進めている。

また、システムコントローラ１５１は、高圧制御部１５５に各種高圧制御信号を送出することで、高圧ユニット１５６を構成する各種帯電器である一次帯電器３１０、転写帯電器３１５、現像器３１４に適切な高圧を印加させている。

更に、定着器３１８内の定着ローラには、定着ローラを加熱するための定着ヒータ１６１が内蔵されており、定着ヒータ１６１はＡＣドライバ１６０によってＯＮ／ＯＦＦ制御される。また、定着ローラの表面近傍には、ローラ表面温度を検知するための非接触センサ１５４が設けられている。

非接触センサ１５４で検知した情報は、Ａ／Ｄコンバータ５０３によって定着ローラの温度変化に応じた電圧値に変換した後、ディジタル値としてシステムコントローラ１５１に入力される。この入力データを基にシステムコントローラ１５１がＡＣドライバ１６０を制御する。

次に、図３を参照して、画像処理部１０２について説明する。

画像読取部２１３で読み取られた原稿の画像データは、画像処理部１０２に入力され、画像処理回路４０２で所定の画像処理が行われた後、メモリ制御回路４０３に入力される。メモリ制御回路４０３は、ＣＰＵ４０１の制御により、入力された画像データをメモリ４０４に格納するとともに、メモリ４０４から画像形成する画像データを読み出して画像書き込み部１０３に出力する。

ＣＰＵ４０１は、メモリ制御回路４０３を制御して、入力画像データのメモリ４０４への格納と、メモリ４０４に格納された画像データの画像書き込み部１０３に出力する制御とを行う。また、ＣＰＵ４０１は、メモリ制御回路４０３を制御して、メモリ４０４に格納された画像データを読み出して、１ページの画像データ内で実際に画像形成される画像データが存在する画像領域を検出し、複写制御部１０５に通知する。

図４は、画像形成装置の定着ユニットと複写制御部とのシステム構成を示す図である。なお、既に図２で説明した内容と重複する部分については図に同一符号を付して説明する。

定着ユニット１１は、非接触センサ１５４、定着ヒータ１６１、加熱式の定着ローラ１５４３および加圧ローラ１５４４（図１４参照）を備える。

非接触センサ１５４は、図１４に示すように、定着ローラ１５４３の表面近傍に離間配置した非接触の検知センサ１５４１と、該検知センサ１５４１の雰囲気温度を検知する補償センサ１５４２とを有する。

検知センサおよび補償センサが検知した電圧は、複写制御部１０５にあるＡ／Ｄコンバータ１５３によって０から１０２３までのディジタル数値へ変換される。変換されたディジタル数値は、システムコントローラ１５１のＣＰＵ１５１ａの演算部（算出手段）１６に検知温度と補償温度として入力され、演算部１６で演算式を用いて定着ローラの表面温度が算出される。

そして、演算部１６での定着ローラの算出温度に基づき、ＡＣドライバ１６０が定着ヒータ１６１をＯＮ，ＯＦＦ制御する。

図５は、複写制御部１０５によって行なわれる定着ローラの表面温度制御の一例を説明するためのフローチャート図である。なお、図５での各処理は、システムコントローラ１５１のＲＯＭ１５１ｂ等に記憶されたプログラムがＲＡＭ１５１ｃにロードされて、ＣＰＵ１５１ａにより実行される。

まず、非接触センサ１５４の検知センサおよび補償センサにより検知された電圧をＡ／Ｄコンバータ１５３によってディジタル数値に変換して、検知温度および補償温度を検出する（ステップＳ１１，ステップＳ１２）。

次に、ステップＳ１１およびステップＳ１２で検出した検知温度および補償温度を基に演算部１６で定着ローラの表面温度を演算する（ステップＳ１３）。なお、演算部１６での定着ローラの表面温度の演算方法については、後述する。

次に、ステップＳ１３で演算して得られた温度が目標温度以下か否かを判断し（ステップＳ１４）、目標温度以下であれば、ＡＣドライバ１６０を制御して定着ヒータ１６１をＯＮにし（ステップＳ１５）、ステップＳ１１に戻る。

一方、ステップＳ１４で、目標温度より定着ローラの温度が高い場合は、ＡＣドライバ１６０を制御して定着ヒータ１６１をＯＦＦし（ステップＳ１３）、ステップＳ１１に戻る。

次に、図６〜図９を参照して、図５のステップＳ１３における定着ローラの表面温度の演算方法について説明する。

図６は、検知センサで検知された検知温度Ｔ１と、補償センサで検知された補償温度Ｔ２と、検知温度Ｔ１および補償温度Ｔ２を基に演算された定着ローラの表面温度Ｔと、時間との関係を示すグラフ図である。

図６において、時間ａという瞬間、時間ｂという瞬間での各温度Ｔ，Ｔ１，Ｔ２を比較すると、検知温度Ｔ１は表面温度Ｔと略比例して変化しているが、補償温度Ｔ２は表面温度Ｔに比例関係にない変化をしている。

これは、検知センサの持つ熱容量と補償センサの持つ熱容量との差から、所定の目標温度に到達するのに必要とする時間が異なることから生じる。時間ｃ、時間ｄの場合も同様である。

また、表面温度Ｔ、検知温度Ｔ１、補償温度Ｔ２の安定したときの温度は、検知センサの持つ熱抵抗と補償センサの持つ熱抵抗との差によって決まる。検知温度Ｔ１、補償温度Ｔ２から表面温度Ｔを算出するためには、前述した表面温度Ｔ、検知温度Ｔ１、補償温度Ｔ２の安定したときの温度が関係してくる。

図７は、温度上昇時において、検知温度Ｔ１、補償温度Ｔ２から定着ローラの表面温度Ｔを演算する方法を説明するためのグラフ図である。

図７において、表面温度Ｔの目標温度Ｔｍａｘ、検知温度Ｔ１の最大値Ｔ１ｍａｘ、補償温度Ｔ２の最大値Ｔ２ｍａｘとする。また、補償温度Ｔ２が、Ｔ２ｍａｘに到達していない領域をＸ、到達している領域をＹとする。

まず、領域Ｙでは、表面温度Ｔ、検知温度Ｔ１、補償温度Ｔ２の状態はすでに安定している。この状態では、表面温度Ｔ、検知温度Ｔ１、補償温度Ｔ２は一定であり、各温度Ｔ，Ｔ１，Ｔ２は比例関係にある。

次に、領域Ｘでは、領域Ｙ近傍では、表面温度Ｔ、検知温度Ｔ１の状態は安定して比例関係にあるといえるが、補償温度Ｔ２が安定していない。これは、前述の検知センサの持つ熱容量と補償センサの持つ熱容量との差から生じる。

従って、検知温度Ｔ１、補償温度Ｔ２から定着ローラの表面温度Ｔを演算する際には、補償温度Ｔ２の影響度を考慮する必要がある。

具体的には、補償温度Ｔ２が最大値Ｔ２ｍａｘに到達するまでは、補償温度Ｔ２が最大値Ｔ２ｍａｘに未到達な量に比例した数値を加算して表面温度Ｔを補正する必要がある。すなわち、温度上昇時において、検知温度Ｔ１、補償温度Ｔ２から定着ローラの表面温度Ｔを算出する演算式は、次式（１）で表すことができる。
Ｔ＝αｕ×Ｔ１＋βｕ×（Ｔ２ｍａｘ−Ｔ２） …（１）
尚、αuとβuは、表１および表２に示すように、予め決められた通紙枚数ごとに最適な値を選定する。

図８は、温度下降時において、検知温度Ｔ１、補償温度Ｔ２から定着ローラの表面温度Ｔを演算する方法を説明するためのグラフ図である。

図８において、表面温度Ｔの目標温度Ｔｍｉｎ、検知温度Ｔ１の最小値Ｔ１ｍｉｎ、補償温度Ｔ２の最小値Ｔ２ｍｉｎとする。

温度上昇時と同じ考えでいくと、冷却時は各温度Ｔｍｉｎ，Ｔ１ｍｉｎ，Ｔ２ｍｉｎが同じ、つまりＴｍｉｎ＝Ｔ１ｍｉｎ＝Ｔ２ｍｉｎとなる。一方、冷却時の制御開始ポイントはＴｍａｘ，Ｔ１ｍａｘ，Ｔ２ｍａｘと異なるため、温度の上昇時と下降時とで同じ演算式を用いることができない。

また、温度上昇時と同様に、補償温度Ｔ２が、Ｔ２ｍｉｎに到達していない領域をＸ、到達している領域をＹとすると、領域Ｙでは、表面温度Ｔ、検知温度Ｔ１、補償温度Ｔ２の状態は安定している。この状態では、表面温度Ｔ、検知温度Ｔ１、補償温度Ｔ２は一定であり、各温度Ｔ，Ｔ１，Ｔ２は比例関係にある。

次に、領域Ｘでは、領域Ｙ近傍では、表面温度Ｔ、検知温度Ｔ１の状態は安定して比例関係にあるといえるが、補償温度Ｔ２が安定していない。

従って、検知温度Ｔ１、補償温度Ｔ２から定着ローラの表面温度Ｔを演算する際には、補償温度Ｔ２の影響度、および冷却時の制御開始ポイントがＴｍａｘ，Ｔ１ｍａｘ，Ｔ２ｍａｘと異なることを考慮する必要がある。

このことから、温度下降時において、検知温度Ｔ１、補償温度Ｔ２から定着ローラの表面温度Ｔを算出する演算式は、次式（２）で表すことができる。
Ｔ＝Ｔ１ｍａｘ×αｄ×（Ｔ１ｍａｘ−Ｔ１）−βｄ×（Ｔ２ｍａｘ−Ｔ２）…（２）
尚、αｄとβｄは、αuとβuと同様予め決められた通紙枚数ごとに最適な値を選定する。

上式（１），（２）は、極端な例として、加熱により所定の目標温度Ｔに温度制御する場合と、冷却により目標温度Ｔを０°Ｃに温度制御する場合との演算式であるが、温度の上昇時と下降時とで演算式を変更する必要が有ることがわかる。

画像形成装置においては、複数の温調温度を有する機種も存在する。その際、温度の上昇／下降が行われるが、そのときに検知温度、補償温度から定着ローラの表面温度を算出する演算式を切り替えることで、精度の高い温度制御が可能となる。

図９を参照して、検知温度、補償温度から定着ローラの表面温度を算出する演算式を温度の上昇時と下降時とで切り替える処理の一例を説明する。なお、図９での各処理は、システムコントローラ１５１のＲＯＭ１５１ｂ等に記憶されたプログラムがＲＡＭ１５１ｃにロードされて、ＣＰＵ１５１ａにより実行される。

まず、ステップＳ２１では、温度上昇用の演算式（上式（１））を設定する。これは、電源オン時には必ず定着ローラの温度を上昇させるので、まずこの設定を行う。次に、ステップＳ２２では、紙種を検知する。ここでは、ユーザが操作部１５２によって入力した紙種を検知してもよいし、センサ等を用いて紙種を検知してもよい。

次に、ステップＳ２３では、ステップＳ２２で検知した紙種に応じた定着ローラの目標温度を設定する。

ここで、シートが厚紙等の場合は、トナー画像の定着に熱エネルギーを多く必要とするため、薄紙等と同じスピードでトナー画像をシートに定着させるために、目標温度を薄紙等の場合より高く設定する。一方、シートが薄紙等の場合は、熱エネルギーが少なくてすむため、厚紙等と同じスピードでトナーを定着するために目標温度を厚紙等より低く設定する。

次に、ステップＳ２４では、ステップＳ２３で設定した目標温度が定着ローラの現在の表面温度より高いか否かを判断する。

ステップＳ２４の時点では、温度上昇用の演算式が設定されているので、目標温度が定着ローラの現在の表面温度より高い場合は、温度上昇用の演算式を用いて定着ローラの表面温度が目標温度になるように定着ローラの温度制御を行い、ステップＳ２６に進む。

一方、ステップＳ２４で、目標温度が定着ローラの現在の表面温度以下の場合はステップＳ２５に進む。ステップＳ２５では、温度上昇用の演算式を温度下降用の演算式（上式（２））に切り換え設定し、温度下降用の演算式を用いて定着ローラの表面温度が目標温度になるように定着ローラの温度制御を行い、ステップＳ２６に進む。

ステップＳ２６では、定着ローラの表面温度が目標温度に達したか否かを判断し、達していない場合は、定着ローラの温度制御を継続し、達した場合は、処理を終了する。なお、ステップＳ２６の後に、スタンバイと装置の状態を設定してもよいし、画像形成装置の給紙を開始するトリガ信号を出力するようにしてもよい。

以上説明したように、本実施形態では、定着ローラの表面に非接触の検知センサおよび補償センサからの情報を基に定着ローラの表面温度を演算式を用いて算出して定着ローラの温度制御を行なっている。また、目標温度の高低によって異なる演算式を用いて定着ローラの表面温度を算出している。これにより、定着ローラの表面に傷をつけることなく、簡単な回路構成によって精度の高い定着ローラの温度検知および温度制御を行なうことができる。

なお、本発明は、上記実施の形態に例示したものに限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において適宜変更可能である。

また、本発明の目的は、以下の処理を実行することによって達成される。即ち、上述した実施形態の機能を実現するソフトウェアのプログラムコードを記録した記憶媒体を、システム或いは装置に供給し、そのシステム或いは装置のコンピュータ（またはＣＰＵやＭＰＵ等）が記憶媒体に格納されたプログラムコードを読み出す処理である。

この場合、記憶媒体から読み出されたプログラムコード自体が前述した実施の形態の機能を実現することになり、そのプログラムコード及び該プログラムコードを記憶した記憶媒体は本発明を構成することになる。

また、プログラムコードを供給するための記憶媒体としては、次のものを用いることができる。例えば、フロッピー（登録商標）ディスク、ハードディスク、光磁気ディスク、ＣＤ−ＲＯＭ、ＣＤ−Ｒ、ＣＤ−ＲＷ、ＤＶＤ−ＲＯＭ、ＤＶＤ−ＲＡＭ、ＤＶＤ−ＲＷ、ＤＶＤ＋ＲＷ、磁気テープ、不揮発性のメモリカード、ＲＯＭ等である。または、プログラムコードをネットワークを介してダウンロードしてもよい。

また、コンピュータが読み出したプログラムコードを実行することにより、上記実施の形態の機能が実現される場合も本発明に含まれる。加えて、そのプログラムコードの指示に基づき、コンピュータ上で稼動しているＯＳ（オペレーティングシステム）等が実際の処理の一部または全部を行い、その処理によって前述した実施形態の機能が実現される場合も含まれる。

更に、前述した実施形態の機能が以下の処理によって実現される場合も本発明に含まれる。即ち、記憶媒体から読み出されたプログラムコードが、コンピュータに挿入された機能拡張ボードやコンピュータに接続された機能拡張ユニットに備わるメモリに書き込まれる。その後、そのプログラムコードの指示に基づき、その機能拡張ボードや機能拡張ユニットに備わるＣＰＵ等が実際の処理の一部または全部を行う場合である。

本発明の実施の形態の一例である画像形成装置の概略断面図である。画像形成部の複写制御部について説明するためのブロック図である。画像処理部について説明するためのブロック図である。画像形成装置の定着ユニットと複写制御部とのシステム構成を説明するためのブロック図である。複写制御部によって行なわれる定着ローラの表面温度制御の一例を説明するためのフローチャート図である。検知センサで検知された検知温度Ｔ１と、補償センサで検知された補償温度Ｔ２と、検知温度Ｔ１および補償温度Ｔ２を基に演算された定着ローラの表面温度Ｔと、時間との関係を示すグラフ図である。温度上昇時において、検知温度Ｔ１、補償温度Ｔ２から定着ローラの表面温度Ｔを演算する方法を説明するためのグラフ図である。温度下降時において、検知温度Ｔ１、補償温度Ｔ２から定着ローラの表面温度Ｔを演算する方法を説明するためのグラフ図である。検知温度、補償温度から定着ローラの表面温度を算出する演算式を温度の上昇時と下降時とで切り替える処理の一例を説明するためのフローチャート図である。従来の定着装置の制御回路を説明するためのブロック図である。従来の電子写真方式の画像形成装置を説明するための概略断面図である。図１１に示す従来の画像形成装置の制御系を説明するためのブロック図である。従来の定着ローラの温度制御について説明するためのフローチャート図である。本実施形態における定着ローラに対する非接触センサの配置例を説明するための図であり、（ａ）は斜視図、（ｂ）は断面図である。

符号の説明

１６演算部（算出手段）
１０５複写制御部（制御手段）
１５１システムコントローラ
１５１ａＣＰＵ
１５１ｂＲＯＭ
１５１ｃＲＡＭ
１５３Ａ／Ｄコンバータ
１５４非接触センサ
１６０ＡＣドライバ
１６１定着ヒータ

Claims

ヒータを備え、トナー像を担持した記録材を加熱することで前記記録材に前記トナー像を定着する定着部材と、
前記定着部材に非接触に設けられ、前記定着部材の表面温度に応じた第１の電圧を出力する第１のセンサと、
前記第１のセンサの雰囲気温度に応じた第２の電圧を出力する第２のセンサと、
前記第１の電圧と前記第２の電圧とに基づいて前記定着部材の表面温度を算出する算出手段と、
前記算出手段により算出された前記定着部材の表面温度が目標温度以下であれば前記ヒータをオンし、前記算出手段により算出された前記定着部材の表面温度が前記目標温度よりも高ければ前記ヒータをオフする制御手段と、を有し、
前記算出手段は、前記制御手段により前記ヒータがオンされた場合、第１の演算式によって前記第１の電圧と前記第２の電圧とに基づき前記定着部材の表面温度を算出し、前記制御手段により前記ヒータがオフされた場合、前記第１の演算式と異なる第２の演算式によって前記第１の電圧と前記第２の電圧とに基づき前記定着部材の表面温度を算出することを特徴とする画像形成装置。
前記定着部材によってトナー像が定着される記録材の紙種に応じて、前記目標温度を設定する設定手段をさらに有することを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。