(57)【要約】【課題】赤外線センサを用いて加熱部材の温度を精度よく検出し、使用環境が変動して赤外線センサの結露の恐れがあるような場合にも、結露により生ずる検出誤差の有無を判断し、適正な温度制御を行うことができる画像形成装置を提供する。【解決手段】複数の赤外線センサそれぞれの補償温度と、それぞれの検出温度の温度差とに基づいて、結露により生ずる検出誤差の有無を判断し、検出誤差が低減するまでは、適切に動作を制限するモードに切り換える。【選択図】図５
2010078953.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
用紙に転写されたトナー像を定着するために、通紙する用紙サイズに応じて第１の加熱領域と第２の加熱領域とを有する加熱部材と、
前記加熱部材の前記第１の加熱領域と前記第２の加熱領域とが一定の温度となる温度分布を形成させるための第１の加熱手段と、
前記加熱部材の前記第１の加熱領域の温度より前記第２の加熱領域の温度が高くなる温度分布を形成させるための第２の加熱手段と、
前記加熱部材の前記第２の加熱領域に対向して配置され、前記第２の加熱領域の温度を検出する第１の赤外線センサと、
前記加熱部材の前記第１の加熱領域に対向して配置され、前記第１の加熱領域の温度を検出する第２の赤外線センサと、
前記第１の赤外線センサによる前記第２の加熱領域の検出温度と、前記第２の赤外線センサによる前記第１の加熱領域の検出温度とに基づいて、前記第１の加熱手段と、前記第２の加熱手段を制御し、前記加熱部材の温度分布を制御する制御手段と、を有する
画像形成装置であって、
前記制御手段は、
前記第１の赤外線センサ自体の温度、前記第２の赤外線センサ自体の温度、及び前記第１の赤外線センサの検出温度と前記第２の赤外線センサの検出温度の温度差に基づいて、用紙サイズによる画像形成の動作制限を行う制限動作モードの設定、または解除を行う
ことを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
前記制御手段は、
前記第１の赤外線センサ自体の温度、前記第２の赤外線センサ自体の温度、及び前記第１の赤外線センサの検出温度と前記第２の赤外線センサの検出温度の温度差に基づいて、前記加熱部材の温度制御のウォームアップ動作終了の判定を行う
ことを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
【請求項３】
前記制御手段は、
前記第１の赤外線センサ自体の温度、前記第２の赤外線センサ自体の温度、前記第１の赤外線センサの検出温度と前記第２の赤外線センサの検出温度の温度差、及び前記加熱部材の温度制御のウォームアップ動作開始からの時間に基づいて、センサ異常の検出判定を行う
ことを特徴とする請求項１または２に記載の画像形成装置。
【請求項４】
前記第２の加熱領域は、前記加熱部材の用紙通紙幅の中央に位置し、
前記第２の加熱手段は、前記第２の加熱領域のみを加熱するよう配置されている
ことを特徴とする請求項１乃至３の何れか１項に記載の画像形成装置。
【請求項５】
用紙に転写されたトナー像を定着するために、通紙する用紙サイズに応じて第１の加熱領域と第２の加熱領域とを有する加熱部材と、
前記加熱部材の前記第１の加熱領域と前記第２の加熱領域とが一定の温度となる温度分布を形成させるための第１の加熱手段と、
前記加熱部材の前記第１の加熱領域の温度より前記第２の加熱領域の温度が高くなる温度分布を形成させるための加熱抑制手段と、
前記加熱部材の前記第２の加熱領域に対向して配置され、前記第２の加熱領域の温度を検出する第１の赤外線センサと、
前記加熱部材の前記第１の加熱領域に対向して配置され、前記第１の加熱領域の温度を検出する第２の赤外線センサと、
前記第１の赤外線センサによる前記第２の加熱領域の検出温度と、前記第２の赤外線センサによる前記第１の加熱領域の検出温度とに基づいて、前記第１の加熱手段と、前記加熱抑制手段を制御し、前記加熱部材の温度分布を制御する制御手段と、を有する
画像形成装置であって、
前記制御手段は、
前記第１の赤外線センサ自体の温度、前記第２の赤外線センサ自体の温度、及び前記第１の赤外線センサの検出温度と前記第２の赤外線センサの検出温度の温度差に基づいて、用紙サイズによる画像形成の動作制限を行う制限動作モードの設定、または解除を行う
ことを特徴とする画像形成装置。
【請求項６】
前記制御手段は、
前記第１の赤外線センサ自体の温度、前記第２の赤外線センサ自体の温度、及び前記第１の赤外線センサの検出温度と前記第２の赤外線センサの検出温度の温度差に基づいて、前記加熱部材の温度制御のウォームアップ動作終了の判定を行う
ことを特徴とする請求項５に記載の画像形成装置。
【請求項７】
前記制御手段は、
前記第１の赤外線センサ自体の温度、前記第２の赤外線センサ自体の温度、前記第１の赤外線センサの検出温度と前記第２の赤外線センサの検出温度の温度差、及び前記加熱部材の温度制御のウォームアップ動作開始からの時間に基づいて、センサ異常の検出判定を行う
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。
【請求項８】
前記第２の加熱領域は、前記加熱部材の用紙通紙幅の中央に位置し、
前記加熱抑制手段は、前記第１の加熱手段による加熱を抑制する機能を有し、前記第１の加熱領域の加熱を抑制するよう配置されている
ことを特徴とする請求項５乃至７の何れか１項に記載の画像形成装置。
【請求項９】
前記第１の加熱手段は、励磁コイルを有するＩＨ誘導加熱装置であり、
前記加熱抑制手段は、消磁コイルである
ことを特徴とする請求項８に記載の画像形成装置。
【請求項１０】
前記制御手段は、
前記制限動作モードの設定時には、
最大サイズの用紙以外の通紙をする場合は、通紙の給紙タイミング間隔を長くする、もしくは通紙の速度を遅くするよう制御する
ことを特徴とする請求項１乃至９の何れか１項に記載の画像形成装置。
【請求項１１】
前記第１の赤外線センサ及び前記第２の赤外線センサは、サーモパイルセンサである
ことを特徴とする請求項１乃至１０の何れか１項に記載の画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、用紙に転写されたトナー像を定着するための加熱部材の温度検出に複数のセンサを用い、用紙サイズに応じて複数の領域の温度制御を行う画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
電子写真方式の画像形成装置が広く用いられている。像担持体上に静電的に潜像形成し、トナーで現像して後、紙等の記録媒体に転写し、定着する。
【０００３】
定着は、加熱源を有する加熱部材、すなわち定着ローラを用いて記録媒体を圧接しながら通過させ、熱と圧力とでトナー像を記録媒体に定着させる方式が一般的である。この場合、定着ローラの温度を適切に設定することが重要である。定着温度が低すぎると、定着が不十分となり、定着温度が高すぎるとオフセットなど定着の品質に悪影響を与える。
【０００４】
定着ローラの温度制御としては、画像形成前に定着ローラを適切な定着温度まで加熱するウォームアップ動作が行われる。また定着温度到達後も、定着動作に伴い、特に通紙部分の温度が低下するため、適切に温度制御を継続する必要がある。
【０００５】
通常の定着ローラ温度制御の方法として、温度検出センサを用いて定着ローラ表面温度を計測し、計測した温度に基づいて、定着ローラの加熱を制御する方法がある。従来は、温度検出センサとして接触サーミスタが用いられていた。
【０００６】
接触サーミスタは、低コストで使いやすいが、回転する定着ローラに接触させないと温度測定できない。従って接触により定着ローラ表面に傷が付き、摩耗が促進される。その結果、定着ローラの寿命が短くなるという問題があった。
【０００７】
そこで接触サーミスタによる定着ローラの傷付きを防止するために、定着ローラの表面に非接触で配置されたサーミスタにより、定着ローラ表面温度を検出する非接触サーミスタを用いる温度制御も提案されている。非接触サーミスタは定着ローラと接触しないため、傷や摩耗の心配がなく、定着ローラの寿命を延ばすことが可能となる。
【０００８】
しかしながら、非接触サーミスタは定着ローラと接触していないため、定着ローラのウォーミングアップ動作など、加熱立ち上げ時に定着ローラからの熱を十分受けきれず、非接触サーミスタ自身の温度上昇が遅い、すなわち定着ローラの立ち上がり速さに応答しきれないという問題がある。
【０００９】
このため加熱部材である定着ローラの実態温度と、非接触サーミスタの検出温度に差が生じ、例えば、ウォーミングアップ動作など定着ローラの立ち上げ時に何らかの異常が起こっていても検知できなくなる恐れがある。
【００１０】
一方ではまた、たとえ非接触のサーミスタを用いていても、温度を計測する定着ローラの表面からの距離が大きくなると精度が落ちるため、ごく近接した位置に設置しなければならないという制約があった。
【００１１】
定着用の加熱部材は記録紙と接触するので、一定通紙枚数により交換する必要がある。交換性を考慮して加熱部材を含む定着ユニット全体の交換が行われるが、非接触サーミスタも、加熱部材に近接した配置上、定着ユニットの一部としてともに交換されてしまう。
【００１２】
こういった非接触サーミスタの計測距離の問題や立ち上がり応答の問題に対して、加熱部材からの設置距離をより離すことができ、急激な温度上昇に対する応答もよい赤外線センサ（例えばサーモパイルセンサ）を用いる温度制御方法が提唱されている（例えば、特許文献１参照）。
【００１３】
赤外線センサは、温度計測する加熱部材から放射される赤外線の量から加熱部材の温度を検出するので応答が早い。また赤外線をレンズ集光しているので、視野角を絞ることができ、センサ自体を温度計測する加熱部材から離すことができる。
【００１４】
しかしながら、赤外線センサの使用にもまた問題がある。
【００１５】
画像形成装置の稼働に伴い、定着装置付近の使用環境は低温から高温へと激しく変化する。そういった場合、赤外線センサのレンズ上に結露が生じ、そのためレンズを透過する赤外線量が減り、検出温度が低い方にずれてくる恐れがある。
【００１６】
レンズをクリーニングするなどの方法も考えられる（例えば、特許文献１参照）が、装置的に負荷が大きい。
【００１７】
補正用の温度検出センサを別途設けて、検出温度を補正するという技術も提案されている。補正用の温度検出センサとして、接触サーミスタを用いる方法（例えば、特許文献２、４参照）、非接触サーミスタを用いる方法（例えば、特許文献３参照）が提案されている。
【００１８】
しかしながら、接触サーミスタを用いて温度補正する方法では、やはり接触サーミスタを定着ローラに接触させざるを得ず、定着ローラに離脱着させるとしても駆動機構が必要となり、また接触サーミスタの浮きによる温度検知誤差の発生する可能性もある。
【００１９】
また、非接触サーミスタを用いて温度補正する方法でも、やはりウォーミングアップ動作時など定着ローラ温度が急速に変化する場合は、非接触サーミスタの応答が十分ではなく、赤外線センサとの温度差が大きくなるため、温度差から結露の発生を判断できない。従ってそのような場合には、適切な補正は困難である。
【特許文献１】特開２００４−１８４０９１号公報
【特許文献２】特開２００６−４７４１０号公報
【特許文献３】特開２００６−１８４０７１号公報
【特許文献４】特開２００７−３１６１６９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００２０】
上述したように、加熱部材の温度検出のために赤外線センサを用いることにより、センサの設置距離をより離すことができ、急激な温度上昇に対する良好な応答も得ることができる。
【００２１】
しかしながら、使用環境の変動により、赤外線を集光するレンズに結露を発生する恐れがあり、そのような場合、他の温度検出センサを用いて補正するというのも困難である。すなわち、上述したように、赤外線センサの結露が問題となるような状況では、接触サーミスタ、非接触サーミスタを用いても、それらの持つ問題が赤外線センサの補正を困難にしている。
【００２２】
本発明の目的は、上記の問題を解決し、加熱部材の温度を制御するに際して、赤外線センサを用いて加熱部材の温度を精度よく検出し、使用環境が変動して結露の恐れがあるような場合にも、結露により生ずる検出誤差の有無を判断し、検出誤差が低減するまでは、適切に動作を制限するモードに切り換えることで、適正な温度制御を行うことができる画像形成装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００２３】
本発明は上記の課題を解決するために、以下の特徴を有するものである。
【００２４】
１．  用紙に転写されたトナー像を定着するために、通紙する用紙サイズに応じて第１の加熱領域と第２の加熱領域とを有する加熱部材と、前記加熱部材の前記第１の加熱領域と前記第２の加熱領域とが一定の温度となる温度分布を形成させるための第１の加熱手段と、前記加熱部材の前記第１の加熱領域の温度より前記第２の加熱領域の温度が高くなる温度分布を形成させるための第２の加熱手段と、前記加熱部材の前記第２の加熱領域に対向して配置され、前記第２の加熱領域の温度を検出する第１の赤外線センサと、前記加熱部材の前記第１の加熱領域に対向して配置され、前記第１の加熱領域の温度を検出する第２の赤外線センサと、前記第１の赤外線センサによる前記第２の加熱領域の検出温度と、前記第２の赤外線センサによる前記第１の加熱領域の検出温度とに基づいて、前記第１の加熱手段と、前記第２の加熱手段を制御し、前記加熱部材の温度分布を制御する制御手段と、を有する画像形成装置であって、前記制御手段は、前記第１の赤外線センサ自体の温度、前記第２の赤外線センサ自体の温度、及び前記第１の赤外線センサの検出温度と前記第２の赤外線センサの検出温度の温度差に基づいて、用紙サイズによる画像形成の動作制限を行う制限動作モードの設定、または解除を行うことを特徴とする画像形成装置。
【００２５】
２．  前記制御手段は、前記第１の赤外線センサ自体の温度、前記第２の赤外線センサ自体の温度、及び前記第１の赤外線センサの検出温度と前記第２の赤外線センサの検出温度の温度差に基づいて、前記加熱部材の温度制御のウォームアップ動作終了の判定を行うことを特徴とする１に記載の画像形成装置。
【００２６】
３．  前記制御手段は、前記第１の赤外線センサ自体の温度、前記第２の赤外線センサ自体の温度、前記第１の赤外線センサの検出温度と前記第２の赤外線センサの検出温度の温度差、及び前記加熱部材の温度制御のウォームアップ動作開始からの時間に基づいて、センサ異常の検出判定を行うことを特徴とする１または２に記載の画像形成装置。
【００２７】
４．  前記第２の加熱領域は、前記加熱部材の用紙通紙幅の中央に位置し、前記第２の加熱手段は、前記第２の加熱領域のみを加熱するよう配置されていることを特徴とする１乃至３の何れか１項に記載の画像形成装置。
【００２８】
５．  用紙に転写されたトナー像を定着するために、通紙する用紙サイズに応じて第１の加熱領域と第２の加熱領域とを有する加熱部材と、前記加熱部材の前記第１の加熱領域と前記第２の加熱領域とが一定の温度となる温度分布を形成させるための第１の加熱手段と、前記加熱部材の前記第１の加熱領域の温度より前記第２の加熱領域の温度が高くなる温度分布を形成させるための加熱抑制手段と、前記加熱部材の前記第２の加熱領域に対向して配置され、前記第２の加熱領域の温度を検出する第１の赤外線センサと、前記加熱部材の前記第１の加熱領域に対向して配置され、前記第１の加熱領域の温度を検出する第２の赤外線センサと、前記第１の赤外線センサによる前記第２の加熱領域の検出温度と、前記第２の赤外線センサによる前記第１の加熱領域の検出温度とに基づいて、前記第１の加熱手段と、前記加熱抑制手段を制御し、前記加熱部材の温度分布を制御する制御手段と、を有する画像形成装置であって、前記制御手段は、前記第１の赤外線センサ自体の温度、前記第２の赤外線センサ自体の温度、及び前記第１の赤外線センサの検出温度と前記第２の赤外線センサの検出温度の温度差に基づいて、用紙サイズによる画像形成の動作制限を行う制限動作モードの設定、または解除を行うことを特徴とする画像形成装置。
【００２９】
６．  前記制御手段は、前記第１の赤外線センサ自体の温度、前記第２の赤外線センサ自体の温度、及び前記第１の赤外線センサの検出温度と前記第２の赤外線センサの検出温度の温度差に基づいて、前記加熱部材の温度制御のウォームアップ動作終了の判定を行うことを特徴とする５に記載の画像形成装置。
【００３０】
７．  前記制御手段は、前記第１の赤外線センサ自体の温度、前記第２の赤外線センサ自体の温度、前記第１の赤外線センサの検出温度と前記第２の赤外線センサの検出温度の温度差、及び前記加熱部材の温度制御のウォームアップ動作開始からの時間に基づいて、センサ異常の検出判定を行うことを特徴とする５または６に記載の画像形成装置。
【００３１】
８．  前記第２の加熱領域は、前記加熱部材の用紙通紙幅の中央に位置し、前記加熱抑制手段は、前記第１の加熱手段による加熱を抑制する機能を有し、前記第１の加熱領域の加熱を抑制するよう配置されていることを特徴とする５乃至７の何れか１項に記載の画像形成装置。
【００３２】
９．  前記第１の加熱手段は、励磁コイルを有するＩＨ誘導加熱装置であり、前記加熱抑制手段は、消磁コイルであることを特徴とする８に記載の画像形成装置。
【００３３】
１０．  前記制御手段は、前記制限動作モードの設定時には、最大サイズの用紙以外の通紙をする場合は、通紙の給紙タイミング間隔を長くする、もしくは通紙の速度を遅くするよう制御することを特徴とする１乃至９の何れか１項に記載の画像形成装置。
【００３４】
１１．  前記第１の赤外線センサ及び前記第２の赤外線センサは、サーモパイルセンサであることを特徴とする１乃至１０の何れか１項に記載の画像形成装置。
【発明の効果】
【００３５】
本発明に係る画像形成装置によれば、複数の赤外線センサを用いて加熱部材の温度制御を行うに際して、使用環境が変動して結露の恐れがあるような場合、複数の赤外線センサのそれぞれ自体の温度と、それぞれの検出温度の温度差とに基づいて、結露により生ずる検出誤差の有無を判断する。これにより、検出誤差が低減するまでは、適切に動作を制限するモードに切り換えることで、適正な温度制御を行うことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３６】
本発明の実施の形態について図面を用いて説明する。
【００３７】
（画像形成装置の概略構成）
図１に本発明の実施形態に係る画像形成装置の主要部分の構成例を示す。この画像形成装置は、電子写真方式により像担持体（感光体）に形成されたトナー像を用紙等の転写媒体に転写して画像形成を行う装置である。図１を用いて、本実施形態に係る画像形成装置の構成と機能動作について説明する。
【００３８】
図１に示した画像形成装置は、画像を担持するための像担持体として感光体ドラム１を有しており、感光体ドラム１の周辺には、感光体ドラム１を帯電するための帯電装置３、露光して静電潜像を形成するための露光装置１０、感光体ドラム１上の静電潜像を現像する現像装置２、感光体ドラム１上の現像されたトナー像を転写するための転写ローラ４、及び感光体ドラム１上の残留トナー除去用のクリーニングブレード５が、感光体ドラム１の回転方向Ａに沿って順に配置されている。
【００３９】
感光体ドラム１は、帯電手段３で帯電された後に、図中のＥ点の位置で露光装置１０により露光されて、その表面上に静電潜像が形成される。現像装置２は、この静電潜像を現像してトナー像にする。
【００４０】
転写ローラ４は、この感光体ドラム１上のトナー像を転写媒体Ｐに転写した後、図中の矢印Ｃ方向に搬送する。クリーニングブレード５は、転写後の感光体ドラム１上の残留トナーを機械的な力で除去する。
【００４１】
トナー像を転写された転写媒体Ｐは、定着装置７、すなわち定着ローラ７ｂと加圧ローラ７ａ間を通過する際に定着され、排出される。
【００４２】
定着ローラ７ｂと加圧ローラ７ａは、それぞれ熱源を内包し、所定の定着温度に制御され、転写媒体Ｐがそれらのローラ間を通過する際に、その圧力と熱の作用でトナー像が定着される。
【００４３】
画像形成装置に用いられる感光体ドラム１、帯電装置３、露光装置１０、転写ローラ４、クリーニングブレード５等は、周知の電子写真方式の技術を任意に使用してよい。例えば、帯電装置３として図中、帯電ローラが示されているが、感光体ドラム１と非接触の帯電装置であってもよい。また例えば、クリーニングブレードはなくてもよい。
【００４４】
定着装置７とその温度制御については、以下に詳述する。
【００４５】
（定着装置７の構成）
図２及び図３を用いて、定着装置７の構成について詳細を説明する。図２は、図１における定着装置７の構成例を示し（但し、図１とは上下を逆に示している）、図３は、定着装置７における定着ローラ近辺の詳細構成例を示す。
【００４６】
図２において、７０ｂは転写媒体Ｐをトナー像転写面側から圧接する定着ローラである。定着ローラ７０ｂは、第１の加熱手段７１ｂと第２の加熱手段（または加熱抑制手段）７２ｂとを内包している。これらの電源は、それぞれ６１ｂ、６２ｂであり、定着温度制御部９１によって加熱動作を制御される。
【００４７】
第１の加熱手段７１ｂと第２の加熱手段（または加熱抑制手段）７２ｂとを設けて別に制御しているのは、定着ローラ７０ｂの第１の加熱領域７０１ｂと第２の加熱領域７０２ｂ（図３参照）とで独立に温度制御するためである。
【００４８】
また、そのために第１の加熱領域７０１ｂと第２の加熱領域７０２ｂに対向して、それぞれ第１の赤外線センサ８１ｂと第２の赤外線センサ８２ｂを設けて、温度検知を行っている。温度制御の詳細は後述する。
【００４９】
図２において、７０ａは定着ローラ７０ｂの反対側から転写媒体Ｐを圧接する加圧ローラである。加圧ローラ７０ａも定着ローラ７０ｂと同様に、加熱手段を内包して温度制御を行ってもよい。
【００５０】
また定着ローラ７０ｂと同様に第１の加熱手段７１ａと第２の加熱手段（または加熱抑制手段）７２ａとを設けて、加圧ローラ７０ａの第１の加熱領域７０１ａと第２の加熱領域７０２ａとで独立に温度制御するようにしてもよい。その場合、やはり定着ローラ７０ｂと同様に第１の赤外線センサ８１ａと第２の赤外線センサ８２ａを設けて、温度検知するようにすればよい。
【００５１】
以上、定着ローラ７０ｂと加圧ローラ７０ａに関わる構成要素の符号をａとｂの添え字で区別してきたが、両者で同様の温度制御をすることもできる。従って、以降、定着装置７に関わる構成要素は符号の添え字（ａ、ｂ）を省略して記述する。
【００５２】
（定着装置７の温度制御）
既述したように、定着装置７においては、定着の品質を維持するために、適切な定着温度を保つ必要がある。通常、装置の休止、待機時には省エネルギーの観点から定着ローラ（あるいは加圧ローラ、以降定着ローラとのみ称する）７０は加熱されず、低い温度状態にあり、画像形成状態に入る前の時点でウォーミングアップ動作が開始され、定着装置７の加熱が始まる。
【００５３】
定着ローラ７０が適切な定着温度に達すると、ウォーミングアップ動作は終了するが、定着温度を維持するための温度制御が開始される。定着ローラ７０の表面温度を検出し、所定の定着温度と比較して、加熱手段による加熱動作を行う、あるいは停止するようにＯＮ／ＯＦＦ制御される。
【００５４】
ところで、適切な定着温度と述べたが、定着ローラ７０全体が一定の温度分布であることが望ましいとは限らない。定着される転写媒体Ｐ（通常は紙である）のサイズによって、通紙幅が異なるため、定着ローラ７０から吸熱される領域の広さも異なる。すなわち、通紙する領域と通紙しない領域とでは、通紙により温度差が生じてしまう。
【００５５】
従って、定着ローラ７０全体に渡って一定の定着温度にするような加熱制御を行っていても、連続的に画像形成を行うような場合には、頻繁な通紙による吸熱で通紙領域の温度が低くなり、通紙しない領域との温度差が生じてしまう。
【００５６】
一方では、定着ローラ７０全体に渡るような大サイズの転写媒体Ｐを通紙する場合には、通紙しない領域は両端のごく一部に限られるため、ほぼ定着ローラ７０全体を均一に加熱することが望ましい。
【００５７】
本実施形態では、定着ローラ７０の通紙幅の大小に応じて、定着ローラ７０に第１の加熱領域７０１と第２の加熱領域７０２を設け、独立に温度制御し、通紙領域を通紙しない領域よりも高温に制御することで、大サイズ、小サイズに拘わらず、結果として通紙状態で均一な温度分布となるような温度制御を行っている。
【００５８】
図３を用いて、通紙幅の大小と、各加熱領域、及び各加熱手段による加熱幅の関係を説明する。
【００５９】
図３（ａ）において、Ｌは大サイズの通紙幅を、Ｓは小サイズの通紙幅を示す。ＳはＬより小さく、Ｌがほぼ定着ローラ７０の幅全体に相当するのに対して、その幅方向中央部に位置する。そのＳの位置に対応する定着ローラ７０の幅領域が第２の加熱領域７０２であり、その両側に残ったＬに含まれる領域が第１の加熱領域７０１である。
【００６０】
大サイズの通紙状態では、第１の加熱手段７１が、第１の加熱領域７０１と第２の加熱領域７０２の全体が均等な温度分布を形成するように加熱し、小サイズの通紙状態では、それに第２の加熱領域７０２のみを加熱する第２の加熱手段７２が加わり、通紙領域である第２の加熱領域７０２を、それ以外の第１の加熱領域７０１より高温に加熱することで、結果として通紙状態で均一な温度分布を形成するように加熱する。
【００６１】
加熱のＯＮ／ＯＦＦによる温度制御は、第１の赤外線センサ８１と第２の赤外線センサ８２により第１の加熱領域７０１と第２の加熱領域７０２の温度を検知し、第１の加熱手段７１による加熱と第２の加熱手段７２による加熱とをそれぞれ独立に制御する。
【００６２】
こうした複数の領域に対応した複数の温度検出手段と複数の加熱手段とを利用して、通紙幅の異なる転写媒体Ｐを定着する場合にも、それぞれのサイズに適した温度分布となるような定着ローラ７０の温度制御を行うことができる。
【００６３】
図３（ｂ）には、別の実施形態を示す。上記の実施形態とは加熱手段の構成が異なる。異なる点のみ説明する。
【００６４】
第１の加熱手段７１が加熱動作を行うのに対して、加熱抑制手段７２は加熱の抑制を行う。具体的な例を挙げると、第１の加熱手段７１が、励磁コイルを有するＩＨ誘導加熱装置であり、加熱抑制手段７２は、消磁コイルであるような場合である。このとき加熱抑制手段７２は、第１の加熱手段７１による加熱を抑制するように働く。
【００６５】
すなわち、図３（ａ）の構成と異なるのは、加熱抑制手段７２が第２の加熱領域７０２を加熱するのではなく、第１の加熱手段７１による第１の加熱領域７０１の加熱を抑制するように働くことである。
【００６６】
従って、大サイズの通紙状態では、第１の加熱手段７１が、第１の加熱領域７０１と第２の加熱領域７０２の全体が均等な温度分布を形成するように加熱し、小サイズの通紙状態では、それに第１の加熱領域７０１の加熱を抑制する加熱抑制手段７２が加わり、通紙領域である第２の加熱領域７０２を、加熱抑制した第１の加熱領域７０１より高温に加熱することで、結果として通紙状態で均一な温度分布を形成するように加熱、及び加熱抑制する。
【００６７】
加熱と加熱抑制のＯＮ／ＯＦＦによる温度制御は、第１の赤外線センサ８１と第２の赤外線センサ８２により第１の加熱領域７０１と第２の加熱領域７０２の温度を検知し、第１の加熱手段７１による加熱と加熱抑制手段７２による加熱抑制とをそれぞれ独立に制御する。
【００６８】
この場合にも、複数の領域に対応した複数の温度検出手段と加熱手段と加熱抑制手段とを利用して、通紙幅の異なる転写媒体Ｐを定着する場合にも、それぞれのサイズに適した温度分布となるような定着ローラ７０の温度制御を行うことができる。
【００６９】
（赤外線センサの結露判定と制限動作モード設定）
本実施形態においては、定着ローラの温度検出に赤外線センサを用いている。具体的には、サーモパイルセンサ等が挙げられる。
【００７０】
これは既に述べたように非接触で温度検出が可能であり、定着ローラを損傷させないこと、また赤外線を集光して感知する方式なので、他の非接触センサと比べて温度検出の対象物から離れた位置に設置できること、また温度変化に対する応答が早いことなどの理由による。
【００７１】
しかしながら、赤外線センサを用いる定着装置、あるいは画像形成装置は、様々な使用環境で用いられ、またその動作自体によって、温度湿度の環境は大きく変化する。特にウォーミングアップ動作などの場合は、立ち上がりに従って温湿度環境が大きく変化し、赤外線を集光するレンズに結露が発生することがある。
【００７２】
結露が発生すると、赤外線の集光量が低下し、検出温度が低めに出てしまうことがある。検出温度が大きくずれてくると、ウォーミングアップ動作の終了が判定できないし、適切な定着温度の制御もできなくなる。
【００７３】
本実施形態では、通紙サイズ対応で赤外線センサを複数用いていることを利用し、それらの検出温度の差とそれぞれの赤外線センサ自体の温度（補償温度とも称する）とから、ウォーミングアップ動作時に結露の有無を判定し、結露がある場合は画像形成に対する制限動作モードを設定する。
【００７４】
赤外線センサの補償温度とは、赤外線センサ自体の温度であり赤外線センサの使用環境により変化する。集光した赤外線による検出温度は、この補償温度を基準として算出される。
【００７５】
従って（１）各赤外線センサの補償温度自体が所定の温度（例えば外気温）以上に達していれば、結露は発生していないと推定できる。
【００７６】
または、（２）複数の赤外線センサの検出温度の差が所定の温度差（例えばセンサの位置やセンサ自体の変動に起因する検出温度差）以下であれば、結露は発生していないと推定できる。
【００７７】
上記（１）、（２）により判定し、結露発生の可能性がある場合は制限動作モードを設定する。結露は温度上昇により自然消滅するので、上記（１）、（２）より結露がなくなったと判定できれば制限動作モードを解除する。
【００７８】
制限動作モードは、ウォーミングアップ動作終了後の画像形成時に、最大サイズの用紙以外の通紙をする場合に制約を掛けるものである。例えば、そのような通紙は行わないことが望ましいが、通紙するのであれば、通紙の給紙タイミング間隔を長くする、もしくは通紙の速度を遅くするよう制御するなどの動作制限を行う。
【００７９】
これは複数の赤外線センサの少なくとも高い検出温度の方しか信用できないための処置である。小サイズの通紙に適した定着ローラの温度制御ができないことによる。
【００８０】
従って上記（１）、（２）により結露発生の可能性がある場合は、複数の赤外線センサの少なくとも高い方の検出温度が所定のウォーミングアップ完了温度以上に達したかどうかで、ウォーミングアップ動作の終了を判定する。
【００８１】
ウォーミングアップ動作終了時に、まだ制限動作モードが解除されていない、すなわち結露消滅していない可能性がある場合は、上記（１）に従って判定を続け、各赤外線センサの補償温度自体が所定の温度以上に達すれば、結露は発生していないと推定し、制限動作モードを解除する。
【００８２】
以上の詳細な手順は、フローチャートを用いて後述する。次にこれらの結露判定とその判定に応じた処置の制御に関係する各機能について説明する。
【００８３】
（赤外線センサの結露判定と処置に関する制御）
図４は、赤外線センサの結露判定とその処置の制御に関わる各機能を示すブロック図である。図４を用いて、赤外線センサの結露判定とその処置の制御に関わる各機能を説明する。
【００８４】
図４において、第１の加熱領域７０１と第２の加熱領域７０２、第１の加熱手段７１と第２の加熱手段（または加熱抑制手段）７２、そして第１の赤外線センサ８１と第２の赤外線センサ８２については、既に述べたとおりである。
【００８５】
９１乃至９４の機能ブロックは、制御手段として機能する。画像形成装置内に設置されたＣＰＵ（中央処理ユニット）が各機能を有し、他の各構成要素と信号を授受して制御する。
【００８６】
９１は定着温度制御部であり、定着装置７の温度制御を行う。第１の赤外線センサ８１と第２の赤外線センサ８２から、それぞれの検出温度と補償温度とを取得し、それらに基づいて、第１の加熱手段７１と第２の加熱手段（または加熱抑制手段）７２のＯＮ／ＯＦＦを制御し、第１の加熱領域７０１と第２の加熱領域７０２の各温度を制御する。
【００８７】
９２は計測部、演算部であり、定着温度制御部９１と協働し、計測した温度信号の処理、それに基づく温度制御のために必要な演算等を行う。また定着温度制御部９１は、それらの結果に基づき、結露判定を下し、ウォーミングアップ動作終了判定を通知する、また制限動作モードの設定、あるいは解除を通知する。
【００８８】
それらの通知先は、９３の画像形成制御部である。画像形成制御部９３は画像形成全体を制御する機能を有する。定着温度制御部９１にウォーミングアップ動作の開始を指示する。また、ウォーミングアップ動作終了判定の連絡を受けて、画像形成動作を開始する。定着温度制御部９１から制限動作モード設定の連絡を受けている場合は、モード設定に従った動作を給紙搬送制御部９４に指示する。
【００８９】
給紙搬送制御部９４は給紙搬送部９７の動作を制御する。画像形成制御部９３の指示を受けて、画像形成のタイミングに合わせて給紙搬送を行う。制限動作モードの設定指示を受けている場合は、通紙サイズに応じて給紙搬送部９７に実行動作を指示する。
【００９０】
記憶部９５は制御手段９１乃至９４での処理に必要な情報を一時記憶する。
【００９１】
９６は表示部、操作入力部であり、画像形成制御部９３の制御により、画像形成装置を操作するユーザに必要な情報を表示する、あるいはユーザの操作入力を取得して、画像形成制御部９３に渡す。
【００９２】
９７は給紙搬送部であり、給紙搬送制御部９４の指示を受けて給紙搬送の動作を行う。
【００９３】
９８は画像形成に関わる各駆動構成要素部分であり、帯電部、露光部、現像部、転写部、などである。これらの機能は既に説明したとおりである。
【００９４】
（赤外線センサの結露判定と処置のフロー１）
図５は、赤外線センサの結露判定とその処置の制御の手順例１を示すフローチャートである。図５を用いて、赤外線センサの結露判定とその処置の制御の手順例１を説明する。
【００９５】
ステップＳ１１で、画像形成制御部９３が、定着温度制御部９１に定着装置７のウォーミングアップ動作開始を指示する。定着温度制御部９１は第１の加熱手段７１をＯＮし、加熱を開始する。ウォーミングアップ動作は定着ローラ７０全体を均等に加熱する。
【００９６】
ステップＳ１２で、定着温度制御部９１は、第１の赤外線センサ８１と第２の赤外線センサ８２から、それぞれ検出温度と補償温度とを取得する。第１の赤外線センサ８１の補償温度をＴｒ１、検出温度をＴｏ１、第２の赤外線センサ８２の補償温度をＴｒ２、検出温度をＴｏ２とする。
【００９７】
ステップＳ１４では、定着温度制御部９１は、第１の赤外線センサ８１と第２の赤外線センサ８２の検出温度差ｄＴを次のように算出する。
ｄＴ＝｜Ｔｏ１−Ｔｏ２｜。
【００９８】
ステップＳ１５で、定着温度制御部９１は、（１）各赤外線センサの何れかの補償温度（Ｔｒ１またはＴｒ２）が所定の温度に達していないかどうかを判定する。補償温度を比較する所定の温度は、諸条件を考慮して適切に設定しておく。例えば外気温以上であれば結露は解消されるものと推論して、３０℃程度に設定すればよい。
【００９９】
ステップＳ１５の判定がＹＥＳであれば、結露発生の可能性があると推定し、ステップＳ１６の判定を実行する。ＮＯであれば、結露は発生していないと判定し、ステップＳ１７ｂへ進む。
【０１００】
ステップＳ１６では、定着温度制御部９１は、赤外線センサの検出温度差ｄＴが所定の温度差を超えているかどうかを判定する。所定の温度差は、諸条件を考慮して適切に設定しておく。例えばセンサ位置やセンサ自体のバラツキにマージンを考慮して、結露がなければ２５ｄｅｇ程度以上の差が生ずることはないと想定してもよい。
【０１０１】
ステップＳ１６の判定がＹＥＳであれば、結露発生の可能性があると判定し、ステップＳ１７ａを実行する。ＮＯであれば、結露は発生していないと判定し、ステップＳ１７ｂへ進む。
【０１０２】
ステップＳ１７ａでは、定着温度制御部９１は、制限動作モード設定を画像形成制御部９３に通知する。画像形成制御部９３は給紙搬送制御部９４に、通紙サイズに応じて制限動作モードに従った動作実行を指示する。
【０１０３】
ステップＳ１８ａでは、定着温度制御部９１は、ウォーミングアップ動作終了判定のための推定検出温度Ｔｏ０を、各赤外線センサの検出温度Ｔｏ１とＴｏ２の高い方の温度として算出する。低い方の温度は結露の影響を受けていると推定される。
【０１０４】
ステップＳ１７ｂでは、定着温度制御部９１は、制限動作モード設定されている場合は、制限動作モードの解除を画像形成制御部９３に通知する。画像形成制御部９３は給紙搬送制御部９４に、制限動作モード解除での動作実行を指示する。
【０１０５】
ステップＳ１８ｂでは、定着温度制御部９１は、ウォーミングアップ動作終了判定のための推定検出温度Ｔｏ０を、第１の赤外線センサによる第２の加熱領域の検出温度Ｔｏ１として算出する。通紙幅中央部の温度を基準とした。
【０１０６】
ステップＳ１９では、定着温度制御部９１は、ウォーミングアップ動作終了判定のための推定検出温度Ｔｏ０が、所定のウォーミングアップ完了温度に達しているかどうかを判定する。所定のウォーミングアップ完了温度は、諸条件を考慮して適切に設定しておく。例えば定着温度に達すればよいとして、一般的な定着ローラの定着温度、例えば１７０℃程度に設定すればよい。
【０１０７】
ステップＳ１９の判定がＹＥＳの場合は、定着温度制御部９１は、ウォーミングアップ動作を終了判定し、画像形成制御部９３に通知する。画像形成制御部９３は必要であれば画像形成を開始する。ＮＯの場合は、定着温度制御部９１は、ウォーミングアップ動作が終了していないと判定し、ステップＳ１２へ戻り、上述のステップＳ１９までの各ステップを、ウォーミングアップ動作を終了判定するまで繰り返す。
【０１０８】
ステップＳ２１からは、ウォーミングアップ動作が終了し、画像形成可能な状態となっている。まず、定着温度制御部９１は、制限動作モードが設定された状態であるかどうかを判定する。ＹＥＳであれば、まだ結露が消滅していないと判断されている状態であり、ステップＳ２３以下を実行する。ＮＯであれば、結露の判定とその処置に関わるこのフローは終了であり、通常に画像形成動作が行われる。
【０１０９】
ステップＳ２３では、定着温度制御部９１は、第１の赤外線センサ８１と第２の赤外線センサ８２から、それぞれ補償温度を取得する。第１の赤外線センサ８１の補償温度をＴｒ１、第２の赤外線センサ８２の補償温度をＴｒ２とする。
【０１１０】
ステップＳ２６では、定着温度制御部９１は、各赤外線センサの何れの補償温度（Ｔｒ１及びＴｒ２）も所定の温度に達しているかどうかを判定する。この所定の温度は、ステップＳ１５の所定の温度と同じである。
【０１１１】
ステップＳ２６の判定がＹＥＳであれば、結露は消滅したと判定し、ステップＳ２９を実行する。ＮＯであれば、結露は消滅していないと判定し、ステップＳ２３へ戻り、上記ステップを結露が解消したと判定されるまで繰り返す。
【０１１２】
ステップＳ２９では、定着温度制御部９１は、制限動作モードの解除を画像形成制御部９３に通知する。画像形成制御部９３は給紙搬送制御部９４に、制限動作モード解除での動作実行を指示する。
【０１１３】
以上で、結露の判定とその処置に関わるこのフローは終了である。
【０１１４】
（赤外線センサの結露判定と処置のフロー２）
図６（ａ）及び図６（ｂ）は、赤外線センサの結露判定とその処置の制御の手順例２を示すフローチャートである。図５の手順例１と異なるのは、センサ異常を判定する処理手順が加わっていることである。センサ異常が起こっている可能性を考慮して処理の手順が一部変更されている。
【０１１５】
センサの異常は、第１の赤外線センサ８１と第２の赤外線センサ８２から得た検出温度と補償温度以外に、ウォーミングアップ動作の経過時間に基づいて判定している。すなわち、ウォーミングアップ動作経過時間が所定のウォーミングアップ時間を過ぎ、補償温度が十分上昇しているのに結露が解消していないと判定される場合は、実は結露ではなくてセンサ異常であると判定する。
【０１１６】
図６（ａ）及び図６（ｂ）を用いて、センサ異常を考慮した赤外線センサの結露判定とその処置の制御の手順例２を説明する。図５の手順例１と同じステップについては説明を省略する。
【０１１７】
図６（ａ）はウォーミングアップ動作の終了までのフローを示す。
【０１１８】
ステップＳ１１での、定着装置７のウォーミングアップ動作開始、及びステップＳ１２での、第１の赤外線センサ８１と第２の赤外線センサ８２からの検出温度Ｔｏ１、Ｔｏ２と補償温度Ｔｒ１、Ｔｒ２の取得については、図５の手順例１の場合と同様である。
【０１１９】
ステップＳ１３では、定着温度制御部９１は、計測部、演算部９２にウォーミングアップ動作経過時間ｔ１の計測を指示する。計測部、演算部９２は、まだ計測を開始していない場合、計測を開始する。既に計測を開始している場合は、計測を継続する。
【０１２０】
ステップＳ１４〜Ｓ１６は、図５の手順例１の場合と同様である。第１の赤外線センサ８１と第２の赤外線センサ８２の各補償温度Ｔｒ１、Ｔｒ２と検出温度差ｄＴとに基づいて結露発生の有無を判定する。
【０１２１】
ステップＳ１７ａ〜Ｓ１８ａ及びステップＳ１７ｂ〜Ｓ１８ｂは、図５の手順例１の場合と同様である。結露発生の可能性ありとの判定の場合は、制限動作モード設定し、結露発生なしあるいは解消したとの判定の場合は、制限動作モードを解除する。
【０１２２】
ステップＳ１９も、図５の手順例１の場合と同様である。ウォーミングアップ動作の完了を判定する。完了するまで、ステップＳ１２からの手順を繰り返し、完了したと判定されれば、次のステップＳ２１へ進む。
【０１２３】
図６（ｂ）はウォーミングアップ動作を終了して、画像形成動作が可能な状態になって以降のフローを示す。
【０１２４】
ステップＳ２１は、図５の手順例１の場合と同様である。ウォーミングアップ動作が終了し、画像形成可能な状態となっているが、制限動作モードが設定された状態であるかどうかを判定する。ＹＥＳであれば、まだ結露が消滅していないと判断されている状態であり、ステップＳ２２以下を実行する。ＮＯであれば、ステップＳ２９を経て、結露の判定とその処置に関わるこのフローは終了する。
【０１２５】
ステップＳ２２及びステップＳ２４は、それぞれステップＳ１２及びステップＳ１４と同じ動作である。第１の赤外線センサ８１と第２の赤外線センサ８２から、それぞれ検出温度Ｔｏ１、Ｔｏ２と補償温度Ｔｒ１、Ｔｒ２を取得し、検出温度差ｄＴを算出する。
【０１２６】
ステップＳ２５は、ステップＳ１６と同じ動作である。赤外線センサの検出温度差ｄＴに基づき、結露発生の有無を判定し、結露発生の可能性ありとの判定の場合は、ステップＳ２６を実行する。結露発生なしあるいは解消したとの判定の場合は、ステップＳ２９へ進み、制限動作モードを解除した上で結露の判定とその処置に関わるこのフローを終了する。
【０１２７】
ステップＳ２６では、定着温度制御部９１は、各赤外線センサの何れの補償温度（Ｔｒ１及びＴｒ２）も所定の温度に達しているかどうかを判定する。この所定の温度は、ステップＳ１５の所定の温度と同じである。
【０１２８】
ステップＳ２６の判定がＹＥＳであれば、ステップＳ２７へ進み、センサ異常の可能性を判定する。ＮＯであれば、まだ温度上昇が不十分と判定し、ステップＳ２２へ戻り、上記ステップを繰り返す。
【０１２９】
ステップＳ２７では、定着温度制御部９１は、赤外線センサにセンサ異常の可能性があるかどうかを判定する。すなわち、定着温度制御部９１は計測部、演算部９２のウォーミングアップ動作経過時間ｔ１を参照し、所定のウォーミングアップ時間を過ぎているかどうかを判定する。所定のウォーミングアップ時間は、諸条件を考慮して適切に設定しておく。例えば定着温度に達し、かつ定着装置全体がほぼ均等に暖まるための所要時間として、マージンも含めて３０分程度に設定してもよい。
【０１３０】
ステップＳ２７の判定がＹＥＳの場合は、補償温度も十分上昇しているのに温度差ｄＴが大きく、結露が解消していないと判定されることから、実は結露ではなくてセンサ異常であると判定し、ステップＳ２８へ進み、画像形成制御部９３に通知する。画像形成制御部９３は、表示部、操作入力部９６に表示するなど、予め定められた適切な処理を行う。その後、結露の判定とその処置に関わるこのフローを終了する。
【０１３１】
ステップＳ２７の判定がＮＯの場合は、ステップＳ２２へ戻り、ウォーミングアップ動作経過時間ｔ１が所定のウォーミングアップ時間を過ぎるまで、上記ステップを繰り返す。
【０１３２】
以上で、赤外線センサの結露判定とその処置の制御の手順例２を示すフローは終了である。
【０１３３】
上述してきたように、本実施形態に係る画像形成装置によれば、複数の赤外線センサを用いて加熱部材の温度制御を行うに際して、使用環境が変動して結露の恐れがあるような場合、複数の赤外線センサのそれぞれ自体の温度と、それぞれの検出温度の温度差とに基づいて、結露により生ずる検出誤差の有無を判断する。これにより、検出誤差が低減するまでは、適切に動作を制限するモードに切り換えることで、適正な温度制御を行うことができる。
【０１３４】
なお上述の実施形態は、すべての点で例示であって制限的なものではない。本発明の範囲は上記した説明ではなく特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味及び範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
【図面の簡単な説明】
【０１３５】
【図１】本発明の実施形態に係る画像形成装置の主要部分の構成例を示す図である。
【図２】図１における定着装置７の構成例を示す図である。
【図３】定着装置７における定着ローラ近辺の詳細構成例を示す図である。
【図４】赤外線センサの結露判定とその処置の制御に関わる各機能を示すブロック図である。
【図５】赤外線センサの結露判定とその処置の制御の手順例１を示すフローチャートである。
【図６】赤外線センサの結露判定とその処置の制御の手順例２を示すフローチャートである。
【符号の説明】
【０１３６】
１  感光体ドラム
２  現像装置
３  帯電装置
４  転写ローラ
５  クリーニングブレード
７  定着装置
１０  露光装置
７０  定着ローラ（加圧ローラ）
７１  第１の加熱手段
７２  第２の加熱手段（または加熱抑制手段）
８１  第１の赤外線センサ
８２  第２の赤外線センサ
９１  定着温度制御部
９２  計測、演算部
９３  画像形成制御部
９４  給紙搬送制御部
９５  記憶部
９６  表示、操作入力部
９７  給紙搬送部
９８  帯電部、露光部、現像部、転写部、ｅｔｃ．
７０１  第１の加熱領域
７０２  第２の加熱領域
【図１】
2010078953.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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