(57)【要約】【課題】装置本体の内外を循環する気流が妨げられても、非接触式の温度検知部材の検知温度に基づいて、加熱部材の実温度を目標温度に一致させることができる、画像形成装置を提供する。【解決手段】本体ケーシング２内において、加熱ローラ１３の温度を検知するための非接触式温度センサ２１は、加熱ローラ１３に対して非接触状態に設けられている。また、本体ケーシング２内には、送風ファン１９が設けられている。そして、非接触式温度センサ２１により検知される温度および電流センサ２２により検知される駆動電流に基づいて、加熱ローラ１３の温度が制御部２０によって制御される。【選択図】図３
2010151953.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
装置本体と、
前記装置本体内に設けられた加熱部材と、
前記装置本体内に、前記加熱部材に対して非接触状態に設けられ、前記加熱部材の温度を検知するための温度検知部材と、
前記装置本体内に設けられた送風ファンと、
前記送風ファンの駆動電流を検知する電流検知部と、
前記温度検知部材により検知された温度および前記電流検知部により検知された駆動電流に基づいて、前記加熱部材の温度を制御する制御部とを備える、画像形成装置。
【請求項２】
前記装置本体には、内外を連通する換気口が形成されている、請求項１に記載の画像形成装置。
【請求項３】
前記制御部は、前記電流検知部により検知された駆動電流に基づいて、前記温度検知部材により検知された温度を補正し、当該補正後の温度が目標温度に一致するように前記加熱部材の温度を制御する、請求項１または２に記載の画像形成装置。
【請求項４】
前記制御部は、前記加熱部材の目標温度を前記電流検知部により検知された駆動電流に基づいて補正し、前記温度検知部材により検知される温度が当該補正後の目標温度に一致するように、前記加熱部材の温度を制御する、請求項１または２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、カラーレーザプリンタなどの画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
電子写真方式のカラープリンタなどの画像形成装置には、用紙に転写されたトナーをその用紙に定着させる定着装置が設けられている。定着装置は、加熱ローラと、加熱ローラに押圧状態で配置される加圧ローラとを備えている。トナーが転写された用紙は、加熱ローラと加圧ローラとの間を搬送される。そして、用紙が加熱ローラと加圧ローラとの間を通過する間に、加熱および加圧により、トナーが用紙に定着される。
【０００３】
定着温度の制御のために、定着装置には、加熱ローラや加圧ローラの表面温度を検出するための温度センサが備えられている。たとえば、特許文献１に記載された定着装置では、非接触式サーミスタが加圧ローラの表面に対して所定の距離を空けて配置されている。そして、非接触式サーミスタにより検出される温度が予め設定された目標定着温度（目標温度）となるように、加圧ローラに設けられたヒータの出力が制御される。
【特許文献１】特開２００７−１６３８８４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、非接触式サーミスタにより検出される温度が加圧ローラの表面の実温度からずれる場合がある。たとえば、通常、画像形成装置の側面には、画像形成装置の内外を連通する換気口が設けられ、自然換気またはファンなどによる強制換気によって、画像形成装置の内外の空気が換気口を介して循環する気流が形成される。しかし、画像形成装置の設置条件によっては、換気口が壁に塞がれて気流が弱くなる場合がある。このような場合、画像形成装置の内外の空気の循環が阻害されて、画像形成装置内の温度が上昇するので、非接触式サーミスタにより検出される温度が加圧ローラの表面の実際の温度（実温度）よりも高くなる。
【０００５】
非接触式サーミスタにより検知された加圧ローラの温度が目標温度に一致するように定着装置が制御されるため、非接触式サーミスタによる加圧ローラの検知温度と加圧ローラの実温度との間に誤差が生じていると、温度制御された後の加圧ローラの実温度と目標温度との間にも誤差が生じる。その結果、熱不足による定着不良が発生するおそれがある。
そこで、本発明の目的は、装置本体の内外を循環する気流が妨げられても、非接触式の温度検知部材の検知温度に基づいて、加熱部材の実温度を目標温度に一致させることができる、画像形成装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
前記の目的を達成するため、請求項１に記載の発明は、画像形成装置であって、装置本体と、前記装置本体内に設けられた加熱部材と、前記装置本体内に、前記加熱部材に対して非接触状態に設けられ、前記加熱部材の温度を検知するための温度検知部材と、前記装置本体内に設けられた送風ファンと、前記送風ファンの駆動電流を検知する電流検知部と、前記温度検知部材により検知された温度および前記電流検知部により検知された駆動電流に基づいて、前記加熱部材の温度を制御する制御部とを備えることを特徴としている。
【０００７】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の発明において、前記装置本体には、内外を連通する換気口が形成されていることを特徴としている。
請求項３に記載の発明は、請求項１または２に記載の発明において、前記制御部は、前記電流検知部により検知された駆動電流に基づいて、前記温度検知部材により検知された温度を補正し、当該補正後の温度が目標温度に一致するように前記加熱部材の温度を制御することを特徴としている。
【０００８】
請求項４に記載の発明は、請求項１または２に記載の発明において、前記制御部は、前記加熱部材の目標温度を前記電流検知部により検知された駆動電流に基づいて補正し、前記温度検知部材により検知される温度が当該補正後の目標温度に一致するように、前記加熱部材の温度を制御することを特徴としている。
【発明の効果】
【０００９】
請求項１に記載の発明によれば、装置本体内において、加熱部材の温度を検知するための温度検知部材は、加熱部材に対して非接触状態に設けられている。また、装置本体内には、送風ファンが設けられている。そして、温度検知部材により検知される温度および電流検知部により検知される駆動電流に基づいて、加熱部材の温度が制御部によって制御される。
【００１０】
送風ファンが駆動されることにより、装置本体の内外を循環する気流が形成される。たとえば、気流の流路が閉塞されるなどの要因によって、気流が弱くなると、装置本体の内外の空気の循環が阻害されて、装置本体内に熱（加熱部材の発する熱）がこもる。装置本体内に熱がこもると、非接触式の温度検知部材では、その検知温度と加熱部材の実際の温度（実温度）との間に誤差（検知誤差）が生じる。一方、気流が弱くなると、装置本体内の圧力が上昇するため、送風ファンを駆動するモータに負荷がかかる。そのため、送風ファンの駆動電流が上昇する。すなわち、温度検知部材の検知誤差と送風ファンの駆動電流との間には、相関関係がある。よって、送風ファンの駆動電流に基づいて、温度検知部材の検知誤差を補正することができる。その結果、装置本体の内外を循環する気流が弱くなっても、非接触式の温度検知部材の検知温度に基づいて、加熱部材の実温度を目標温度に一致させることができる。
【００１１】
請求項２に記載の発明によれば、装置本体には、内外を連通する換気口が形成されている。換気口が閉塞されると、装置本体の内外を循環する気流が弱くなる。しかしながら、気流が弱くなった状態であっても、加熱部材の実温度を目標定着温度に一致させることができる。そのため、換気口が閉塞されるように装置本体が設置された場合であっても、定着不良の発生を防止することができる。
【００１２】
請求項３に記載の発明によれば、制御部は、電流検知部により検知された駆動電流に基づいて、温度検知部材により検知された温度を補正し、その補正後の温度が目標温度に一致するように加熱部材の温度を制御する。これにより、加熱部材の実温度を目標温度に一致させることができる。
請求項４に記載の発明によれば、制御部は、加熱部材の目標温度を電流検知部により検知された駆動電流に基づいて補正する。そして、温度検知部材により検知される温度が補正された目標温度に一致するように、加熱部材の温度が制御される。これにより、加熱部材の実温度を目標温度に一致させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下では、本発明の実施形態について、添付図面を参照しながら詳細に説明する。
１．プリンタ
図１は、本発明の画像形成装置の一例としてのプリンタの一実施形態を示す側断面図である。
プリンタ１は、タンデム型のカラープリンタである。装置本体の一例としての本体ケーシング２内には、ブラック、イエロー、マゼンタおよびシアンの各色に対応して、４つのプロセスカートリッジ３が並列に配置されている。各プロセスカートリッジ３は、本体ケーシング２の上面のトップカバー４が開放された状態で、本体ケーシング２内に対して装着および離脱可能である。
【００１４】
各プロセスカートリッジ３は、感光ドラム５を備えている。また、各プロセスカートリッジ３内には、スコロトロン型帯電器６および現像ローラ７などが感光ドラム５の周面に対向配置されている。
一方、本体ケーシング２内には、各色に対応した４つのＬＥＤユニット８が各プロセスカートリッジ５に対応して設けられている。各ＬＥＤユニット８の先端部は、感光ドラム５の周面に対向配置されている。
【００１５】
感光ドラム５の回転に伴って、感光ドラム５の表面は、スコロトロン型帯電器６によって一様に帯電された後、ＬＥＤユニット８の先端部に設けられたＬＥＤ（図示せず）によって露光される。これにより、感光ドラム５の表面には、画像データに基づく静電潜像が形成される。そして、感光ドラム５の回転に伴って、静電潜像が現像ローラ７に対向すると、静電潜像にトナーが供給され、感光ドラム５の表面にトナー像が形成される。
【００１６】
本体ケーシング２の底部には、用紙Ｐを収容する給紙カセット９が配置されている。給紙カセット９に収容されている用紙Ｐは、各種ローラにより、搬送ベルト１０上に搬送される。搬送ベルト１０は、４つの感光ドラム５に下方から対向して配置されている。各感光ドラム５に対して搬送ベルト１０の上側部分を挟んで対向する各位置には、転写ローラ１１が配置されている。搬送ベルト１０上に搬送された用紙Ｐは、搬送ベルト１０の走行により、搬送ベルト１０と各感光ドラム５との間を順次に通過する。そして、感光ドラム５の表面上のトナー像は、用紙Ｐと対向したときに、転写ローラ１１に印加された転写バイアスによって、用紙Ｐに転写される。
【００１７】
なお、搬送ベルト１０による用紙Ｐの搬送方向の上流側を前側（正面側）とし、その反対側の下流側を後側（背面側）とする。また、プリンタ１を前側から見たときを左右の基準とする。
トナー像が転写された用紙Ｐは、搬送ベルトの後方に設けられた定着部１２に搬送される。定着部１２では、加熱および加圧により、トナー像が用紙Ｐに定着される。具体的には、定着部１２は、加熱部材の一例としての加熱ローラ１３と、加熱ローラ１３に下方から圧接される加圧ローラ１４とを備えている。加熱ローラ１３は、表面がフッ素樹脂によってコーティングされた金属管と、その金属管内に挿入されている加熱のためのハロゲンランプ１５（図３参照）とを備えている。加圧ローラ１４は、金属製のローラ軸をゴム材料で被覆した構成を有している。用紙Ｐが加熱ローラ１３と加圧ローラ１４との間を通過する間に、加熱および加圧されることによって、トナー像が用紙Ｐに定着する。
【００１８】
トナー像が定着した用紙Ｐは、各種ローラにより、本体ケーシング２の上面に設けられた排紙トレイ１６に排出される。
図２は、プリンタの右前側上方から見た模式的な斜視図である。
プリンタ１の本体ケーシング２の側壁には、側面視で定着部１２（図１参照）の近傍の位置に、換気口１７が形成されている。換気口１７は、本体ケーシング２を内外に連通する丸孔として形成されている。換気口１７の内側には、上下方向に延びる複数の保護部材１８が設けられている。なお、換気口１７は、本体ケーシング２のいずれか一方の側壁に設けられていてもよいし、本体ケーシング２の両側の側壁にそれぞれ設けられていてもよい。本実施形態では、換気口１７が右側の側壁に設けられている場合を例にとって説明する。
【００１９】
本体ケーシング２内には、送風ファン１９（図３参照）が設けられている。送風ファン１９が駆動されると、換気口１７を介して本体ケーシング２の内外で換気されるので、本体ケーシング２の内外を循環する気流が形成される。
２．プリンタの制御系
図３は、プリンタの制御系を示すブロック図である。
【００２０】
プリンタ１は、各部を制御するための制御部２０を備えている。制御部２０は、ハードウェア構成として、ＣＰＵ、ＲＡＭおよびＲＯＭなどを備えている。ＲＯＭには、送風ファン１９の駆動電流と補正温度との関係を記憶する補正温度テーブル２４が格納されている。
また、プリンタ１は、加熱ローラ１３の表面の温度を検知するための温度検知部材の一例としての非接触式温度センサ２１、送風ファン１９の駆動電流を検知する電流検知部の一例としての電流センサ２２および加熱ローラ１３を回転駆動するための定着モータ２３を備えている。
【００２１】
非接触式温度センサ２１は、図１に示すように、加熱ローラ１３の上方の位置に、加熱ローラ１３に対して間隔を空けて非接触な状態で配置されている。非接触式温度センサ２１は、加熱ローラ１３からの放熱量に応じて抵抗値が変化する抵抗素子を有しており、その抵抗素子には、図示しない電源より一定の電圧が印加されている。そのため、加熱ローラ１３からの放熱量が変化すると、抵抗素子を流れる電流量が変化する。非接触式温度センサ２１は、たとえば、抵抗素子を流れる電流を検知信号として出力する。
【００２２】
電流センサ２２は、たとえば、送風ファン１９を駆動させるためのモータ（図示せず）の駆動電流を計測する電流計である。
制御部２０には、ハロゲンランプ１５、送風ファン１９および定着モータ２３が制御対象として接続されている。
また、制御部２０は、ＣＰＵによるプログラム処理によってソフトウェア的に実現される構成として、温度補正部２５を実質的に備えている。温度補正部２５は、電流センサ２２により送風ファン１９の駆動電流が検知されると、補正温度テーブル２４を参照して非接触式温度センサ２１の検知温度を補正する。
３．温度補正テーブル
図４および図５は、プリンタの設置状態を示す模式的な斜視図である。図４は、プリンタの側面が壁面から離間するように配置されている状態を示す。図５は、プリンタの側面が壁面に接触するように配置されている状態を示す。また、図６は、補正温度テーブルの一例を示す図である。
【００２３】
補正温度テーブル２４は、送風ファン１９の駆動電流と補正温度との関係を記憶している。
この実施形態では、送風ファン１９の駆動電流が０．１０Ａ以下の場合、０．１１〜０．１２Ａの範囲にある場合、および０．１３Ａ以上の場合にそれぞれ対応する補正温度（℃）が設定されている。
【００２４】
図４に示すように、プリンタ１の右側面（本体ケーシング２における換気口１７が形成された側壁）が壁面３０から離間した状態で設置されている場合には、前述したように、送風ファン１９が駆動されると、換気口１７を介して本体ケーシング２の内外で換気されるので、本体ケーシング２の内外を循環する気流が形成される。このとき、送風ファン１９は、ほぼ定格電流（本実施形態では、０．１０Ａ以下）で運転される。また、本体ケーシング２の内外を循環する気流が阻害されないので、本体ケーシング２内に熱がこもらない。したがって、非接触式温度センサ２１により検知される加熱ローラ１３の温度（以下、単に「検知温度」とする。）は、加熱ローラ１３の実温度とほぼ一致する。そのため、図６に示すように、送風ファン１９の駆動電流が０．１０Ａ以下の場合の補正温度は、０℃に設定されている。
【００２５】
換気口１７に埃などが蓄積されるか、または、プリンタ１の右側面が壁面３０の近傍に配置されるなどして、本体ケーシング２の内外を循環する気流が阻害されると、送風ファン１９の駆動電流が上昇する（たとえば、０．１１〜０．１２Ａ）。また、本体ケーシング２の内外で換気が良好に行われないので、本体ケーシング２内に熱がややこもり、定着部１２の雰囲気温度が上昇する。したがって、非接触式温度センサ２１による検知温度は、加熱ローラ１３の実温度よりも高くなる。そのため、図６に示すように、送風ファン１９の駆動電流が０．１１〜０．１２Ａの場合の補正温度は、４℃に設定されている。
【００２６】
図５に示すように、プリンタ１の右側面が壁面３０に密着するように配置されると、本体ケーシング２の内外を循環する気流が遮断されるので、本体ケーシング２内の圧力が上昇し、送風ファン１９の駆動電流がさらに上昇する（たとえば、０．１３Ａ以上）。また、本体ケーシング２の内外で換気が良好に行われないので、定着部１２の雰囲気温度が大きく上昇する。したがって、非接触式温度センサ２１による検知温度は、加熱ローラ１３の実温度よりも高くなる。そのため、図６に示すように、送風ファン１９の駆動電流が０．１３Ａ以上の場合の補正温度は、８℃に設定されている。
４．温度制御
図７は、温度制御のフローチャートである。
【００２７】
プリンタ１の電源が投入され、画像形成動作が開始されると、まず、非接触式温度センサ２１により、加熱ローラ１３の表面の温度が検知される（Ｓ１）。
また、電流センサ２２により、送風ファン１９の駆動電流が検知される（Ｓ２）。
次に、温度補正部２５により、補正温度テーブル２４が参照され、送風ファン１９の駆動電流に応じた補正温度が取得される（Ｓ３）。
【００２８】
その後、加熱ローラ１３の検知温度が補正される（Ｓ４）。すなわち、加熱ローラ１３の検知温度から補正温度を引いた値が補正後の検知温度とされる。なお、非接触式温度センサ２１による加熱ローラ１３の温度検知および検知温度の補正は、常時行われており、補正後の検知温度は、リアルタイムで更新される。
そして、制御部２０により、ハロゲンヒータ１５がフィードバック制御される（Ｓ５）。すなわち、加熱ローラ１３の補正後の検知温度が目標温度（たとえば、２００℃）に一致するように、ハロゲンヒータ１５が制御される。これにより、加熱ローラ１３の実温度を目標温度に一致させることができる。
５．効果
以上のように、本体ケーシング２内において、加熱ローラ１３の温度を検知するための非接触式温度センサ２１は、加熱ローラ１３に対して非接触状態に設けられている。また、本体ケーシング２内には、送風ファン１９が設けられている。そして、非接触式温度センサ２１により検知される温度および電流センサ２２により検知される駆動電流に基づいて、加熱ローラ１３の温度が制御部２０によって制御される。
【００２９】
非接触式温度センサ２１による加熱ローラ１３の検知誤差と、送風ファン１９の駆動電流との間には、相関関係がある。よって、制御部２０は、電流センサ２２により検知された駆動電流に基づいて、非接触式温度センサ２１により検知された温度を補正し、その補正後の温度が目標温度に一致するように加熱ローラ１３の温度を制御する。これにより、本体ケーシング２の内外を循環する気流が弱くなっても、非接触式温度センサ２１の検知温度に基づいて、加熱ローラ１３の実温度を目標温度に一致させることができる。
【００３０】
また、本体ケーシング２には、内外を連通する換気口１７が形成されている。換気口１７が閉塞されると、本体ケーシング２の内外を循環する気流が弱くなる。しかしながら、気流が弱くなった状態であっても、加熱ローラ１３の実温度を目標定着温度に制御することができる。そのため、換気口１７が閉塞されるように本体ケーシング２が設置されても、定着不良の発生を防止することができる。
６．第２の実施形態
第２の実施形態では、温度補正部２５は、電流センサ２２により送風ファン１９の駆動電流が検知されると、補正温度テーブル２４を参照して目標温度を補正する。
（１）補正温度テーブル
図８は、本発明の第２の実施形態に係る補正温度テーブルの一例を示す図である。
【００３１】
補正温度テーブル２４は、送風ファン１９の駆動電流と補正温度との関係を記憶している。
第２の実施形態では、送風ファン１９の駆動電流が０．１０Ａ以下の場合、０．１１〜０．１２Ａの範囲にある場合、および０．１３Ａ以上の場合にそれぞれ対応する補正温度（℃）が設定されている。
【００３２】
図４に示すように、プリンタ１の右側面（本体ケーシング２における換気口１７が形成された側壁）が壁面３０から離間した状態で設置されている場合には、前述したように、送風ファン１９が駆動されると、換気口１７を介して本体ケーシング２の内外で換気されるので、本体ケーシング２の内外を循環する気流が形成される。このとき、送風ファン１９は、ほぼ定格電流（本実施形態では、０．１０Ａ以下）で運転される。また、本体ケーシング２の内外を循環する気流が阻害されないので、本体ケーシング２内に熱がこもらない。したがって、加熱ローラ１３の検知温度は、加熱ローラ１３の実温度とほぼ一致する。そのため、図６に示すように、送風ファン１９の駆動電流が０．１０Ａ以下の場合の補正温度は、０℃に設定されている。
【００３３】
換気口１７に埃などが蓄積されるか、または、プリンタ１の右側面が壁面３０の近傍に配置されるなどして、本体ケーシング２の内外を循環する気流が阻害されると、送風ファン１９の駆動電流が上昇する（たとえば、０．１１〜０．１２Ａ）。また、本体ケーシング２の内外で換気が良好に行われないので、本体ケーシング２内に熱がややこもり、定着部１２の雰囲気温度が上昇する。したがって、非接触式温度センサ２１による検知温度は、加熱ローラ１３の実温度よりも高くなる。そのため、図６に示すように、送風ファン１９の駆動電流が０．１１〜０．１２Ａの場合の補正温度は、５℃に設定されている。
【００３４】
図５に示すように、プリンタ１の右側面が壁面３０に密着するように配置されると、本体ケーシング２の内外を循環する気流が遮断されるので、本体ケーシング２内の圧力が上昇し、送風ファン１９の駆動電流がさらに上昇する（たとえば、０．１３Ａ以上）。また、本体ケーシング２の内外で換気が良好に行われないので、定着部１２の雰囲気温度が大きく上昇する。したがって、非接触式温度センサ２１による検知温度は、加熱ローラ１３の実温度よりも高くなる。そのため、図６に示すように、送風ファン１９の駆動電流が０．１３Ａ以上の場合の補正温度は、１０℃に設定されている。
（２）温度制御
図９は、本発明の第２の実施形態に係る温度制御のフローチャートである。
【００３５】
プリンタ１の電源が投入され、画像形成動作が開始されると、まず、非接触式温度センサ２１により、加熱ローラ１３の表面の温度が検知される（Ｓ１１）。
また、電流センサ２２により、送風ファン１９の駆動電流が検知される（Ｓ１２）。
次に、温度補正部２５により、補正温度テーブル２４が参照され、送風ファン１９の駆動電流に応じた補正温度が取得される（Ｓ１３）。
【００３６】
その後、目標温度が補正される（Ｓ１４）。すなわち、補正前の目標温度（たとえば、２００℃）に補正温度を足した値が補正後の目標温度とされる。
そして、制御部２０により、ハロゲンヒータ１５がフィードバック制御される（Ｓ１５）。すなわち、加熱ローラ１３の検知温度が補正後の目標温度に一致するように、ハロゲンヒータ１５が制御される。これにより、加熱ローラ１３の実温度を目標温度（補正前の目標温度）に一致させることができる。
（３）効果
このような構成によっても、本発明の第１の実施形態と同様の効果を奏することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３７】
【図１】図１は、本発明の画像形成装置の一例としてのプリンタの一実施形態を示す側断面図である。
【図２】図２は、プリンタの右前側上方から見た模式的な斜視図である。
【図３】図３は、プリンタの制御系を示すブロック図である。
【図４】図４は、プリンタの右前側上方から見た模式的な斜視図であり、プリンタの側面が壁面から離間するように配置されている状態を示す。
【図５】図５は、プリンタの右前側上方から見た模式的な斜視図であり、プリンタの側面が壁面に密着するように配置されている状態を示す。
【図６】図６は、補正温度テーブルの一例を示す図である。
【図７】図７は、温度制御のフローチャートである。
【図８】図８は、本発明の第２の実施形態に係る補正温度テーブルの一例を示す図である。
【図９】図９は、本発明の第２の実施形態に係る温度制御のフローチャートである。
【符号の説明】
【００３８】
１      プリンタ
２      本体ケーシング
１３    加熱ローラ
１７    換気口
１９    送風ファン
２０    制御部
２１    非接触式温度センサ
２２    電流センサ
【図１】
2010151953.tif 000003
【図２】
2010151953.tif 000004
【図３】
2010151953.tif 000005
【図４】
2010151953.tif 000006
【図５】
2010151953.tif 000007
【図６】
2010151953.tif 000008
【図７】
2010151953.tif 000009
【図８】
2010151953.tif 000010
【図９】
2010151953.tif 000011