(57)【要約】【課題】  メディア検知センサにより、メディアに応じた画像形成条件を自動的に選択し制御を行うプリンタ、複写機、あるいはインクジェットプリンタ等の画像形成装置において、メディア検知センサが断線やショートにより故障しても、画像不良等の発生しない画像形成装置を提供する。【解決手段】  メディア検知センサにより検知したメディアの特性値Ｓが、予め定めた検知上限値Ｓｍａｘ、下限値Ｓｍｉｎに対して、Ｓ＞Ｓｍａｘ、或いはＳ＜Ｓｍｉｎの関係にある場合、メディア検知センサが故障であると判断し、予め定めた故障時の制御モードにて画像形成を行う。あるいは、ユーザーに故障を通知した上で、制御モードを選択した後に画像形成を行う。【選択図】        図１
2005202177.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
記録材（メディア）の特性を識別することが可能なメディア検知手段を有する画像形成装置において、該メディア検知手段の検知結果より識別した記録材の特性に応じて、画像形成条件の少なくとも一つの制御値αを変化させた複数のモード（モード１、モード２・・・）から、最適なモードを自動的に選択し画像形成を行う制御において、
該メディア検知手段により検知したメディアの特性値Ｓが、予め定められた上限値Ｓｍａｘおよび下限値Ｓｍｉｎに対して、Ｓ＞ＳｍａｘあるいはＳ＜Ｓｍｉｎの関係にある場合、
画像形成装置は該メディア検知手段が故障であると判断し、予め定められた故障時の制御モードにて画像形成を行なうことを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
前記画像形成装置は、記録材（メディア）上に保持された未定着トナー画像を、加熱部材と加圧部材との圧接部である加熱ニップ部を通過させることにより定着処理する加熱定着装置を有し、
前記の制御値αは該加熱部材の温調温度又は画像形成装置のスループットの少なくとも一方であることを特徴とする請求項１記載の画像形成装置。
【請求項３】
前記メディア検知手段は、該加熱定着装置において未定着トナー画像の加熱定着を行った後の、記録材（メディア）の排紙温度を検知する為の検知手段であり、検知するメディアの特性値Ｓは紙の排紙温度であることを特徴とする請求項２記載の画像形成装置。
【請求項４】
前記メディア検知手段が故障であると判断された場合は、あらゆるユーザーが最も頻繁に使用する普通紙の画像形成モードに自動的に変更することを特徴とする請求項１ないし３のいずれか一つに記載の画像形成装置。
【請求項５】
記録材（メディア）の特性を識別することが可能なメディア検知手段を有する画像形成装置において、該メディア検知手段の検知結果より識別した記録材の特性に応じて、画像形成条件の少なくとも一つの制御値αを変化させた複数のモード（モード１、モード２・・・）から、最適なモードを自動的に選択し画像形成を行う制御において、
該メディア検知手段により検知したメディアの特性値Ｓが、予め定められた上限値Ｓｍａｘおよび下限値Ｓｍｉｎに対して、Ｓ＞ＳｍａｘあるいはＳ＜Ｓｍｉｎの関係にある場合、
画像形成装置は該メディア検知手段が故障であると判断し、画像形成装置の動作を一旦停止した上で、ユーザーに対して表示可能な表示装置に故障を通知し、前記した複数の制御モードから、ユーザーが最適なモードを選択した後に、画像形成を再開させることを特徴とする画像形成装置。
【請求項６】
前記画像形成装置は、記録材（メディア）上に保持された未定着トナー画像を、加熱部材と加圧部材との圧接部である加熱ニップ部を通過させることにより定着処理する加熱定着装置を有し、
前記の制御値αは該加熱部材の温調温度又は画像形成装置のスループットの少なくとも一方であることを特徴とする請求項５記載の画像形成装置。
【請求項７】
前記メディア検知手段は、該加熱定着装置において未定着トナー画像の加熱定着を行った後の、記録材（メディア）の排紙温度を検知する為の検知手段であり、検知するメディアの特性値Ｓは紙の排紙温度であることを特徴とする請求項５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、記録材（メディア）の表面性あるいは厚み、光沢、光透過性、温度特性などの性質を識別することが可能な識別装置（メディア検知センサ）を備えた電子写真方式の複写機、レーザービームプリンタ、あるいはインクジェットプリンタ、サーマルヘッドプリンタ、ドットインパクトプリンタ、ファクシミリやこれらの複合機等の画像形成装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
電子写真方式やインクジェット方式のプリンタや複写機、ファクシミリ等に代表される画像形成装置が世界中に普及するのに伴い、使用される記録材の種類は近年ますます多様化が進んでいる。普通紙や再生紙のみならず、特殊な表面処理を施した高級紙、ＯＨＰ用の樹脂製シートなど様々な種類が存在する。
【０００３】
画像形成装置としては、このような種々の記録材に対しても良好な画像を形成することができるように制御する必要がある。その手段として性質の異なる記録材に対して最適な画像形成条件を与えるモードを複数設定し、使用する紙種に応じてユーザーにモードを切り替えてもらう等の方策が採られている。あるいは、ユーザーにその都度モード選択を強いることはユーザーの負担増加にもなる為、ある程度記録材の性質が変わっても画像不良とならないように制御パラメータを設定する場合もある。
【０００４】
例えば、未定着トナー画像を担持した記録材を加熱定着し、永久画像として固着させる電子写真方式の定着プロセスでは、記録材表面の粗さは定着温度の条件設定に大きく影響を及ぼす。記録材の表面が平滑な場合（以下、平滑紙と称する）と粗い場合（以下、ラフ紙と称する）では、定着部において加熱源から紙表面への加熱効率が異なり、ラフ紙は表面の凹凸が接触熱抵抗となるので紙表面に熱が伝わりにくい。その為、平滑紙に対して適正な定着温度でラフ紙を定着させれば定着不良を招くことになる。
【０００５】
このような問題を回避する為に、現状の装置ではラフ紙を定着することのできる温度を標準の定着温度と設定している。しかしながら、近年における画像形成装置の高速化により、ラフ紙に対応させて定着温度を高温に設定すると、平滑紙には過剰な加熱を行ってしまい高温オフセットによる画像不良が生じる問題も発生している。
【０００６】
上記の問題を鑑みて、ユーザーによる定着モードの選択を行わずに、各紙種に対して自動的に最適な定着モードを選択し制御するいくつかの方法が提案されている。
【０００７】
一つの例としては、温度センサにより加熱定着を行った後の記録材の表面や裏面の温度を検知することによって記録材の性質を判別し、後続の記録材に対する定着温度を最適な温度に変更したり、或いは記録材の搬送スピードを変更する等の制御を行うことで、最適な定着モードへの切り替えを自動的に行うといった方法である。
【０００８】
つまり、記録材がラフ紙である場合は加熱部材からの熱が伝わりにくく、また厚紙である場合は紙の熱容量が大きいので、排紙時の表面温度が低く検知される。一方、記録材が平滑紙である場合は、より熱を吸収しやすいので排紙時の表面温度は高く検知される。これらの特性を利用し、排紙温度がある一定の閾値を超えた場合は平滑紙と判断し、自動的に定着温度を下げる等の制御を行えば、ホットオフセットを防止したり、カールや排紙積載性を良好に保つことができる。一方で排紙温度がある閾値を下回れば、ラフ紙や厚紙と判断し、定着温度を上げる等の制御により、定着不良を防ぐことができる。
【０００９】
また別の例としては、紙の表面性を自動識別する圧電センサを搭載した画像形成装置の例が、特許文献１、特許文献２等に提案されている。具体的には、紙の表面性をセンサに伝わる振動として検知し、その検知信号がある閾値を超えればラフ紙と判断し、定着温度を高温に自動制御する。検知信号が閾値より低ければ平滑紙と判断し定着温度を下げる制御を行っている。
【００１０】
これらのメディアセンサを利用した定着温度の自動制御は、特に温度制御の切り替えをクイックに行うことが可能なフィルム加熱方式の加熱定着器に適しており、平滑紙からラフ紙へとメディアが切り替わっても、ウエイトタイム無しに目標の定着温度に瞬時に到達させることができる。フィルム加熱方式の一例は特許文献３ないし６等に提案され実用化されている。
【００１１】
このように、紙（メディア）の表面性などメディアの性質を自動識別し画像形成条件の制御にフィードバックさせる方式は、電子写真方式の定着制御のみならず、たとえばインクジェット方式であれば、メディアの表面性に応じて適正な吐出インク量を制御可能であり、また熱転写方式であれば適正な投入電力量を紙種によって制御する等、その適応範囲は広い。
【特許文献１】特開２０００−３１４６１８公報
【特許文献２】特開２０００−３５６５０７公報
【特許文献３】特開昭６３−３１３１８２号公報
【特許文献４】特開平２−１５７８７８号公報
【特許文献５】特開平４−４４０７５号公報
【特許文献６】特開平４−２０４９８０公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
しかしながら、上述したような記録材（メディア）の表面性や厚み等の物理的特性や、あるいはメディアを加熱した際の温度特性などを、識別センサ（メディアセンサ）によって識別し、識別結果に基づいてメディアに応じた最適な制御を自動的に行う画像形成装置では、センサの汚れや劣化、故障によって検知が行えないか、あるいは検知結果が真の値と大きくずれる可能性がある。
【００１３】
例えば、前述したように定着後のメディアの裏面温度を検知し、その検知結果に応じて後続のメディアに最適な定着温度を自動的に決定するような制御では、温度検知センサに汚れが付着して、応答性が悪くなった場合、真の温度を検知できなくなる。また単にセンサが断線等により回路オープンになり故障すれば、真の温度を測定できないばかりか、回路上異常に高温や低温として誤検知することになる。そして画像形成装置が誤動作を起こしたり、その時使用しているメディアに対してまったく異なる条件で加熱定着するといった不具合が生じる。
【００１４】
一方で、画像形成装置の各構成のうちメディアセンサ以外の構成は正常に機能するため、メディアセンサに頼らない制御を行うことができれば依然画像形成は行うことが可能である。
【００１５】
このような紙の排紙温度を検知するセンサのみならず、紙表面の凹凸や紙厚、光沢など紙の特性を検知し、画像形成条件の制御に自動的にフィードバックを行うメディアセンサ自身や、それらの制御方法、あるいはセンサの製造方法に関する種々の発明は成されているものの、センサが故障したり劣化や汚れ付着によって誤検知した場合の制御方法については未だ発明例が無い。
【００１６】
本発明は、このような問題点に鑑みて為されたものであり、その目的とする処は、メディアセンサ（紙種検知センサ）の検知結果より、画像形成条件を自動的に選択する画像形成装置において、メディアセンサが故障などによって、検知不能の状態になったり、劣化や汚れによる誤検知が生じても画像不良等の発生しない制御方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１７】
本発明は、下記の技術的構成により前記目的を達成できたものである。
【００１８】
（１）記録材（メディア）の特性を識別することが可能なメディア検知手段を有する画像形成装置において、該メディア検知手段の検知結果より識別した記録材の特性に応じて、画像形成条件の少なくとも一つの制御値αを変化させた複数のモード（モード１、モード２・・・）から、最適なモードを自動的に選択し画像形成を行う制御において、該メディア検知手段により検知したメディアの特性値Ｓが、予め定められた上限値Ｓｍａｘおよび下限値Ｓｍｉｎに対して、Ｓ＞ＳｍａｘあるいはＳ＜Ｓｍｉｎの関係にある場合、画像形成装置は該メディア検知手段が故障であると判断し、予め定められた故障時の制御モードにて画像形成を行なうことを特徴とする画像形成装置。
【００１９】
（２）前記画像形成装置は、記録材（メディア）上に保持された未定着トナー画像を、加熱部材と加圧部材との圧接部である加熱ニップ部を通過させることにより定着処理する加熱定着装置を有し、前記の制御値αは該加熱部材の温調温度又は画像形成装置のスループットの少なくとも一方であることを特徴とする前記（１）記載の画像形成装置。
【００２０】
（３）前記メディア検知手段は、該加熱定着装置において未定着トナー画像の加熱定着を行った後の、記録材（メディア）の排紙温度を検知する為の検知手段であり、検知するメディアの特性値Ｓは紙の排紙温度であることを特徴とする前記（２）記載の画像形成装置。
【００２１】
（４）前記メディア検知手段が故障であると判断された場合は、あらゆるユーザーが最も頻繁に使用する普通紙の画像形成モードに自動的に変更することを特徴とする前記（１）ないし（３）のいずれか一つに記載の画像形成装置。
【００２２】
（５）記録材（メディア）の特性を識別することが可能なメディア検知手段を有する画像形成装置において、該メディア検知手段の検知結果より識別した記録材の特性に応じて、画像形成条件の少なくとも一つの制御値αを変化させた複数のモード（モード１、モード２・・・）から、最適なモードを自動的に選択し画像形成を行う制御において、該メディア検知手段により検知したメディアの特性値Ｓが、予め定められた上限値Ｓｍａｘおよび下限値Ｓｍｉｎに対して、Ｓ＞ＳｍａｘあるいはＳ＜Ｓｍｉｎの関係にある場合、画像形成装置は該メディア検知手段が故障であると判断し、画像形成装置の動作を一旦停止した上で、ユーザーに対して表示可能な表示装置に故障を通知し、前記した複数の制御モードから、ユーザーが最適なモードを選択した後に、画像形成を再開させることを特徴とする画像形成装置。
【００２３】
（６）前記画像形成装置は、記録材（メディア）上に保持された未定着トナー画像を、加熱部材と加圧部材との圧接部である加熱ニップ部を通過させることにより定着処理する加熱定着装置を有し、前記の制御値αは該加熱部材の温調温度又は画像形成装置のスループットの少なくとも一方であることを特徴とする前記（５）記載の画像形成装置
（７）前記メディア検知手段は、該加熱定着装置において未定着トナー画像の加熱定着を行った後の、記録材（メディア）の排紙温度を検知する為の検知手段であり、検知するメディアの特性値Ｓは紙の排紙温度であることを特徴とする前記（５）記載の画像形成装置。
【発明の効果】
【００２４】
本発明によれば、メディア検知手段を有する画像形成装置において、検知結果に応じて画像形成条件を自動的に選択するような場合、メディア検知手段に故障や不具合が生じても、故障検知が行えると共に、画像不良の少ない画像形成を行うことが出来る。とくに電子写真方式の画像形成装置ではメディア検知により加熱定着装置の温調温度やスループットを制御する場合などは、故障を検知した場合に、ユーザーが最も使用する頻度の高いモードに自動的に変更することで、定着不良やホットオフセットの少ない加熱定着が可能となる。
【００２５】
また、あるいは、メディア検知手段が故障した場合に、オペレーションパネルやパソコン等の外部情報機器の画面上に故障の知らせをするとともに、ユーザーの使用しているメディアに対して最適な画像形成モードを選択させることにより、画像不良の発生をさらに抑制することが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２６】
以下、図面を参照して本発明の好適な実施形態を例示的に詳しく説明する。
【００２７】
画像形成装置本体としては電子写真方式でフィルム加熱方式の定着器を採用するプリンタを用い、メディア検知センサとしては加熱定着後の記録材裏面の温度を検知する、排紙温度検知センサを用いた。ただし、以下の実施形態に記載されている構成部品の寸法、材質、形状、それらの相対配置などは、本発明が適用される装置の構成や各種条件により適宜変更されるべきものであり、特に特定的な記載がない限りは、本発明の範囲をそれらのみに限定する趣旨のものではない。
【実施例１】
【００２８】
（１）画像形成装置例
図１は本実施形態における画像形成装置の概略構成図である。
【００２９】
図１において１は感光ドラムであり、ＯＰＣ、アモルファスＳｅ、アモルファスＳｉ等の感光材料がアルミニウムやニッケルなどのシリンダ状の基盤上に形成されている。感光ドラム１は矢印の方向に回転駆動され、その表面は帯電装置としての帯電ローラ２によって一様帯電される。
【００３０】
次に、レーザースキャナ３によって画像情報に応じてＯＮ／ＯＦＦ制御されたレーザービームＬによる走査露光が施され、静電潜像が形成される。この静電潜像は、現像装置４でトナー像として現像、可視化される。現像方法としては、ジャンピング現像法、２成分現像法、ＦＥＥＤ現像法などが用いられ、イメージ露光と反転現像とを組み合わせて用いられることが多い。
【００３１】
可視化されたトナー像は、転写装置としての転写ローラ５により、所定のタイミングで搬送された記録材Ｐ上に感光ドラム１上より転写される。ここで感光ドラム１上のトナー像の画像形成位置と記録材の先端の書き出し位置が合致するようにトップセンサ８にて記録材の先端を検知し、タイミングを合わせている。所定のタイミングで搬送された記録材Ｐは感光ドラム１と転写ローラ５に一定の加圧力で挟持搬送される。このトナー像が転写された記録材Ｐは加熱定着装置６へと搬送され、永久画像として定着される。なお、加熱定着装置については後に詳述する。
【００３２】
一方、感光ドラム１上に残存する転写残りの残留トナーは、クリーニング装置７により感光ドラム１表面より除去される。また、９は定着装置６内に設けられた排紙センサであり、紙がトップセンサ８と排紙センサ９の間で紙詰まりなどを起こした際に、それを検知するためのセンサである。
【００３３】
トナー像定着後の記録材Ｐは、搬送ローラによって搬送され、排出ローラによって装置本体上面の排紙トレイに排出される。
【００３４】
（２）加熱定着装置６
図２は、加熱定着装置６の横断面を示す模式図である。この加熱定着装置６は基本的には互いに圧接してニップ部Ｎを形成する定着部材（アセンブリ）１０と加圧部材２０よりなるフィルム加熱方式の加熱定着装置である。また、定着ニップ下流側には、記録材の排紙温度を検知する為の排紙温度検知センサ１６を設けてある。詳細については以下に後述する。
【００３５】
（定着部材１０）
図２の断面図において、定着回転体としての定着部材１０は主に加熱ヒータ１１、そのヒータ１１を保持する断熱ステイホルダー１２、定着フィルム１３から構成される。
【００３６】
加熱ヒータ１１は、定着フィルム１３の内面に接触することによりニップ部Ｎの加熱を行う。アルミナや窒化アルミ等のセラミックス基板１１ａの表面に、長手方向に沿ってＡｇ／Ｐｄ（銀パラジウム）、ＲｕＯ２、Ｔａ２Ｎ等の通電発熱抵抗層１１ｂが、厚み約１０μｍ、幅約１〜５ｍｍ程度でスクリーン印刷等により塗工してある。
【００３７】
セラミックス基板１１ａの背面には通電発熱抵抗層１１ｂの発熱に応じて昇温したセラミック基板の温度を検知するためのサーミスタ等の温度検知素子１４が配設されている。この温度検知素子１４の信号に応じて、長手方向端部にある不図示の電極部から通電発熱抵抗層に印加される電圧のデューティー比や波数等を適切に制御することで、定着ニップ内での定着温度を一定に保つ。また、加熱ヒータ１１が定着フィルム１３と接する面には、フィルムが滑らかに回転可能なように薄層のガラスコートや、ポリイミド、ポリアミドイミド等の潤滑性樹脂層などの保護層１５を設けている。
【００３８】
断熱ステイホルダー１２は加熱用ヒータ１１を保持し、ニップ部Ｎ側とは反対方向への放熱を防ぐとともに、定着フィルム１３の回転を案内する。剛性、耐熱性、断熱性、耐磨耗性等に優れた、液晶ポリマー、フェノール樹脂、ＰＰＳ、ＰＥＥＫ等の樹脂材料により形成されている。
【００３９】
定着フィルム１３は、クイックスタート性とフィルムの耐久性を満足する為の強度を考慮して、総厚２０μｍ以上２００μｍ以下の厚みの耐熱性フィルムである。ポリイミド、ポリアミドイミド等の耐熱性樹脂、あるいは耐熱性、高熱伝導性を有するＳＵＳ、Ａｌ、Ｎｉ、Ｃｕ、Ｚｎ等の純金属あるいは合金を基層として形成されている。樹脂製の基層の場合は熱伝導性を向上させるために、ＢＮ、アルミナ、Ａｌ等の高熱伝導性粉末を混入してあっても良い。さらにオフセット防止や記録材の分離性を確保するために表層にはフッ素樹脂、シリコーン樹脂等の離型性の良好な耐熱樹脂を混合ないし単独で被覆して離型性層を形成してある。
【００４０】
（加圧部材２０）
加圧回転体としての加圧部材２０はＳＵＳ、ＳＵＭ、Ａｌ等の金属製芯金２１の外側にシリコンゴムやフッ素ゴム等の耐熱ゴムあるいはシリコンゴムを発泡して形成された弾性層２２からなる弾性ローラである。この上にＰＦＡ、ＰＴＦＥ、ＦＥＰ等の離型性層２３を形成してあってもよい。加圧ローラの駆動は芯金２１の端部に設けられた不図示の駆動ギアにより、図２の矢印の方向に回転する駆動力を得る。駆動力は制御手段を構成するＣＰＵからの指令に従い不図示のモータより伝達される。
【００４１】
この加圧ローラ２０の回転駆動に伴って、定着フィルム１３は加圧ローラ２０との摩擦力により従動回転する。定着フィルム１３と加熱ヒータ１１の間には、フッ素系やシリコーン系の耐熱性グリース等の潤滑剤を介在させることにより摩擦抵抗を低く抑え、滑らかに定着フィルム１３が回転可能となる。
【００４２】
（３）排紙温度検知センサ１６
排紙温度検知センサ１６は、記録材の搬送方向に対して、定着ニップ部Ｎの下流側近傍に設けられ、定着ニップを通過した記録材Ｐの表面温度を測定する。形態については特に制限は設けないが、一例として、記録材Ｐの定着フィルム１３側と接触する面（片面印字の場合は印字面）の表面温度を検出するサーミスタ１６を採用する。また記録材Ｐの定着フィルム１３側は、定着ニップ通過直後でトナーがまだ固化していない可能性があるとともに、サーミスタ自体の熱容量を無視できるため、サーミスタ１６は非接触式とする。もちろん、サーミスタの配置を換えて、記録材Ｐの裏面温度を検出しても構わない。また、他例として図３に示すように、記録材が加熱定着器を通過していることを検知する機械式の排紙センサレバー１７ａにサーミスタ１７ｂを設置することで、排紙温度検知センサ１６としての機能を持たせることも可能である。なお１８は排紙側に設けた排紙ガイド、１９は排紙センサレバー１７ａの傾きを検知するフォトインタラプタである。
【００４３】
プリント開始後は所定の温調で定着を行い、定着ニップ通過後の記録材Ｐの排紙温度Ｔｐを排紙温度サーミスタ１６にて測定する。記録材の先端から後端において、排紙温度Ｔｐの測定ポイントは特に制限しないが、排紙温度は記録材先端から後端にかけて低くなる傾向にある。本実施例では記録材Ｐの後端から３０ｍｍのポイントで測定を行っている。場合によっては記録材Ｐの全長に渡って排紙温度Ｔｐの推移を測定しても良い。
【００４４】
（４）排紙温度検知センサ１６を用いたメディアの分類
図３に説明した排紙温度検知センサ１６を用いた定着制御について説明を行う。この排紙温度検知センサを用いて、ラフ紙Ａ、厚紙Ｂ、普通紙Ｃ、平滑紙Ｄ、薄紙Ｅの排紙温度を測定した結果を以下の表１に示す。なお測定条件は、加熱定着器が常温で長時間使われずに放置された状態（以下コールド状態と呼ぶ）から、それぞれの紙種に対して同じ温調温度で加熱ヒータの制御を行い、連続１０枚のプリントを行った際の、連続する５〜１０枚目の平均値を使用した。
【００４５】
【表１】
2005202177.tif 000003
表１における紙種Ａ〜Ｅのうち、ヘビータイプに属するラフ紙Ａは紙と定着フィルム１３の密着性が悪く、また厚紙Ｂは紙の熱容量が大きいために、排紙温度は低く観測される。ヘビータイプの紙種に対しては、紙と未定着トナーの定着には加熱ヒータ１１からより多くの熱エネルギーを供給する必要がある。それに対してライトタイプに属する平滑紙Ｄや薄紙Ｅはそれぞれ定着フィルム１３との未密着性が良い、熱容量が小さい等の理由で、より少ない熱エネルギーで定着することが可能である。したがって同じ温調で制御を行うと排紙温度は高く観測される。
【００４６】
これらの性質を利用し、記録材Ｐの排紙温度が７０℃より低ければ、ヘビータイプの紙種と判別し、また８０℃より高ければライトタイプの紙種、７０℃〜８０℃であればノーマルタイプの紙種と判別することができる。ここで識別に用いた７０℃、８０℃の温度は閾値Ｔｍｉｎ、Ｔｍａｘと定めることにする。
【００４７】
上記表１の排紙温度Ｔｐは定着器の状態がコールド状態から測定した温度である。例えば、定着器が断続的に使用されて温まった状態（以下、ホット状態と呼ぶ）からプリントを行えば、排紙温度Ｔｐはより大きな値として測定される。ホット状態においても、各紙種に対する排紙温度の大小の順列は変わらないので、閾値Ｔｍｉｎ、Ｔｍａｘを高温側にシフトすれば、メディアの判別を行うことが出来る。
【００４８】
図４に示すように定着器の温まり度合いによって閾値Ｔｍｉｎ、Ｔｍａｘを制御式に従って決定すればよい。ここでは、定着器の温まり具合を決定する手段として、画像形成装置がプリント信号を受け、加熱ヒータ１１をオンする直前の排紙温度センサ１６の初期温度Ｔｐ０を代表的に用いた。他例としては、定着器の温まり具合を検知する為の温度検知手段を別に設け、その検知温度に応じて制御式を設定しても良い。Ｔｍａｘを示す式より排紙温度が高ければライトタイプの紙、Ｔｍｉｎを示す式より低ければヘビータイプの紙として分類することができる。
【００４９】
（５）メディア検知を利用した定着制御方法
上述した方法によりグループ分けされたメディアに対して、最適な定着制御を行う方法を次に述べる。
【００５０】
それぞれのグループに対する温調温度を、図５のテーブルに示す。ヘビーグループに属するメディアに対しては、ノーマルモードの温調温度に対して５℃アップしたヘビーモードで、より多くの熱エネルギーを与えることで定着不良の無い良好な画像出力を得ることができる。
【００５１】
一方で、ライトグループに属するメディアに対しては温調温度を５℃ダウンしたライトモードで、消費電力を抑えるとともに、ホットオフセットや画像貼りつき、カール等の少ない良好な画像出力が得られる。また温調温度のアップ量もしくはダウン量は５℃に限られるものではなく、使用する画像形成装置やトナーの特性に応じて最適な値を実験的に決定すればよい。或いは、閾値を上記したＴｍａｘ、Ｔｍｉｎ以外にも複数設けて分類するメディアのグループをさらに増やすことによって、定着温度アップ＆ダウン量をより細かく設定することも可能である。
【００５２】
これらの温調温度変更のタイミングは、本実施例では、連続プリントの５〜１０枚における排紙温度よりメディアを判断しているため、１１枚目からの温調温度を変更することが可能である。例えば排紙温度センサの検知能力が優れていれば、より少ない枚数で検知を行い、早いタイミングで温調温度の切り替えを行ってもよい。また少ないプリント枚数では判別できない場合は、連続する数十枚のプリントに対してサンプリングされる温度の平均値や、ある特定のタイミングでサンプリングした値を用い、その後続のプリントに対して温調温度を変更すれば良い。
【００５３】
また、メディアを収納するカセット等の開閉が行われない限り、ユーザーの用いるメディアは等しいと仮定し、電源オン後の最初のプリントジョブにおいて判別したメディアのタイプを固定し、次回からのプリントジョブに対しては、１枚目から温調温度を変更するような制御を行うことも可能である。
【００５４】
また、温調温度の変更のみならず、メディアに応じて画像形成装置のプロセススピードを制御する、或いはメディアの給紙間隔を広げる等の制御を行い、スループットを変更することで最適な画像出力を得ることも可能である。特にこれらの制御は、メディアがヘビーグループのようにラフ紙・厚紙系と判別されたが、加熱定着装置の温調温度をそれ以上アップさせることが不可能な場合に有効な手段である。
【００５５】
（６）排紙温度検知センサ１６の故障判定
排紙温度センサが断線し回路がオープンになった場合や、逆に回路がショートした場合、或いはセンサに付着する過剰な汚れ等により正常な検知が行えなくなると、メディアの判別が正確に出来ない。このようなケースでは、ユーザーが用いるメディアの種類とは異なった条件で画像形成が行われたり、画像形成装置自体が誤動作したりというような不具合が生じる。従って、排紙温度センサが所望の検知動作を出来なくなれば、故障として認識し制御方法を変更する必要がある。
【００５６】
以下にセンサの故障を判定する方法について述べる。
【００５７】
図６に本実施例で用いた排紙温度センサの回路を示す。２５は温度検知を行うサーミスタ抵抗であり温度により抵抗値が変化する。２６はＧＮＤ〜サーミスタ抵抗間の電圧Ｖｐを検出する為のプルアップ抵抗である。ＧＮＤ〜プルアップ抵抗間に一定の電圧Ｖｃｃ＝３．３Ｖを印可することで、ある温度を示すサーミスタ抵抗値に応じた電圧Ｖｐが検出される。例えば、排紙温度センサ（すなわちサーミスタ抵抗２５）が断線し回路がオープン故障になった場合、検知電圧Ｖｐ＝Ｖｃｃ＝３．３Ｖとして検出される。本実施例の場合、検知電圧と温度の関係は図７に示すような関係にあるので、限りなく低温であると判断される。つまり通常の自動制御を行えば、常に厚紙・ラフ紙系モードの制御で定着されることになる。逆にセンサがショートした場合、検知電圧が極めて小さい値として検出されるので図７に従えば２５０℃以上の高温であると判断される。この場合は、常に薄紙・平滑紙モードの制御で定着されることになる。
【００５８】
また、排紙温度センサ１６に極めて多量の汚れや大きな異物が付着した場合、あるいはメディアが紙詰まりを起こした際にセンサが衝撃で傾いた場合も、メディア表面の温度は実温度よりも低く検知される。或いは、サーミスタが衝撃により傾いた場合で、定着フィルム表面の温度を検知してしまうようなケースでは、メディア表面の実温度よりもはるかに高い温度として検知することになる。画像形成装置としては、このような排紙温度検知センサの異常を認識し、画像不良の発生しないような制御を行う必要がある。
【００５９】
上記を鑑みて、図７に示すように排紙温度センサが検知する温度範囲（すなわち検知電圧）について、上限温度Ｈｍａｘと下限温度Ｈｍｉｎを設ける。センサが温度検知を行うタイミングで、Ｈｍａｘを上回れば、回路ショート或いは高温異常検知として故障判断し、あるいはＨｍｉｎを下回った場合は、回路オープンあるいは低温異常検知として故障判断する。本実施例では具体的にＨｍａｘを１７０℃、Ｈｍｉｎを３５℃と設定し、それらに対応する検知電圧Ｖｍｉｎ＝０．２Ｖ、Ｖｍａｘ＝０．７Ｖとして、検知電圧ＶｐがＶｐ＜Ｖｍｉｎ、Ｖｐ＞Ｖｍａｘになれば故障であると判断した。
【００６０】
（７）排紙温度センサ故障時の制御方法
上述したように排紙温度センサ１６が故障と判断された場合は、以下のように制御方法を変更することにより画像不良の少ないプリント動作を行うことができる。
【００６１】
メディア検知により、ラフ紙・厚紙のようにヘビータイプのメディアに対して温調温度を５℃アップし、薄紙・平滑紙のようにライトタイプのメディアに対しては５℃ダウンするような場合は、メディアによる定着温度の変更をせず、自動的にノーマルモードでの定着動作を行うようにすればよい。あらゆるユーザーの使用を考慮すれば、ノーマルタイプのメディアが最も使用頻度も高く、また極端に高い温調温度や低い温調温度で定着することが無くなるので、画像不良の発生は最小限にとどめる事ができる。
【００６２】
また、メディアに応じて画像形成装置のスループットを変更するような制御では、例えばラフ紙・厚紙のようなヘビータイプに対してスループットを遅く制御するような場合は、自動的にノーマルモードの速度に戻して制御を行うことで、あらゆるメディアに対して画像不良の少ないプリントを行うことができる。
【００６３】
これらのノーマルモードでの制御では画像不良が生じてしまう場合、ユーザーが手動で選択可能なヘビーモードやライトモードを設定しておき、必要な場合において選択すればよい。
【００６４】
また、本実施例においては故障時に上述したような定着モードに変更したが、これらに限定されるものではなく、広義の意味では予め設定された故障時の制御モードに変更することで、画像不良の発生しないプリントが実行できれば目的は達成される。
【実施例２】
【００６５】
本実施例の画像形成装置および加熱定着装置６の構成は実施例１と同様であるため説明を省く。また、排紙温度センサの故障検知方法も同様である為、説明は省略する。
【００６６】
実施例１ではセンサ故障を検知した場合、加熱定着装置６の制御方法をメディアの種類によらずに予め定めた「センサ故障時の制御方法」に自動的に変更した。ここで、「センサ故障時の制御方法」とは、例えば制御パラメータが定着ヒータの温調温度であれば、様々なメディアを考慮した平均的な温調温度を設定値として用いたり、あるいはユーザーが使用する可能性が最も高いメディアに応じて温調温度を設定することが多い。しかしながら、その設定した制御パラメータが、あるユーザーの用いる特定のメディアには適さない場合もある。
【００６７】
そこで第二の実施例では、センサが故障した時に次のように制御することにより、不良画像がプリントされることを防ぐ。
【００６８】
（１）本実施例における排紙温度センサ故障時の制御方法
本実施例では、画像形成装置がセンサ１６の故障を検知した際に、ユーザーに対してセンサの故障を知らせると共に、使用するメディアに対して最適な制御方法をユーザーが選択できることを特徴とする。
【００６９】
画像形成装置が本実施例のようにレーザービームプリンタである場合、プリンタは通常パソコン等（以下ＰＣと記す）の外部情報機器と接続されており、ＰＣ内に設定されたプリンタドライバを介して、プリンタ制御部（ＣＰＵ）と通信を行い情報のやり取りを行う。
【００７０】
図８にセンサが故障した際の一連の制御をフローチャートに示す。まず始めにユーザーがＰＣより画像データをプリントする指示を発信する。画像データはプリンタの画素情報変換部（ビデオコントローラ）にてビデオ信号に変換される。ビデオコントローラはプリンタ制御部（ＣＰＵ）にプリント動作を開始する信号（プリント信号）を発信するとともに、画像のビデオ信号を送信する。ここでプリント動作が開始され、加熱定着装置は定着が可能な温度まで加熱ヒータを立ち上げる（ｓｔｅｐ１）。
【００７１】
例えばこのタイミング（ｓｔｅｐ２）で、排紙温度センサ１６が故障を検知した場合（Ｔｐ＜Ｈｍｉｎ  ｏｒ  Ｔｐ＞Ｈｍａｘ）、プリンタ制御部（ＣＰＵ）は直ちに加熱ヒータ１１への通電を遮断し、全てのプリント動作を休止する（ｓｔｅｐ４）。そして、プリンタドライバを介してＰＣ画面上に、プリンタのセンサが故障した旨を表示させる（ｓｔｅｐ７）。同時にセンサは故障しているものの、制御モードの選択により通常のプリント動作が可能であることを伝える。
【００７２】
ユーザーは用いるメディアのタイプに応じて、画面に表示されたモードの中から最適なモードを選択し発信する（ｓｔｅｐ８）ことで、改めてプリント動作が再開される（ｓｔｅｐ９）。ここで、ユーザーが選択するモードとは、例えば定着温度を変化させる場合であれば、通常のノーマルモード、５℃アップさせたヘビーモード、５℃ダウンさせたライトモード等、複数のモードを用意しておき、ユーザーに選択させればよい。また、プリント動作が行われている最中にセンサの異常を検知し故障と判断した場合（ｓｔｅｐ５）でも、給紙中の紙に対するプリントが終了した時点で全てのプリント動作を中断し（ｓｔｅｐ６）、センサが故障した旨を表示すればよい。
【００７３】
また、画像形成装置がプリンタではなく複写機やＦＡＸなどの場合は、装置本体に設置されたオペレーションパネル等にセンサの故障を表示させ、上記同様の制御を行えばよい。
【００７４】
さらに、故障表示を行ってユーザーが一旦モードを選択すれば、電源のオンオフが成されず、且つ給紙カセットの開閉が無ければ、同一のメディアが使用される可能性が高いので、改めて故障の表示を行う必要は無く選択されているモードで画像形成を行えばよい。但し、給紙カセットあるいは給紙口が複数存在する場合で、それらが変更された時はメディアが変わった可能性が高いので、再度センサの故障表示を行いモードの選択を要求する必要がある。
【００７５】
以上説明したように、本実施例ではセンサが故障した際に、自動的に故障時の制御モードに変更するのではなく、ユーザーに故障を知らせて最適な制御モードを選択させることにより、様々なメディアに対してより最適な制御でプリントを行うので、画像不良等の発生を抑制することが可能となる。
【００７６】
〔他の実施形態〕
前述した実施形態では、モノクロ画像形成が可能な画像形成装置を例示しているが、本発明はこれに限定されるものではなく、カラー画像形成が可能な画像形成装置であっても良く、本発明を適用することにより同様の効果を得ることができる。
【００７７】
また、前述した実施形態では、メディアセンサとして加熱定着装置に設置した排紙温度検知センサを利用し、主に定着装置の温調制御に関する例示を行ったが、センサはこれに限定されるものではなく、例えば紙の厚みや表面粗さ、あるいは光沢や光透過性等の物性を検知できる接触式もしくは非接触式タイプの方式であってもよい。
【００７８】
強いてはどのようなタイプのセンサであってもメディア検知信号として電圧値や電流値等をモニターし、それらの検知信号に対して故障や異常と判断できる閾値を設け、閾値を超えるような信号が検知された時に、画像形成装置の制御部が故障と認識し、画像不良や装置の誤動作が発生しないような制御が行えれば同様の効果を得ることが出きる。したがって、本実施例のように制御するパラメータが加熱定着器の温調等に限られるものではなく、画像形成に係るあらゆるパラメータが制御の対象と成り得る。
【００７９】
さらに付け加えれば、画像形成装置は電子写真方式に限られるものではなく、制御対象として例えばインクジェットプリンタのインク吐出量の制御や、サーマルヘッド方式の印可電力の制御などに利用するものであっても良い。一般的にはメディアセンサの検知信号に応じて、画像形成に係る制御パラメータを自動制御する際には、本発明の基本概念は同様の効果を発揮する。
【００８０】
なお、本発明の様々な実施形態を示し説明したが、本発明の趣旨と範囲は本明細書内の特定の説明と図に限定されるものではない。
【図面の簡単な説明】
【００８１】
【図１】本発明の実施例における電子写真画像形成装置の断面図
【図２】本発明の実施例における加熱定着装置の断面図
【図３】本発明の実施例における加熱定着装置の断面図
【図４】本発明の実施例におけるメディアの排紙温度とタイプを判別するグラフ
【図５】本発明の実施例におけるメディアタイプ別の定着温度を示すグラフ
【図６】本発明の実施例における排紙温度サーミスタの回路を示す概略図
【図７】本発明の実施例における排紙温度サーミスタの温度と検知電圧の特性を表すグラフ
【図８】本発明の実施例２における排紙温度故障時の制御を示すフローチャート
【符号の説明】
【００８２】
１  感光ドラム
２  帯電ローラ
３  スキャナー
４  現像装置
５  転写ローラ
６  定着装置
７  クリーニング装置
８  トップセンサ
９  排紙センサ
１０  定着部材
１１  加熱用ヒータ
１１ａ  セラミックス基板
１１ｂ  通電発熱抵抗層
１２  断熱ステイホルダー
１３  定着フィルム
１４  温度検知素子
１５  保護層
１６  排紙温度検知センサ
１７ａ  排紙センサレバー
１７ｂ  温度検知サーミスタ
１８  排紙ガイド
１９  フォトインタラプタ
２０  加圧部材（加圧ローラ）
２１  芯金
２２  弾性層
２３  フッ素樹脂離型層
２４  定着入口ガイド
２５  サーミスタ抵抗
２６  プルアップ抵抗
Ｐ  記録材
Ｌ  レーザービーム
【図７】
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【図８】
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【図１】
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【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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