(57)【要約】【課題】非接触型の温度センサを用いて加熱ローラの表面温度を検出し、加熱ローラ等の加熱部材の温度をフィードバック制御する場合に、検出精度が許容範囲を逸脱するような温度になった場合に、比較的短時間で許容範囲に復帰させることができ、信頼性の高い温度制御を行う。【解決手段】加熱ローラ３８Ａの加熱定着領域に非接触型の温度センサ１２０を配置して、精度よく加熱ローラ３８Ａの温度制御を行うと共に、この非接触型の温度センサ１２０の検出温度に誤差が発生し易い状態では、印字要求等があった時点で、ウォームアップを行う。ウォームアップは、加熱ローラ３８Ａを利用し、かつ接触型の温度センサ１５０（低温でも精度のよいセンサ）を適用し、加熱ローラ３８Ａの温度を目標温度にオン・オフ制御した状態で、非接触型の温度センサ１２０の温度を適用可能な温度（＋１０℃）まで加熱する。【選択図】  図６
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
画像情報に基づくトナー画像を記録媒体に形成した後、少なくとも一方が加熱源を備えた加熱部材とされた部材対を回動駆動することで、前記記録媒体を当該部材対に挟持しながら搬送し、当該トナー画像を記録媒体に定着させる定着装置であって、
前記加熱部材に対して、当該記録媒体が接触する領域内に対向、かつ非接触状態に配置され、当該加熱部材の表面温度を赤外線吸収部材を介して検出する第１のセンサ及び前記第１のセンサ自体の温度に影響を及ぼす周囲環境温度を検出する第２のセンサを備えた主温度センサと、
前記主温度センサの当該第１のセンサ及び第２のセンサに基づいて加熱部材の表面温度を演算する温度演算手段と、
前記主温度センサの検出温度精度が許容範囲を逸脱した場合に、当該主温度センサを前記加熱部材によってウォームアップ処理を実行するウォームアップ処理実行制御手段と、を有する定着装置。
【請求項２】
前記ウォームアップ処理実行制御手段が、
前記主温度センサの検出温度精度が許容範囲を逸脱する環境下で、該許容範囲内の精度を有する副温度センサと、
当該副温度センサの検出温度に基づいて加熱部材の表面温度を制御する温度制御手段と、で構成されていることを特徴とする請求項１記載の定着装置。
【請求項３】
前記副温度センサが、前記加熱部材に対して、前記記録媒体が接触しない領域に対向、かつ接触状態で配置された接触型の温度センサであることを特徴とする請求項２記載の定着装置。
【請求項４】
前記温度制御手段による温度制御のための加熱部材の目標温度が予め設定された固定値とされることを特徴とする請求項２又は請求項３記載の定着装置。
【請求項５】
前記温度制御手段による温度制御のための加熱部材の目標温度を、前記主温度センサの検出温度が許容範囲内の精度に最も早く到達するように、外部要因に基づいて変動させることを特徴とする請求項２又は請求項３記載の定着装置。
【請求項６】
前記ウォームアップ処理実行制御手段が、前記主温度センサの第２のセンサの検出値に基づいて実行開始及び実行終了されることを特徴とする請求項１乃至請求項５の何れか１項記載の定着装置。
【請求項７】
前記第２のセンサの検出値が、所定の温度よりも低い状態が所定回数継続した場合に、前記ウォームアップ処理実行制御手段がウォームアップ処理を開始することを特徴とする請求項６記載の定着装置。
【請求項８】
前記第２のセンサの検出値が、所定の温度よりも高い状態が所定回数継続した場合に、前記ウォームアップ処理実行制御手段がウォームアップ処理を終了することを特徴とする請求項６記載の定着装置。
【請求項９】
前記加熱部材周囲の雰囲気を排気するための排気ファンをさらに備え、
前記ウォームアップ処理の実行中は、通常の排気ファンによる排気能力を変更することを特徴とする請求項１乃至請求項８の何れか１項記載の定着装置。
【請求項１０】
前記ウォームアップ処理の実行中は、通常の前記部材対の回転速度を変更することを特徴とする請求項１乃至請求項９の何れか１項記載の定着装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、画像情報に基づくトナー画像を記録媒体に形成した後、少なくとも一方が加熱源を備えた加熱部材とされた部材対を回動駆動することで、前記記録媒体を当該部材対に挟持しながら搬送し、当該トナー画像を記録媒体に定着させる定着装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、電子写真方式を用いた複写機、プリンタ、デジタル複合機等の画像形成装置には、プリント指示情報及び画像情報を受信すると画像情報に所定の画像処理を施し、当該画像処理後の画像情報に基づく光ビームを感光体上に走査露光して静電潜像を形成し、当該静電潜像をトナーにより現像し、これにより得られた画像を記録媒体上に転写、加熱定着させることにより画像形成を行うものがある。
【０００３】
この種の画像形成装置においては、加熱定着を行うための構造として、定着ローラが適用されている。
【０００４】
この定着ローラは、内方にハロゲンランプ等の加熱源を備えた加熱ローラと、この加熱ローラと共に記録媒体を挟持する加圧ローラと、で構成されており、現像が終了した記録媒体を送り込むことで、記録媒体が加圧状態で、加熱定着処理がなされる。
【０００５】
前記記録媒体の加熱定着処理の温度制御は、トナー画像の定着に多大な影響を及ぼすため、前記加熱ローラの熱源の温度制御を精度よく行う必要がある。
【０００６】
このため、加熱ローラの表面温度の検出を実際に記録媒体と接触する領域に設けることが好ましいが、接触型のセンサでは、加熱ローラの表面に傷をつける可能性がある。加熱ローラにおける記録媒体と直接接触する領域に傷がつくと、画質に直接影響を及ぼすことになり、好ましくない。
【０００７】
そこで、特許文献１では、非接触型の温度センサを加熱ローラの軸線方向中央部に設け、加熱ローラの表面に接触することなく、精度よく加熱ローラの温度を検出することが開示されている。
【０００８】
【特許文献１】
特開２０００−２８７２２公報
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、前記非接触型の温度センサは、定常温度（２０℃〜１２０℃程度）の範囲であれば、精度よく温度検出が可能であるが、前記定常温度を逸脱した低温時や高温時等では、検出温度に誤差が生じ、信頼性が大幅に低下する。
【００１０】
これは、非接触型の温度センサが、この温度センサ自体の温度に依存する性質であるためである。
【００１１】
ここで、環境温度により、例えば電源立ち上げ時や、長い時間待機状態が続くと、特に定常温度よりも低温側への逸脱は起こり得る可能性が高い。
【００１２】
本発明は上記事実を考慮し、非接触型の温度センサを用いて加熱ローラ等の加熱部材の表面温度を検出し、加熱部材の温度を制御する場合に、検出精度が許容範囲を逸脱するような温度になった場合に、比較的短時間で許容範囲に復帰させることができ、信頼性の高い温度制御を行うことができる定着装置を得ることが目的である。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
本発明は、画像情報に基づくトナー画像を記録媒体に形成した後、少なくとも一方が加熱源を備えた加熱部材とされた部材対を回動駆動することで、前記記録媒体を当該部材対に挟持しながら搬送し、当該トナー画像を記録媒体に定着させる定着装置であって、前記加熱部材に対して、当該記録媒体が接触する領域内に対向、かつ非接触状態に配置され、当該加熱部材の表面温度を赤外線吸収部材を介して検出する第１のセンサ及び前記第１のセンサ自体の温度に影響を及ぼす周囲環境温度を検出する第２のセンサを備えた主温度センサと、前記主温度センサの当該第１のセンサ及び第２のセンサに基づいて加熱部材の表面温度を演算する温度演算手段と、前記主温度センサの検出温度精度が許容範囲を逸脱した場合に、当該主温度センサを前記加熱部材によってウォームアップ処理を実行するウォームアップ処理実行制御手段と、を有している。
【００１４】
本発明によれば、主温度センサの検出温度精度が許容範囲を逸脱した場合に、ウォームアップ処理を実行する。このウォームアップ処理は、加熱部材を用いて主温度センサ自体を加熱するため、特別にウォームアップのための加熱手段を用いることなく、かつ効率的に加熱することができる。
【００１５】
本発明において、前記ウォームアップ処理実行制御手段が、前記主温度センサの検出温度精度が許容範囲を逸脱する環境下で、該許容範囲内の精度を有する副温度センサと、当該副温度センサの検出温度に基づいて加熱部材の表面温度を制御する温度制御手段と、で構成されていることを特徴としている。
【００１６】
ウォームアップ処理中の加熱部材は、信頼性の低い主温度センサでは、監視することが難しい。そこで、主温度センサの検出温度精度が許容範囲を逸脱する環境下で、該許容範囲内の精度を有する副温度センサを用い、この副温度センサの検出温度に基づいて加熱部材の表面温度を制御する。
【００１７】
副温度センサは、主温度センサに比べ、応答性や設置場所等の厳しい制限がないく、検出温度精度が主温度センサよりも高ければよい。
【００１８】
上記発明において、前記副温度センサが、前記加熱部材に対して、前記記録媒体が接触しない領域に対向、かつ接触状態で配置された接触型の温度センサであることを特徴としている。
【００１９】
副温度センサとして、加熱部材に対して、前記記録媒体が接触しない領域に対向、かつ接触状態で配置された接触型の温度センサを用いる。接触型の温度センサは、周囲の環境の依存性が低いため、主温度センサの検出精度が許容範囲を逸脱する環境下でも、当該許容範囲内の精度を持つことができる。
【００２０】
また、本発明において、前記温度制御手段による温度制御のための加熱部材の目標温度が予め設定された固定値とされることを特徴としている。
【００２１】
画像形成（印字）時では、加熱部材の温度制御は厳格（高精度）にする必要があり、このため、環境温度等に基づいて、目標温度を時々刻々と変化させる必要がある。しかし、ウォームアップ処理では、それほど加熱部材の温度制御の精度を厳しくする必要がないため、目標値を固定値とすることで、制御の負担を軽減することができる。
【００２２】
さらに、本発明において、前記温度制御手段による温度制御のための加熱部材の目標温度を、前記主温度センサの検出温度が許容範囲内の精度に最も早く到達するように、外部要因に基づいて変動させることを特徴としている。
【００２３】
前述の目標値を固定値とすることによる制御の負担に相反し、ウォームアップ処理時間を短縮するためには、目標温度を外部要因に基づいて変化させることが好ましい。
【００２４】
また、本発明において、前記ウォームアップ処理実行制御手段が、前記主温度センサの第２のセンサの検出値に基づいて実行開始及び実行終了されることを特徴としている。
【００２５】
ウォームアップ処理の開始及び終了は、前記主温度センサの第２のセンサの検出値に基づいて判断する。すなわち、第２のセンサが実質的に第１のセンサの周囲環境温度を監視しているため、この第２のセンサの検出値を用いることで、適正な判断が可能となる。
【００２６】
さらに、本発明において、前記第２のセンサの検出値が、所定の温度よりも低い状態が所定回数継続した場合に、前記ウォームアップ処理実行制御手段がウォームアップ処理を開始することを特徴としている。
【００２７】
第２のセンサが第１のセンサと同じ環境下にあることを考慮して、ウォームアップの実行開始と判断する際に、所定の温度よりも低い状態が所定回数継続した場合とする。これにより、突発的又は散発的に検出値が逸脱するような所謂ノイズを排除することができる。
【００２８】
また、本発明において、前記第２のセンサの検出値が、所定の温度よりも高い状態が所定回数継続した場合に、前記ウォームアップ処理実行制御手段がウォームアップ処理を終了することを特徴としている。
【００２９】
第２のセンサが第１のセンサと同じ環境下にあることを考慮して、ウォームアップの実行終了と判断する際に、所定の温度よりも高い状態が所定回数継続した場合とする。これにより、突発的又は散発的に検出値が逸脱するような所謂ノイズを排除することができる。
【００３０】
さらに、本発明は、前記加熱部材周囲の雰囲気を排気するための排気ファンをさらに備え、前記ウォームアップ処理の実行中は、通常の排気ファンによる排気能力を変更することを特徴としている。
【００３１】
例えば、排気ファンの駆動を停止させることで、雰囲気が加熱部材周囲に滞留し、主温度センサの温度上昇を助長することができる。
【００３２】
また、本発明において、前記ウォームアップ処理の実行中は、通常の前記部材対の回転速度を変更することを特徴としている。
【００３３】
例えば、加熱部材の回転駆動を停止させ、加熱部材の表面の一部に偏った温度分布とし、主温度センサ周辺の温度が高くなるようにすることで、主温度センサの温度上昇を助長することができる。
【００３４】
【発明の実施の形態】
図１に示される如く、本実施の形態に係る画像形成部８０は、画像形成ユニット１２と、レーザ光学ユニット６０と、定着ユニット３４と、を含んで構成されている。
【００３５】
画像形成ユニット１２は、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｋ）の各色用の感光体ドラム１４Ｙ、１４Ｍ、１４Ｃ、１４Ｋ（以下、総称する場合は感光体ドラム１４という）と、各感光体ドラム１４に各々接触する一次帯電用の帯電装置１６Ｙ、１６Ｍ、１６Ｃ、１６Ｋ（以下、総称する場合は帯電装置１６という）と、  各色成分のトナーが含まれる現像剤を収容した現像装置２０Ｙ、２０Ｍ、２０Ｃ、２０Ｋ（以下、総称する場合は現像装置２０という）と、を含んで構成されている。
【００３６】
また、画像形成ユニット１２は、感光体ドラム１４Ｙ、１４Ｍに接触する一次中間転写ドラム２２及び感光体ドラム１４Ｃ、１４Ｋに接触する一次中間転写ドラム２４と、当該一次中間転写ドラム２２、２４に接触する二次中間転写ドラム２６と、当該二次中間転写ドラム２６に接触する最終転写ロール２８と、を含んで構成されている。
【００３７】
各感光体ドラム１４は、互いに図１上下方向に一定の間隔をおいて配置されている。また、一次中間転写ドラム２２、２４及び二次中間転写ドラム２６は、各々の回転軸が感光体ドラム１４の回転軸に対して平行となるように配置されている。
【００３８】
なお、本実施の形態に係る画像形成ユニット１２では、感光体ドラム１４、帯電装置１６、現像装置２０、一次中間転写ドラム２２、２４、二次中間転写ドラム２６が一体的に搭載されたプロセス・カートリッジ（ＣＲＵ：Ｃｕｓｔｏｍｅｒ  Ｒｅｐｌａｃｅａｂｌｅ  Ｕｎｉｔ）として構成されている。
【００３９】
一方、レーザ光学ユニット６０は、  Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋ各色のレーザ光１８Ｙ、１８Ｍ、１８Ｃ、１８Ｋ（以下総称する場合は、レーザ光１８という）を出力する光源６２Ｙ、６２Ｍ、６２Ｃ、６２Ｋ（以下、総称する場合は光源６２という）と、レーザ光１８に対して変調及び走査を行なう変調処理部６６と、露光面上の走査速度を補正するｆθレンズや走査方向にレンズパワーを持つ面倒れ補正用のシリンドリカルレンズ等により構成された光学系６８と、複数のミラーにより構成されたミラー群７０と、を含んで構成されている。
【００４０】
また、変調処理部６６には、レーザ光１８を各感光体ドラム１４上に走査するためのポリゴンミラー６４と、ポリゴンミラー６４を所定回転速度で回転駆動させるポリゴンモータ６５と、が含まれている。
【００４１】
レーザ光学ユニット６０では、光源６２から射出された各色のレーザ光１８が変調処理部６６に入射され、各色毎の画像情報に応じてそれぞれ変調されて、ポリゴンモータ６５により回転しているポリゴンミラー６４により走査（主走査）される。ポリゴンミラー６４により走査された各色のレーザ光１８は、光学系６８により補正された後、ミラー群７０により各色に対応する感光体ドラム１４の配設方向に反射されて各感光体ドラム１４上に結像される。
【００４２】
一方、定着ユニット３４は、内部に加熱源３６を有する加熱部材としての加熱ローラ３８Ａと、加熱ローラ３８Ａと当接してニップ部を構成する圧着ローラ３８Ｂと、を含んで構成されている。圧着ローラ３８Ｂは、上記ニップ部において加熱ローラ３８Ａを押圧するようになっており、用紙搬送ロール３２の駆動によって搬送され、画像形成部８０内を搬送されて、上記ニップ部に到達した用紙３０は、加熱圧着されながら挟持搬送される。
【００４３】
なお、加熱源３６は、画像形成処理の実行時には加熱ローラ３８Ａ表面の温度を記録媒体として用いられる用紙３０の種類に応じた定着温度に保つように動作され、画像形成処理の実行終了後は加熱ローラ３８Ａ表面の温度を定着温度よりも低い所定の待機温度に保つように動作される。
【００４４】
帯電装置１６は、感光体ドラム１４を帯電する帯電ロール４０と、当該帯電ロール４０の上流側にブラシロール４２とを備え、当該ブラシロール４２にて感光体ドラム１４上の残留トナーやキャリア等の異物を除去し、帯電ロール４０側に感光体ドラム１４上の異物が転移しないようにしている。
【００４５】
また、一次中間転写ドラム２２、２４及び二次中間転写ドラム２６には、各々のドラム表面に残留したトナー等の異物を一時的に保持する一次中間ブラシロール４４、４６、及び二次中間ブラシロール４８が接触配置されている。
【００４６】
さらに、最終転写ロール２８には、ブレード５０Ａを有し、ブレードクリーニング方式を採用したクリーニング装置５０が設けられている。
【００４７】
ここで、本実施の形態の定着ユニット３４における、加熱ローラ３８Ａの近傍には加熱源３６により加熱される加熱ローラ３８Ａの温度を検出するための非接触型の温度センサ１２０が配設されている。本実施の形態では、温度センサ１２０として、石塚電子株式会社製ＮＣセンサを適用している。
【００４８】
図２に示すように、非接触型の温度センサ１２０は、ケーシング１２２を備えている。ケーシング１２２には、ケーシング１２２内部に被検出物から（本実施の形態では、加熱ローラ３８Ａ）放射さえる赤外線を取り込むための検出窓１２４が設けられている。
【００４９】
検出窓１２４の開口部に対応する位置には、赤外線を吸収する赤外線吸収部材としての感熱フィルム１２６が貼り付けられており、当該感熱フィルム１２６では、被検出物から放射される赤外線を熱に変換する。
【００５０】
また、温度センサ１２０には、第１のセンサ（サーミスタ）１２８及び第２のセンサ（サーミスタ）１３０が備えられている。第１のセンサ１２８は、温度検出用として感熱フィルム１２６上に配置されている。一方、第２のセンサ３０は、第１のセンサ１２８の温度補償用として、被検出物から放射される赤外線の影響を受けないケーシング１２２内部に配置されている。
【００５１】
このようにして構成された温度センサ１２０は、上記被検出物としての加熱ロール３８Ａの表面と検出窓１２４との距離が所定距離（本実施の形態では、約５ｍｍ）に保たれるように定着ユニット３４を構成する筐体等により保持され、ケーブル１３２を介して温度管理装置１１８のＡ／Ｄ変換器１１４へ電気的に接続されている。すなわち、本実施の形態に係る温度センサ１２０は、加熱ローラ３８Ａに対して非接触な状態で温度を検出することが可能となっている。
【００５２】
温度管理装置１１８は、温度センサ１２０で検知された温度に対応する電圧レベルに基づいて加熱ロール３８Ａの温度を得る役目を有しており、その詳細が図３に示されている。
【００５３】
図３に示される如く、温度管理装置１１８には、温度センサ１２０による温度の検知結果を示すアナログ量をデジタル値に変換するＡ／Ｄ変換器１１４と、定着ユニット３４に駆動用の電力を供給する電源回路１１６と、ＣＰＵ（中央演算処理装置）１１０と、ＲＯＭ（Ｒｅａｄ  Ｏｎｌｙ  Ｍｅｍｏｒｙ）１１２と、４つの抵抗素子Ｒ１〜Ｒ４と、が含まれている。
【００５４】
温度センサ１２０を構成する第１のセンサ１２８及び第２のセンサ１３０は、それぞれ抵抗素子Ｒ１及び抵抗素子Ｒ２と直列に接続されると共に、互いに並列に接続されており、各々の高電圧側は電源回路１６に接続され、低電位側は接地されている。
【００５５】
また、Ａ／Ｄ変換器１１４には、第１のセンサ１２８及び第２のセンサ１３０における各々の抵抗素子に接続された端子が接続されており、第１のセンサ１２８及び第２のセンサ１３０による温度の検知結果に応じて変化する第１の電圧レベル及び第２の電圧レベルがそれぞれ入力されると共に、電源回路１１６に直列に接続された抵抗素子Ｒ３及び抵抗素子Ｒ４によって調整された所定電圧レベルの参照電圧が印加されるようになっている。
【００５６】
これにより、Ａ／Ｄ変換器１１４では、入力された第１の電圧レベル及び第２の電圧レベルが参照電圧と比較され、それぞれ対応するサーミスタにより検知された温度の高さを示す第１のデジタル値Ｘ及び第２のデジタル値Ｙに変換されてＣＰＵ１１０に出力される。
【００５７】
一方、ＲＯＭ１１２には、第１のデジタル値Ｘ及び第２のデジタル値Ｙによって加熱ロール３８Ａの温度を得る際に、ＣＰＵ１１０により参照される温度変換テーブルが記憶されている。
【００５８】
この温度変換テーブルを参照することで、前記第１のデジタル値Ｘと第２のデジタル値Ｙをパラメータとして、加熱ローラ３８Ａの温度を得ることができる。決定した加熱ローラ３８Ａの温度信号は、加熱ローラ３８Ａの加熱源３６をオン・オフ制御して、所望の温度に制御するための図示しない温度コントローラへ送出されるようになっている。
【００５９】
上記非接触型の温度センサ１２０を適用することは、当該温度センサ１２０が加熱ローラ３８Ａの表面を傷つけることがなく、結果として画質の低下を防止することができる。また、非接触型の温度センサ１２０を用いることで、この温度センサ１２０を加熱ローラ３８の軸線方向略中央の加熱定着領域（画像形成領域）に配置することができるため、検出温度と実際に用紙３０を加熱定着するための温度との間の差が少なく、温度制御が容易となる。
【００６０】
ところで、上記加熱ローラ３８Ａの損傷防止という面では、非接触型の温度センサ１２０は非常に有効ではあるが、反面、温度センサ１２０自体の温度が所定の許容範囲を逸脱すると、検出データ自体の信頼性が極端に悪化する。特に、低温時（＋５℃以下）では、温度センサ１２０の第１のセンサ１２８による検出データにむらが生じ、このような条件下において、温度センサ１２０に基づく加熱源３６のオン・オフ制御は、信頼性が悪化することになる。
【００６１】
そこで、本実施の形態では、温度センサ１２０自体の温度、すなわち第２のセンサ１３０による検出温度が、所定温度（本実施の形態では、＋５℃）以下の場合に、前記加熱源３６を温度センサ１２０のウォームアップのための熱源として利用した。
【００６２】
すなわち、前記加熱源３６の熱を受けて昇温する加熱ローラ３８Ａからの熱によって、温度センサ１２０自体の温度を所定温度（本実施の形態では、＋１０℃）まで加熱するようにしている。
【００６３】
ところで、加熱源３６は、もともと温度センサ１２０による温度検出によって温度制御がなされているが、この温度センサ１２０は、上記低温時では信頼性がないため、温度センサ１２０とは別に、加熱ローラ３８Ａの軸線方向一端部近傍に接触型の温度センサ１５０を設けている（図４及び図５参照）。
【００６４】
この接触型の温度センサ１５０は、周囲の温度並びに自身の温度に依存することがほとんどないため、加熱ローラ３８Ａの温度をほぼ正確に検出することが可能である。
【００６５】
但し、接触型であるため、加熱ローラ３８Ａによる加熱定着処理の非加熱定着領域（非画像領域）に用いる必要がある。また、加熱ローラ３８Ａの中央部（加熱定着領域）とは、温度差があり、実際の加熱定着処理時の温度センサとしては、適用できない。
【００６６】
従って、この接触型の温度センサ１５０は、加熱ローラ３８Ａの軸線方向中央部に位置する非接触型の温度センサ１２０自体の温度を適用温度範囲内（許容範囲内の検出精度）にするときのみに適用されるものである。
【００６７】
一般に、用紙３０が通っていない状態での加熱ローラ３８Ａの加熱定着領域の温度は、用紙３０の加熱処理を実行しているときの温度よりも高くなりやすい。
【００６８】
そこで、接触型の温度センサ１５０による非接触型の温度センサ１２０のウォームアップのための加熱源３６の温度制御時のしきい値は、前記用紙３０の加熱定着処理中の温度制御時の目標温度（しきい値）よりも低くく設定している。
【００６９】
図６は、上記ウォームアップ制御のために適用されるウォームアップコントローラ１５２における機能的なブロック図を示す。なお、このブロック図は、実際の回路構成を示すものではなく、あくまでも機能的にブロック分けしたものであり、複数のブロックを１チップのＩＣ等で処理することも可能である。
【００７０】
前記温度センサ１２０が接続された温度管理装置１１８のＣＰＵ１１０から出力される信号の内、第２のセンサ１３０による検出温度ｔｓ２が、ウォームアップ実行指示部１５４に入力されるようになっている。
【００７１】
このウォームアップ実行指示部１５４には、ウォームアップ要否判定基準値メモリ１５６が接続され、前記ウォームアップ実行指示部１５４では、このウォームアップ要否判定基準値メモリ１５６からウォームアップ開始温度ｔｋｓ（本実施の形態では＋５℃）が読み出され、現在の第２のセンサ１３０の検出温度ｔｓ２と比較する。
【００７２】
この比較の結果、第２のセンサ１３０の検出温度ｔｓ２が＋５℃以下の場合には、稼働状態情報入力部１５８に入力されるスタンバイ前信号又は印字要求信号の入力を条件に、加熱ローラ目標温度設定部１６０へ、ウォームアップ開始指示信号を送出する。
【００７３】
一方、ウォームアップ実行指示部１５４では、ウォームアップ要否判定基準値メモリ１５６からウォームアップ終了温度ｔｋｅ（本実施の形態では＋１０℃）が読み出され、現在の第２のセンサ１３０の検出温度ｔｓ２と比較する。
【００７４】
この比較の結果、第２のセンサ１３０の検出温度ｔｓ２が＋１０℃に到達した場合には、加熱ローラ目標温度設定部１６０へ、ウォームアップ終了指示信号を送出する。
【００７５】
加熱ローラ目標温度設定部１６０は、加熱ローラの目標温度ｔｔを設定するが、本実施の形態では、この目標温度ｔｔを印字中等の加熱ローラ３８Ａの温度制御時の目標温度よりも若干低い固定値としている。なお、環境温度等に基づいて、変動させるようにしてもよい。
【００７６】
前記加熱ローラ目標温度設定部１６０で設定された加熱ローラ目標温度ｔｔは加熱ローラ温度比較部１６２へ送出される。
【００７７】
この加熱ローラ温度比較部１６２には、接触型の温度センサ１５０が接続されており、この接触型の温度センサ１５０からの検出温度ｔｈが入力されるようになっている。
【００７８】
すなわち、加熱ローラ温度比較部１６２では、前記目標温度ｔｔと、接触型の温度センサ１５０の検出温度ｔｈとが比較され、この比較結果を加熱源オン・オフ制御部１６４へ送出する。
【００７９】
加熱源オン・オフ制御部１６４は、加熱源ドライバ１６６を介して加熱源３６への通電を制御しており、前記比較結果に基づいて、加熱源３６の通電のオン・オフが制御される。
【００８０】
以下に、本実施の形態の作用を説明する。
【００８１】
画像形成部８０の各感光体ドラム１４の周囲では、周知の電子写真方式による各色毎の画像形成（印字）プロセスが次のように行われる。
【００８２】
まず、各感光体ドラム１４は所定の回転速度（例えば９５ｍｍ／ｓｅｃ）で回転駆動される。
【００８３】
そして、感光体ドラム１４の表面は、図１に示すように、帯電装置１６に所定の帯電レベル（例えば、約−８００Ｖ）の直流電圧を印加することによって、所定レベルに一様に帯電される。なお、本実施の形態では、帯電装置１６に対して直流電圧のみを印加しているが、交流成分を直流成分に重畳するように構成することもできる。
【００８４】
次に、一様な表面電位とされた各感光体ドラム１４の表面に、レーザ光学ユニット６０によって各色に対応したレーザ光１８が照射され、各色毎の画像情報に応じた静電潜像が形成される。これにより、感光体ドラム１４のレーザ光による露光部位の表面電位は所定レベル（例えば、−６０Ｖ以下程度）にまで除電される。
【００８５】
そして、各感光体ドラム１４の表面に形成された静電潜像は対応する現像装置２０によって現像され、各感光体ドラム１４上に各色のトナー像として可視化される。
【００８６】
次に、各感光体ドラム１４上に形成された各色のトナー像は、対応する一次中間転写ドラム２２、２４上に静電的に一次転写される。ここで、感光体ドラム１４Ｙ、１４Ｍに形成されたＹ色及びＭ色のトナー像は一次中間転写ドラム２２に、感光体ドラム１４Ｃ、１４Ｋに形成されたＣ色及びＫ色のトナー像は一次中間転写ドラム２４上に、各々転写される。
【００８７】
この後、一次中間転写ドラム２２、２４上に形成されたトナー像は、二次中間転写ドラム２６上に静電的に二次転写される。これにより、二次中間転写ドラム２６上には、単色像からＹ、Ｍ、Ｃ、Ｋの各色の四重色像までのトナー像が形成されることになる。
【００８８】
最後に、二次中間転写ドラム２６上に形成されたトナー像は、最終転写ロール２８によって用紙搬送路３０を通る用紙に三次転写される。当該用紙は、不図示の紙送り工程を経て用紙搬送ロール３２を通過し、二次中間転写ドラム２６と最終転写ロール２８とのニップ部に送り込まれる。この三次転写の後、用紙上に形成されたトナー像は、定着ユニット３４によって加熱定着され、画像形成プロセスが終了する。
【００８９】
上記画像形成（印字）プロセスの最終工程である定着ユニット３４では、陽子３０に転写されたトナーを確実に加熱定着させるために、加熱ローラ３８Ａの温度が所定温度に維持されるように、加熱ローラ３８Ａの表面温度を常に検出し、フィードバック制御（加熱源３６のオン・オフ制御）を行っている。
【００９０】
この加熱ローラ３８Ａの表面温度を検出するために、非接触型の温度センサ１２０が適用されている。
【００９１】
すなわち、当該非接触型の温度センサ１２０は、加熱ローラ３８Ａとの接触がないため、加熱ローラ３８Ａの表面に傷をつけるようなことがなく、画質の低下を防止することができる。
【００９２】
しかし、この非接触型の温度センサ１２０を適用することによるデメリットとして、当該非接触型の温度センサ１２０自体の温度の許容範囲があることである。特に、低温（＋５℃）以下となると、検出値に大きな誤差（±５℃以上）が生じ、信頼性の低い温度制御となる。
【００９３】
そこで、本実施の形態では、上記低温時において、非接触型の温度センサ１２０自体をウォームアップさせるべく、加熱ローラ３８Ａからの熱を利用して、迅速に適用可能な温度まで立ち上げるようにした。
【００９４】
以下、図７及び図８のフローチャート、並びに図９のタイムチャートに従い、非接触型の温度センサ１２０の監視制御について説明する。
【００９５】
図７は、非接触型の温度センサ１２０の監視制御のメインルーチンであり、ステップ２００では非接触型の温度センサ１２０の第２のセンサ１３０の検出値ｔｓ２を読出し、次いでステップ２０２でウォームアップ実行フラグＦがリセット（０）されているか否かが判断される。
【００９６】
このステップ２０２で肯定判定されると、ステップ２０４へ移行して、ウォームアップ開始温度（開始基準）ｔｋｓを読み出す（ここでは、ｔｋｓ＝＋５℃）。
【００９７】
次のステップ２０６では、前記第２のセンサ１３０の検出温度ｔｓ２と開始基準ｔｋｓとを比較し、ｔｓ２≦ｔｋｓと判定されると、ウォームアップが必要と判断し、ステップ２０８へ移行する。
【００９８】
また、ステップ２０６でｔｓ２＞ｔｋｓと判定されると、ウォームアップは必要ないと判断し、このルーチンは終了する。
【００９９】
ステップ２０８では、ウォームアップ時期か否か（例えば、スタンバイ前か印字要求があったか）が判断され、肯定判定されると、ステップ２１０へ移行しウォームアップ実行フラグをセット（１）し、ステップ２１２へ移行する。
【０１００】
また、ステップ２０８で否定判定されると、ウォームアップの時期ではないと判断し、ステップ２００へ戻る。
【０１０１】
ここで、前記ステップ２０２で否定判定、すなわち、ウォームアップ実行フラグがセットされていると判断された場合は、ステップ２１２へ移行する。
【０１０２】
ステップ２１２では、ウォームアップ終了温度（終了基準）ｔｋｅを読み出す（ここでは、ｔｋｅ＝＋１０℃）。
【０１０３】
次のステップ２１４では、前記第２のセンサ１３０の検出温度ｔｓ２と終了基準ｔｋｅとを比較し、ｔｓ２＞ｔｋｅと判定されると、非接触型の温度センサ１２０自体の温度が許容範囲内に達したと判断し、ウォームアップが終了させるべく、ステップ２１６へ移行して、ウォームアップ実行フラグＦをリセット（０）し、このルーチンは終了する。
【０１０４】
また、ステップ２１４で、ｔｓ２≦ｔｋｅと判定されると、非接触型の温度センサ１２０自体の温度が依然として許容範囲外であると判断し、ステップ２００へ戻り、上記工程を繰り返す。
【０１０５】
次に、図８に従い、加熱源３６の温度制御ルーチンを説明する。
【０１０６】
ステップ２５０では、ウォームアップ実行フラグＦがセットされているか否かが判断され、否定判定された場合には、ウォームアップのための加熱源３６の温度制御は不要であると判断し、このルーチンは終了する。
【０１０７】
また、ステップ２５０で肯定判定されると、ステップ２５２へ移行して加熱源３６の目標温度ｔｔを設定する。なお、本実施の形態では、この目標温度ｔｔを固定値としているが、環境温度等に基づいて可変としてもよい。何れにしても、このウォームアップ時の目標温度ｔｔは、印字時等における目標温度よりも低いことが好ましい。すなわち、温度を検出するセンサが、加熱ローラ３８Ａの一端部に設けた接触型の温度センサ１５０であり、応答性が悪いからである。
【０１０８】
ステップ２５２で、加熱源３６の目標温度ｔｔが設定されると、ステップ２５４へ移行して、接触型の温度センサ１５０の検出温度ｔｈを読出し、ステップ２５６へ移行する。
【０１０９】
ステップ２５６では、前記目標温度ｔｔと、検出温度ｔｈとを比較し、ｔｔ≦ｔｈの場合には、ステップ２５８へ移行して、加熱源３６への通電をオフし、ｔｔ＞ｔｈの場合には、ステップ２６０へ移行して、加熱源３６への通電をオンし、それぞれステップ２６２へ移行する。
【０１１０】
すなわち、加熱源３６が接触型の温度センサ１５０の検出値に基づいてオン・オフ制御される。
【０１１１】
ステップ２６２では、ウォームアップ実行フラグＦがリセットされたか否かが判断され、否定判定の場合には、ステップ２５２へ戻り、上記工程を繰り返す。
【０１１２】
また、ステップ２６２で肯定判定された場合には、ウォームアップのための加熱源３６のオン・オフ制御が必要なくなったと判断し、ステップ２６４へ移行する。
【０１１３】
ステップ２６４では、現在の加熱源３６の通電がオンか否かが判断され、否定判定の場合には、このルーチンは終了し、肯定判定された場合には、ステップ２６６で通電をオフした後、このルーチンは終了する。
【０１１４】
以後、加熱源３６は、別の制御系によって、前記非接触型の温度センサ１２０の検出温度に基づいて、加熱定着処理に最適な温度に制御される。
【０１１５】
以上説明したように、本実施の形態では、加熱ローラ３８Ａの軸線方向中央部（加熱定着領域）に非接触型の温度センサ１２０を配置して、精度よく加熱ローラ３８Ａの温度制御を行うと共に、この非接触型の温度センサ１２０の検出温度に誤差が発生し易い状態（非接触型の温度センサ１２０自体の温度が低温の状態）では、印字要求等があった時点で、ウォームアップを行うようにした。このウォームアップは、加熱ローラ３８Ａを利用し、かつ接触型の温度センサ１５０（低温でも精度のよいセンサ）を適用しており、この接触型の温度センサ１５０により加熱ローラ３８Ａの温度を目標温度にオン・オフ制御（実際には、加熱源３６のオン・オフ制御）した状態で、非接触型の温度センサ１２０の温度を適用可能な温度（＋１０℃）まで加熱する。
【０１１６】
これにより、印字等の処理中は、非接触型の温度センサ１２０による温度に信頼性があり、精度のよい温度制御が可能となる。
【０１１７】
なお、本実施の形態では、非接触型の温度センサ１２０を加熱するために、加熱ローラ３８Ａを用いたが、これに加え、通常は回転駆動する加熱ローラ３８Ａを停止させることで、放熱の分布の密度を非接触型の温度センサ１２０が含まれる範囲に集中させることで、ウォームアップ時間を早めることができる。
【０１１８】
また、図１０に示される如く、定着ユニット３４に設けられた排気ファン１４０の駆動を停止させたり、間欠運転、或いは逆転駆動させることで、加熱された雰囲気を非接触型の温度センサ１２０に向かわせるようにすることで、ウォームアップ時間を早めることもできる。
【０１１９】
また、本実施の形態では、加熱部材として加熱ローラ３８Ａを用い、圧着ローラ３８Ｂと共に部材対を構成したが、フリーベルト等の少なくとも何れか一方がローラ以外の加熱部材（加熱ローラ＋圧着ベルト、加熱ベルト＋圧着ローラ、加熱ベルト＋圧着ベルト等）によって部材対を構成した定着装置にも適用可能である。
【０１２０】
【発明の効果】
以上説明した如く本発明によれば、非接触型の温度センサを用いて加熱ローラ等の加熱部材の表面温度を検出し、加熱部材の温度を制御する場合に、検出精度が許容範囲を逸脱するような温度になった場合に、比較的短時間で許容範囲に復帰させることができ、信頼性の高い温度制御を行うことができるという優れた効果を有する。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施の形態に係る画像形成装置における画像形成部の構成を示す概略図である。
【図２】非接触型の温度センサの構造を示す断面図である。
【図３】非接触型の温度センサによる温度検出を管理するための温度管理装置の回路図である。
【図４】定着ユニットの拡大図である。
【図５】図４のＶ−Ｖ線断面図である。
【図６】ウォームアップ制御のために適用されるウォームアップコントローラにおける機能ブロック図である。
【図７】非接触型の温度センサの監視制御ルーチンを示すフローチャートである。
【図８】加熱源温度制御ルーチンを示すフローチャートである。
【図９】非接触型の温度センサをウォームアップするときのタイムチャートである。
【図１０】定着ユニットに設けられた加熱ローラと排気ファンとの相対位置関係を示す概略図である。
【符号の説明】
１２    画像形成ユニット
１８Ｙ、１８Ｍ、１８Ｃ、１８Ｋ    レーザ光
３０    用紙
３４    定着ユニット（定着装置）
３６    加熱源
３８Ａ    加熱ローラ
３８Ｂ    圧着ローラ
６０    レーザ光学ユニット
８０    画像形成部
１１０    ＣＰＵ
１１２    ＲＯＭ
１１４    Ａ／Ｄ変換器
１１６    電源回路
１１８    温度管理装置（温度演算手段）
Ｒ１〜Ｒ４    抵抗素子
１２０    接触型の温度センサ（主温度センサ）
１２２    ケーシング
１２４    検出窓
１２６    感熱フィルム
１２８    第１のセンサ
１３０    第２のセンサ
１３２    ケーブル
１５０    非接触型の温度センサ（副温度センサ）
１５２    ウォームアップコントローラ（ウォームアップ処理実行制御手段）
１５４    ウォームアップ実行指示部
１５６    ウォームアップ要否判定基準値メモリ
１５８    稼働状態情報入力部
１６０    加熱ローラ目標温度設定部
１６２    加熱ローラ温度比較部
１６４    加熱源オン・オフ制御部
１６６    加熱源ドライバ
【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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【図７】
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【図８】
2005017858.tif 000010
【図９】
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【図１０】
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