(57)【要約】【課題】２つの温度検知センサによって汚れによる温度誤差を見つけ、定着温度制御不良をなくす。【解決手段】コピー要求等で定着ヒータ制御が開始されると（Ｓ１０１）、サーモパイル６０９で検知されたサーモパイル温度aを取得する（Ｓ１０２）。次いで、予め規定された時間が経過すると、環境温度センサ６１０から機器環境温度を取得し（Ｓ１０３）、Ｓ１０２で取得したサーモパイル６０９の検出温度ａと比較する（Ｓ１０５）。そして、前記温度ａとｂとの差の絶対値が閾値ｃより大きければ、サーモパイル６０９の赤外光の光路が汚れていると判定し（Ｓ１０６）、操作部６０５にその旨、ユーザ指示として表示する。【選択図】図４
2007041306.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
一対の回転体の間に記録媒体を通過させることにより、記録媒体上に画像を定着させる定着装置の温度を非接触で検出する温度検出器の汚れ検出方法において、
前記回転体の温度を非接触で検知する第１の工程と、
前記回転体設置環境の雰囲気温度を検知する第２の工程と、
前記第１及び第２の工程で検知された温度を比較する第３の工程と、
前記第３の工程で比較した温度差が予め設定されている値以上であったときに、前記温度検出器の検出部が汚れていると判断する第４の工程と、
を備えていることを特徴とする定着装置の非接触温度検出器の汚れ検出方法。
【請求項２】
前記第１ないし第４の工程は、前回の定着部昇温時からの経過時間が予め設定された時間を越えたときに実行されることを特徴とする請求項１記載定着装置の非接触温度検出器の汚れ検出方法。
【請求項３】
一対の回転体の間に記録媒体を通過させることにより、記録媒体上に画像を定着させる定着装置において、
前記回転体の少なくとも一方を加熱する加熱手段と、
前記回転体の温度を非接触で検知する非接触温度検知手段と、
前記回転体設置環境の雰囲気温度を検知する環境温度検知手段と、
前加熱手段による加熱直前の前記非接触温度検知手段及び前記環境温度検知手段のそれぞれの検知温度を比較して前記非接触温度検知手段の検知部の汚れの有無を検出する制御手段と、
を備えていることを特徴とする定着装置。
【請求項４】
前記回転体は定着ベルトを含むことを特徴とする請求項３記載の定着装置。
【請求項５】
前記加熱手段は１以上の加熱源を備えていることを特徴とする請求項３又は４記載の定着装置。
【請求項６】
前記制御手段は、前回の定着部昇温時からの経過時間が予め設定された時間を越えたときに前記汚れの有無の検知を実行することを特徴とする請求項３ないし５のいずれか１項に記載の定着装置。
【請求項７】
前記予め設定された時間は、記憶手段から得られた時間管理情報に基づいて設定されることを特徴とする請求項６記載の定着装置。
【請求項８】
前記記憶手段は不揮発性メモリであることを特徴とする請求項７記載の定着装置。
【請求項９】
前記環境温度検知手段は定着部の温度変化に影響を受けない個所に設けられていることを特徴とする請求項３記載の定着装置。
【請求項１０】
前記検出手段によって検出された汚れ具合が一定量を上回ったときには、その旨表示をする表示手段を備えていることを特徴とする請求項３記載の定着装置。
【請求項１１】
請求項１ないし１０のいずれか１項に記載の定着装置を備えていることを特徴とする画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、記録媒体上に画像を定着させる定着装置の非接触温度検出器の汚れ検出方法、この汚れ検出方法を実施するための定着装置、及びこの定着装置を使用したプリンタ、複写機、ファクシミリなどの画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
画像形成装置（印字装置）における加熱、加圧定着が行われる定着装置では、定着に使用するローラやそのローラの設置雰囲気の温度を検知し、その検知された結果に基づいて前記ローラの温度を一定に保つ制御が行われる。従来は定着ローラ（回転体）を直接温めての定着方式が主流であったが、近年はベルト定着方式があり、このために温度検知センサを従来の密着型のサーミスタ等の方式からサーモパイル（非接触赤外線センサ）等の非接触センサが使用されている。このような非接触型センサでは、ベルトとの当接や摺接が内ので、ベルトの高寿命化を図ることができる。
【０００３】
このような非接触型の温度センサとしては、例えば特許文献１記載の発明が公知である。この特許文献１には、非接触式温度センサの一例が図示されている。図５は非接触式温度センサ１１０を示す外観斜視図、図６は非接触式温度センサ１１０の内部構造を概略的に示す断面図である。図５及び図６に示すように、非接触式温度センサ１１０は、赤外線吸収部としてのサーモパイル１１１が台座１１２に取り付けられている。そして、サーモパイル１１１を覆うようにキャンケース１１３が台座１１２に取り付けられている。このキャンケース１１３には、赤外線を受け入れる開口部である入射窓１１４が形成されている。入射窓１１４には赤外線が透過可能な窓部材１１５が取り付けられて入射窓１１４を遮蔽している。非接触式温度センサ１１０には、検知した温度情報を出力する端子１１６が設けられている。
【０００４】
このような構造では、加熱ローラ１０２から放射される赤外線が、非接触式温度センサ１１０の入射窓１１４、窓部材１１５を通してサーモパイル１１１に照射され、これに伴い、受光した赤外線に応じた電気信号が出力され、端子１１６を通して外部に電圧として取り出せるようになっている。そして、定着装置１００ではこの非接触式温度センサ１１０の温度検知出力によってヒータ１０１を制御し、前述したように加熱ローラ１０２の表面温度を一定範囲に維持するようになっている。
【０００５】
ところで、特許文献１記載の発明は、赤外線が入射する部位に汚れが付着した場合でも正確な温度を得ることができる非接触式温度検知装置を得ることを目的とし、表面温度が既知である第１の領域の表面温度を検知する第１の非接触式温度センサと、温度測定対象である第２の領域の表面温度を検知する第２の非接触式温度センサと、前記第１の非接触式温度センサが検知した前記第１の領域の表面温度と前記第１の領域の既知の表面温度とのずれに基づいて前記第２の非接触式温度センサが検知する温度を補正するように構成されている。
【０００６】
その他、関連する発明として特許文献２ないし５に記載された発明も公知である。
【特許文献１】特開２００５−２４４４０号公報
【特許文献２】特願平５−３２３７１０号公報
【特許文献３】特開２００２−０２３５５０号公報
【特許文献４】特開２００２−３７２８９３号公報
【特許文献５】特開２００１−０３４１０９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
特許文献１記載の発明の目的から分かるように、サーモパイル等の非接触センサは赤外線受光部が何らかの外因で汚れると温度検知が正しく働かないという欠点がある。特許文献１記載の発明では、第１の領域の表面温度を既知とするために接触式温度検知センサを必要とし、第２の領域の温度を検出し、補正するために結局は３以上の温度検知センサが必要である。
【０００８】
本発明は、このような従来技術の実情に鑑みてなされたもので、その目的は、２つの温度検知センサによって汚れによる温度誤差を見つけ、定着温度制御不良をなくすことにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
前記目的を達成するため、第１の手段は、一対の回転体の間に記録媒体を通過させることにより、記録媒体上に画像を定着させる定着装置の温度を非接触で検出する温度検出器の汚れ検出方法において、前記回転体の温度を非接触で検知する第１の工程と、前記回転体設置環境の雰囲気温度を検知する第２の工程と、前記第１及び第２の工程で検知された温度を比較する第３の工程と、前記第３の工程で比較した温度差が予め設定されている値以上であったときに、前記温度検出器の検出部が汚れていると判断する第４の工程とを備えていることを特徴とする。
【００１０】
第２の手段は、第１の手段において、前記第１ないし第４の工程は、前回の定着部昇温時からの経過時間が予め設定された時間を越えたときに実行されることを特徴とする。
【００１１】
第３の手段は、一対の回転体の間に記録媒体を通過させることにより、記録媒体上に画像を定着させる定着装置において、前記回転体の少なくとも一方を加熱する加熱手段と、前記回転体の温度を非接触で検知する非接触温度検知手段と、前記回転体設置環境の雰囲気温度を検知する環境温度検知手段と、前記加熱手段による加熱直前の前記非接触温度検知手段及び前記環境温度検知手段のそれぞれの検知温度を比較して前記非接触温度検知手段の検知部の汚れの有無を検出する制御手段とを備えていることを特徴とする。
【００１２】
第４の手段は、第３の手段において、前記回転体は定着ベルトを含むことを特徴とする。
【００１３】
第５の手段は、第３又は第４の手段において、前記加熱手段は１以上の加熱源を備えていることを特徴とする。
【００１４】
第６の手段は、第３ないし第５のいずれかの手段において、前記制御手段は、前回の定着部昇温時からの経過時間が予め設定された時間を越えたときに前記汚れの有無の検知を実行することを特徴とする。
【００１５】
第７の手段は、第６の手段において、前記予め設定された時間は、記憶手段から得られた時間管理情報に基づいて設定されることを特徴とする。
【００１６】
第８の手段は、第７の手段において、前記記憶手段は不揮発性メモリであることを特徴とする。
【００１７】
第９の手段は、第３の手段において、前記環境温度検知手段は定着部の温度変化に影響を受けない個所に設けられていることを特徴とする。
【００１８】
第１０の手段は、第３の手段において、前記検出手段によって検出された汚れ具合が一定量を上回ったときには、その旨表示をする表示手段を備えていることを特徴とする。
【００１９】
第１１の手段は、第１ないし第１０のいずれかの手段に係る定着装置を画像形成装置が備えていることを特徴とする。
【００２０】
なお、後述の実施形態において、前記回転体は定着ベルト３３０と加圧ローラ３４０に、記録媒体は転写紙２１２に、定着装置は参照符号３００に、加熱手段は第１及び第２の加熱ヒータ３２１，３２２あるいは加圧ヒータ３４１に、非接触温度検知手段は温度検知センサ３５０（サーモパイル６０９）に、環境温度検知手段は環境温度センサ６１０に、制御手段はＣＰＵ６０１に、記憶手段はＮＶ−ＲＡＭ６０４に、表示手段は操作部６０５にそれぞれ対応する。
【発明の効果】
【００２１】
本発明によれば、加熱手段による加熱直前の非接触温度検知手段及び環境温度検知手段のそれぞれの検知温度を比較して非接触温度検知手段の検知部の汚れの有無を検出するので、２つの温度検知手段によって定着温度制御不良をなくすことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
以下、本発明の実施形態について図面を参照して説明する。
【００２３】
図１は本発明の実施形態に係るカラー画像形成装置としてのカラープリンタの概略構成を示す図である。図１において、カラープリンタは作像部１００、給紙部２００、定着部（定着装置）３００及び排紙部２５０から基本的に構成されている。
【００２４】
作像部１００は、ＣＭＹＫ各色の感光体ドラム１０１Ｃ，１０１Ｍ，１０１Ｙ，１０１Ｋと、各感光体ドラム１０１Ｃ，１０１Ｍ，１０１Ｙ，１０１Ｋに対して光書き込みを行う図示しない各色毎の書き込みユニットと、各感光体ドラム１０１Ｃ，１０１Ｍ，１０１Ｙ，１０１Ｋと接触し、駆動プーリと従動プーリとの間に張設された転写ベルト１０２と、転写ベルト１０２を挟んで各感光体ドラム１０１Ｃ，１０１Ｍ，１０１Ｙ，１０１Ｋと対向する位置に設けられた転写ローラ１０３Ｃ，１０３Ｍ，１０３Ｙ，１０３Ｋと、黒転写部の下流側であって縦搬送路１０５を挟んで設けられた転写ローラ１０４とから主に構成されている。
【００２５】
給紙部２００は、第１及び第２の給紙トレイ２１０，２２０と、給紙トレイ２１０，２２０から給紙ローラ２１１，２２１によって繰り出された転写紙２１２，２２２を縦搬送路１０５に搬送するための転写紙搬送経路１０６と、縦搬送路１０５に手差しで転写紙を送り込むための手差しトレイ２３０とから構成されている。
【００２６】
定着装置３００は縦搬送路１０５の転写紙搬送方向下流側に設けられ、定着ローラ３１０、加熱ローラ３２０、定着ベルト３３０及び加圧ローラ３４０とからなる。
【００２７】
排紙部２５０は、定着装置３００の転写紙搬送方向下流側に設けられ、排紙ローラ２６０と排紙トレイ２７０から構成されている。
【００２８】
このように構成されたカラープリンタでは、給紙トレイ２１０，２２０又は手差しトレイ２３０から給紙された転写紙は、縦搬送路１０５に送り出され、現像・転写を行う作像部１００で作像され、転写ベルト１０２の表面に重畳されたフルカラーの画像が転写ローラ１０４によって転写紙に転写される。転写紙上に転写された未定着画像は定着装置３００に送られ、ヒータ等の熱源により表面が加熱された定着ベルト３３０の内側で駆動及び従動する定着ローラ３１０と加圧ローラ３４０で形成されるニップを通過することにより転写紙の表面に定着されて半永久画像となり、排紙トレイ２７０に排出される。
【００２９】
図２は定着装置（定着ユニット）３００の詳細な構成を示す図である。定着装置３００は定着ローラ３１０、加熱ローラ３２０及び両者間に張架された定着ベルト３３０を備え、定着ローラ３１０及び加熱ローラ３２０は固定され、図示しないスプリング（加圧手段あるいは弾性付勢手段）によって加圧されたベルト張架部材（テンションローラ）３３１によって適切なテンションを保持する。また、定着ベルト３３０の内部側に位置し、弾性体で形成される定着ローラ３１０と加圧ローラ３２０との間には適切な圧力が加わり、これにより定着ベルト３３０と加圧ローラ３４０間にニップが形成される。
【００３０】
加熱ローラ３２０の内部には第１及び第２の加熱ヒータ３２１，３２２が設けられ、この加熱ヒータ３２１，３２２によって加熱ローラ３２０を内部から加熱し、定着ベルト３３０を加熱する。
【００３１】
加熱ヒータ３２１，３２２は２個以上あり、それらは通紙時には互いにオン状態が重なってもよいように制御しているので、最大消費電力を低減し、かつ、フリッカ規制への対応をしながら、加熱ヒータ３２１，３２２の制御を、お互いの状態によらない単純な制御にすることができる。
【００３２】
複数の加熱ヒータ３２１，３２２の少なくとも１つは中央部に配光特性を持った中央部ヒータから、他の少なくとも１つは端部に配光特性を持った端部ヒータからそれぞれ構成され、機能を分けた複数のヒータによって加熱するようにしているので、最大消費電力を低減し、かつフリッカ規制への対応が可能となる。
【００３３】
なお、この実施形態では、加熱ヒータ３２１，３２２は２個であるが、それ以上多くともよい。また、加熱ローラ３２０の外周部にも温度検知センサ３５０が設けられ、定着ベルト３３０の表面温度を非接触で検知し、この検知した定着ベルト３３０の表面温度に基づいて第１の加熱ヒータ３２１の通電を制御し、定着ベルト３３０の表面温度を適切な温度範囲に制御する。前記温度検知センサ３５０はサーモパイル等の非接触センサからなっている。
【００３４】
加圧ローラ３４０の内部にも加熱用ヒータ（以下、加圧ヒータと称す）３４１が設けられ、加圧ローラ３４０の外周部に設けられた温度検知センサ３５１により加圧ローラ３４０の表面温度を検知し、この検知した加圧ローラ３４０の表面温度に基づいて加圧ヒータ３４１の通電を制御し、加圧ローラ３４０の表面温度を適切な温度範囲に制御する。なお、加圧ローラ３４０の外周部にはクリーニング部材３６０が設けられ、加圧ローラ３４０の表面に付着した汚れを清掃するようになっている。
【００３５】
この実施形態では、定着側回転体（定着ベルト３３０）側が転写紙Ｐの画像面側、加圧側回転体（加圧ローラ３４０）側が非画像側であり、転写紙２１２に形成された未定着画像Ｔ１は上記の如く加熱されたニップ部を通過する間に転写紙２１２に定着される。すなわち、転写紙２１２の表面に定着トナー像Ｔ２が付着し、定着されることになる。
【００３６】
なお、符号３７１は入口ガイド板、３７２は分離部材、３７３は出口ガイド板である
図３は、本実施形態に係る画像形成装置の制御回路の構成を示すブロック図である。本実施形態に係る制御回路は、ＣＰＵ６０１、ＲＯＭ６０２、ＲＡＭ６０３、ＮＶ−ＲＡＭ６０４、操作部６０５、電送制御部６０６、画像メモリ６０７、画像処理部６０８、サーモパイル６０９及び環境温度センサ６１０からなる。ＣＰＵ６０１は、ＲＯＭ６０２、ＲＡＭ６０３を有し、ＲＡＭ６０３をワークエリアとして使用しながらＲＯＭ６０２に格納されたプログラムを実行することにより画像形成装置全体の制御を行う。ＮＶ−ＲＡＭ６０４は、製品データ保存用の不揮発性メモリとして機能し、その付け替えによりＰＣＢ交換時にも製品データを引き継ぐことができる。また、ＮＶ−ＲＡＭ６０４は内部を複数エリアに分割して同一データを保存する方法で、ソフトウエア上の設定を行う。
【００３７】
操作部６０５はオペレータが本実施形態に係る画像形成装置の操作入力を行うためのもので、入力やメッセージのための表示部も備えている。電装制御部６０６では、本画像形成装置の電装品のメカコントロール制御全般のＩ／Ｆを行う。さらに、画像メモリ６０７には画像処理のための画像情報及び画像処理後の画像情報が記憶され、画像処理部６０８によって処理すべき画像データ及び処理された画像データが格納される。また、電装制御部６０６ブロックには、サーモパイル６０９と環境温度センサ６１０が接続され、サーモパイル６０９が非接触型の前記温度検知センサ３５０として機能する。また、環境温度センサ６１０は定着部温度変化に影響を受けない箇所、例えば図１で示すような画像形成装置内の定着装置３００の配設個所とは反対の側で、定着用のヒータによる熱上昇の影響を受けない個所（ここでは下部）に設けられる。なお、この設置位置は、単なる例示であって、画像形成装置の部品の配置構成や定着装置３００の位置に応じて適宜設定されるもので、前記位置に限定されるものではない。
【００３８】
図４は本実施形態における処理手順を示すフローチャートであり、図３のＣＰＵ６０１がＲＯＭ６０２に格納されたプログラムを実行することにより処理される。この処理ではコピー要求等で定着ヒータ制御が開始されると（ステップＳ１０１）、サーモパイル６０９で検知されたサーモパイル温度ａを取得する（ステップＳ１０２）。次いで、予め規定された時間が経過すると、環境温度センサ６１０から機器環境温度を取得し（ステップＳ１０３）、ステップＳ１０２で取得したサーモパイル６０９の検出温度ａと比較する（ステップＳ１０５）。そして、前記温度ａとｂとの差の絶対値が閾値ｃより大きければ、サーモパイル６０９の赤外光の光路が汚れていると判定し（ステップＳ１０６）、操作部６０５にその旨、ユーザ指示として表示する。
【００３９】
なお、ステップＳ１０３で規定時間ｎ秒経過する前、及びステップＳ１０５で温度差の絶対値が閾値以下であれば、通常の定着制御を実行する（ステップＳ１０８）。
【００４０】
前記規定時間ｎ秒は実験で求められた値であり、機器の種類や熱源の立ち上がり時間などによって種々設定され、一般的には６００秒（１０分）ないし３６００秒（１時間）である。また、汚れの有無を検知するための閾値が１つであれば、汚れの有無を検知することになるが、閾値を複数個設定し、各閾値毎に大小を比較すると、汚れの程度も検知することができる。前記閾値は、電圧でＣＰＵ検知（Ａ／Ｄ変換）することから、例えば５Ｖ系のコントロールシステムを採用している回路では、０〜５Ｖの範囲で閾値を設定し汚れを峻別することが可能である。
【００４１】
以上のように、本実施形態によれば、
１）機器の設置温度を検知する環境温度検知センサの温度とサーモパイル等の非接触センサとの検出温度の差異を判定しているので、汚れによる温度誤差を見つけ、定着温度制御不良をなくすことができる。  
２）前回の定着ヒータｏｎ時よりの経過時間を検知して常温まで冷えたことを判定し、その結果により両センサの一致を判定しているので、判定精度の向上を図ることができる。３）環境温度とは、定着部（サーモパイル検出部）の温度変化に影響を受けない個所であるので、定着温度状態に左右されることなく判定を行うことができる。  
４）機器のメイン電源がｏｆｆされたり、省エネモード等の一部制御系電源シャットダウン時にも、経過時間は計測されているので、機器状態に限らずに判定精度を向上させることができる。  
５）検出された汚れ具合が許容された量を上回った場合、ユーザに改善を指示しているので、機器状態を正常に保つことができる。  
等の効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００４２】
【図１】本発明の実施形態に係るカラー画像形成装置としてのカラープリンタの概略構成を示す図である。
【図２】定着装置（定着ユニット）の詳細な構成を示す図である。
【図３】本実施形態に係る画像形成装置の制御回路の構成を示すブロック図である。
【図４】本実施形態における処理手順を示すフローチャートである。
【図５】従来例に係るサーモパイルの全体構成を示す斜視図である。
【図６】図５に示したサーモパイルの縦断面図である。
【符号の説明】
【００４３】
１００  作像部
１０５  縦搬送路
２００  給紙部
２１２  転写紙
２５０  排紙部
３００  定着装置
３１０  定着ローラ
３２０  加熱ローラ
３２１，３２２  加熱ヒータ
３３０  定着ベルト
３４０  加圧ローラ
３４１  加圧ヒータ
３５０  温度検知センサ（サーモパイル）
６０１  ＣＰＵ
６０４  ＮＶ−ＲＡＭ
６０５  操作部
６０９  サーモパイル
６１０  環境温度センサ
【図１】
2007041306.tif 000003
【図２】
2007041306.tif 000004
【図３】
2007041306.tif 000005
【図４】
2007041306.tif 000006
【図５】
2007041306.tif 000007
【図６】
2007041306.tif 000008