(57)【要約】【課題】定着部材の温度を測定して、用紙の種類をできるだけ短時間で正確に判定することができる画像形成装置を提供する。【解決手段】用紙を収納する給紙トレイと、給紙トレイに収納された用紙を搬送する搬送部と、搬送部により搬送された用紙上にトナー画像を形成する画像形成部と、画像形成部により形成されたトナー画像を用紙に加熱定着させる定着部材と、定着部材の温度を検知する温度センサーと、定着部材を加熱するヒーターと、画像形成動作の開始後、定着部材の温度が、用紙への加熱定着処理の開始により一旦低下した後上昇に転じる下限値に到達したことを検出する検出部と、画像形成動作の開始後の所定の基準時点から下限値に到達したことが検出された時点までの経過時間Ｔｘ、および、基準時点における定着部材の温度と下限値との温度差Ｔｄのうちの少なくとも一方に基づいて、用紙の種類を判定する判定部と、を有する画像形成装置。【選択図】図７
2016212260.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
用紙を収納する給紙トレイと、
前記給紙トレイに収納された用紙を搬送する搬送部と、
前記搬送部により搬送された用紙上にトナー画像を形成する画像形成部と、
前記画像形成部により形成されたトナー画像を用紙に加熱定着させる定着部材と、
前記定着部材の温度を検知する温度センサーと、
前記定着部材を加熱するヒーターと、
画像形成動作の開始後、前記定着部材の温度が、用紙への加熱定着処理の開始により一旦低下した後上昇に転じる下限値に到達したことを検出する検出部と、
前記画像形成動作の開始後の所定の基準時点から前記下限値に到達したことが検出された時点までの経過時間、および、前記基準時点における前記定着部材の温度と前記下限値との温度差のうちの少なくとも一方に基づいて、前記用紙の種類を判定する判定部と、
を有する画像形成装置。
【請求項２】
前記判定部は、前記温度差が大きいほど前記用紙が厚いと判定する、請求項１に記載の画像形成装置。
【請求項３】
前記判定部は、前記経過時間が長いほど前記用紙が厚いと判定する、請求項１または２に記載の画像形成装置。
【請求項４】
前記判定部により判定された前記用紙の種類を前記ヒーターの制御パラメーターに反映させて、前記ヒーターの動作を制御する制御部をさらに有する、請求項１〜３のいずれか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、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では、画像が形成される用紙の種類に応じて、トナー画像を用紙に加熱定着させる定着部の制御パラメーターが変更される。たとえば、用紙が厚紙の場合、加熱ローラーの温度は、用紙が普通紙の場合よりも高く設定される。
【０００３】
これに関連して、下記の特許文献１には、１枚の用紙が定着部を通過する前後の加熱ローラーの温度を測定し、温度勾配から用紙の種類を判定する技術が開示されている。この技術によれば、用紙の種類を自動的に判定して、定着部の制御パラメーターを決定することができる。
【０００４】
しかしながら、この技術では、１枚の用紙が定着部を通過する際の小さな温度変化を測定するため、用紙の種類を正しく判定できないおそれがある。一方、複数枚の用紙が定着部を通過する際の温度変化を測定することも考えられるが、用紙の種類を判定するための時間が長過ぎれば、定着部の状態が安定するまでの時間も長くなり、好ましくない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００８−１８０９４７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は、上述した課題に鑑みてなされたものである。したがって、本発明の目的は、定着部材の温度を測定して、用紙の種類をできるだけ短時間で正確に判定する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】
【０００７】
本発明の上記目的は、下記の手段によって達成される。
【０００８】
（１）用紙を収納する給紙トレイと、前記給紙トレイに収納された用紙を搬送する搬送部と、前記搬送部により搬送された用紙上にトナー画像を形成する画像形成部と、前記画像形成部により形成されたトナー画像を用紙に加熱定着させる定着部材と、前記定着部材の温度を検知する温度センサーと、前記定着部材を加熱するヒーターと、画像形成動作の開始後、前記定着部材の温度が、用紙への加熱定着処理の開始により一旦低下した後上昇に転じる下限値に到達したことを検出する検出部と、前記画像形成動作の開始後の所定の基準時点から前記下限値に到達したことが検出された時点までの経過時間、および、前記基準時点における前記定着部材の温度と前記下限値との温度差のうちの少なくとも一方に基づいて、前記用紙の種類を判定する判定部と、を有する画像形成装置。
【０００９】
（２）前記判定部は、前記温度差が大きいほど前記用紙が厚いと判定する、上記（１）に記載の画像形成装置。
【００１０】
（３）前記判定部は、前記経過時間が長いほど前記用紙が厚いと判定する、上記（１）または（２）に記載の画像形成装置。
【００１１】
（４）前記判定部により判定された前記用紙の種類を前記ヒーターの制御パラメーターに反映させて、前記ヒーターの動作を制御する制御部をさらに有する、上記（１）〜（３）のいずれか１つに記載の画像形成装置。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、画像形成動作の開始後の定着部材の温度推移の中で、用紙の種類に応じた定着部材の温度特性の違いが最初に顕著に現れる特徴的な点を検出して、用紙の種類を判定するため、用紙の種類をできるだけ短時間で正確に判定することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の一実施形態に係る画像形成装置の概略構成を示す図である。
【図２】画像形成装置のハードウェア構成を示すブロック図である。
【図３】定着部の概略構成を示す図である。
【図４】電源部の構成を示す模式図である。
【図５】用紙種類判定処理の手順を示すフローチャートである。
【図６】制御パラメーターを決定するための変換テーブルの一例を示す図である。
【図７】用紙の種類と加熱ローラーの温度との関係を示す図である。
【図８】用紙種類判定処理の効果を説明するための図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、図面を参照して、本発明の実施形態を詳細に説明する。なお、図面の説明において同一の要素には同一の符号を付し、重複する説明を省略する。また、図面の寸法比率は、説明の都合上誇張されており、実際の比率とは異なる場合がある。
【００１５】
図１は、本発明の一実施形態に係る画像形成装置１００の概略構成を示す図であり、図２は、画像形成装置１００のハードウェア構成を示すブロック図である。図３は、定着部１５０の概略構成を示す図であり、図４は、電源部１８０の構成を示す模式図である。
【００１６】
図１および図２に示すとおり、画像形成装置１００は、制御部１１０、操作表示部１２０、画像読取部１３０、画像形成部１４０、定着部１５０、定着駆動部１６０、記憶部１７０、電源部１８０、給紙搬送部１９０、およびこれらを電気的に接続する信号線２００を備える。
【００１７】
制御部１１０は、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ  Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ  Ｕｎｉｔ）、ＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ  Ａｃｃｅｓｓ  Ｍｅｍｏｒｙ）、およびＲＯＭ（Ｒｅａｄ  Ｏｎｌｙ  Ｍｅｍｏｒｙ）を備え、ＲＯＭおよび記憶部１７０等に記憶された各種のプログラムを適宜読み出してＲＡＭ上に展開し、これをＣＰＵが実行することにより種々の機能を実現する。
【００１８】
操作表示部１２０は、たとえば、ＬＣＤ（Ｌｉｑｕｉｄ  Ｃｒｙｓｔａｌ  Ｄｉｓｐｌａｙ）の表示面に、タッチセンサーを重畳して配置させたものであり、操作画面を表示したり、ユーザーによる各種操作を受け付けたりする。
【００１９】
画像読取部１３０は、ミラー、レンズから構成される光学系とＣＣＤ（Ｃｈａｒｇｅ  Ｃｏｕｐｌｅｄ  Ｄｅｖｉｃｅ）イメージセンサー等の撮像装置を備え、プラテンガラスに載置した原稿あるいは不図示のＡＤＦ（Ａｕｔｏ  Ｄｏｃｕｍｅｎｔ  Ｆｅｅｄｅｒ）から搬送された原稿を読み取り、画像データを生成する。
【００２０】
画像形成部１４０は、Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋの各色のトナーに対応した現像ユニット１４１Ｙ〜１４１Ｋを備える。各現像ユニット１４１Ｙ〜１４１Ｋにより帯電、露光、および現像のプロセスを経て形成されたトナー画像は、中間転写ベルト１４２上に順次重ねられて、２次転写ローラー１４３により用紙Ｓ上に転写される。
【００２１】
定着部１５０は、定着部材としての加熱ローラー１５１および加圧ローラー１５２を備え、両ローラーの定着ニップに搬送された用紙Ｓを加熱および加圧して、用紙Ｓ上のトナー画像をその表面に溶融定着する。加熱ローラー１５１の近傍には、温度センサー１５３〜１５５が備えられている。
【００２２】
図３（ａ）に示すとおり、加熱ローラー１５１は、内側から順に、円筒形の金属からなる芯金１５１ａ、その表面に形成したシリコーンゴムや発泡シリコーンゴム等の素材からなる弾性層１５１ｂ、およびフッ素樹脂等の離型層１５１ｃを備える。芯金の内部には２本のハロゲンランプのヒーター１５６，１５７が配置されている。用紙Ｓの搬送方向に直交する加熱ローラー１５１の回転軸方向（以下、単に「幅方向」と称する）の長さは、搬送可能な最大用紙幅の用紙Ｓを定着可能な十分な長さを有する。２本のヒーター１５６，１５７は、画像形成装置１００において給紙可能な複数段階の用紙幅に応じた異なる配熱分布（配光特性）のヒーターから構成されていてもよい。たとえば、ヒーター１５６は、中央部の発熱量が両端部よりも大きい発熱量分布の中央ヒーターであり、ヒーター１５７は、両端部の発熱量が中央部よりも大きい発熱量分布の端部ヒーターを採用できる。なお、ヒーターの本数は２本に限られず、１本のヒーターが用いられても、３本以上のヒーターが用いられてもよい。
【００２３】
加圧ローラー１５２は、内側から順に、円筒形の金属からなる芯金１５２ａ、その表面に形成したシリコーンゴムや発泡シリコーンゴム等の素材からなる弾性層１５２ｂ、およびフッ素樹脂等の離型層１５２ｃを備える。加圧ローラー１５２の外径や軸方向の長さは、加熱ローラー１５１と同程度である。なお、加圧ローラー１５２の芯金の内側にもヒーターを配置するようにしてもよい。
【００２４】
温度センサー１５３〜１５５は、加熱ローラー１５１の表面の温度を検知する。温度センサー１５３〜１５５は、それぞれ中央部、奥側、手前側といったように幅方向において異なる位置に配置されており、加熱ローラー１５１の幅方向の温度分布を測定する。温度センサー１５３〜１５５としては、たとえば、加熱ローラー１５１に対して非接触に配置されたサーミスターが用いられる。
【００２５】
定着駆動部１６０は、駆動モーターを備え、これにより加熱ローラー１５１、または、加熱ローラー１５１と加圧ローラー１５２の両方を回転駆動する。また、定着駆動部１６０は、カム機構と駆動源から構成される当接／離間機構１６１を備え、これにより加圧ローラー１５２を「当接位置」および「離間位置」間で移動させる。図３（ａ）に示すとおり、「当接位置」では、加圧ローラー１５２は、加熱ローラー１５１に向けて所定の圧力で付勢されており、両ローラー間に定着ニップが形成される。図３（ｂ）に示すとおり、「離間位置」では、加圧ローラー１５２は下方に待避する。「離間位置」では、加圧ローラー１５２と加熱ローラー１５１は非接触である。画像形成装置１００の待機状態において、加圧ローラー１５２は静止しているが、加熱ローラー１５１は、通常（画像形成時）の回転速度よりも低速で回転する。また、待機状態では、加熱ローラー１５１の温度は、画像形成時の温度よりも低い温度に維持されている。
【００２６】
記憶部１７０は、ＨＤＤ（Ｈａｒｄ  Ｄｉｓｋ  Ｄｒｉｖｅ）またはＳＳＤ（Ｓｏｌｉｄ  Ｓｔａｔｅ  Ｄｒｉｖｅ）等の半導体メモリで構成される補助記憶装置である。記憶部１７０には、温度センサー１５３〜１５５の検知温度からデューティ比を算出するための複数種類の制御パラメーターが記憶されている。
【００２７】
電源部１８０は、複数のスイッチング素子１８１，１８２およびゼロクロス検知部１８３を備える。図４に示すとおり、電源部１８０は、たとえば、電圧１００Ｖ、周波数５０／６０Ｈｚの商用交流電源１８５に接続され、ヒーター１５６，１５７や画像形成装置１００の各部に電力を供給する。ゼロクロス検知部１８３は、商用交流電源１８５の電圧出力が０Ｖを横切るタイミングでゼロクロス信号を出力する。なお、図４において省略して記載しているが、ヒーター１５６，１５７のそれぞれは、交流電源１８５と並列接続しており、それぞれの電力線にはヒーター１５６，１５７に対応してスイッチング素子１８１，１８２がそれぞれ設けられている。
【００２８】
制御部１１０は、ゼロクロス信号を用いて商用交流電源１８５の半波の整数倍の所定の期間を制御周期としたデューティ制御を行う。この制御周期としては、たとえば、１５半波長である。１５半波長の制御周期は、５０Ｈｚの商用電源であれば３００ｍｓｅｃに相当する。制御部１１０は、ゼロクロス信号に同期させてスイッチング素子１８１，１８２を制御して、半波単位でのヒーター１５６，１５７のオン／オフ制御を行う。制御周期内の１５半波のうち、たとえば、１半波の期間ヒーター１５６，１５７をオンすればデューティ比は６．７％になり、１５半波の期間（全期間）ヒーター１５６，１５７をオンすればデューティ比は１００％になる。
【００２９】
給紙搬送部１９０は、複数の給紙トレイ１９１，１９２および搬送モーター（不図示）により駆動される複数の搬送ローラー対を備える。給紙トレイ１９１，１９２の内部には多数の用紙Ｓが収納される。給紙トレイ１９１，１９２に収納される用紙Ｓは１枚ずつ下流側の搬送経路に給紙される。
【００３０】
なお、画像形成装置１００は、それぞれ上述した構成要素以外の構成要素を含んでいてもよく、あるいは、上述した構成要素のうちの一部が含まれていなくてもよい。
【００３１】
以上のとおり構成される画像形成装置１００では、画像形成動作の開始後、加熱ローラー１５１の温度推移が測定されることにより、用紙Ｓの種類が判定される。以下、図５〜図８を参照して、画像形成装置１００の動作について説明する。
【００３２】
図５は、画像形成装置１００により実行される用紙種類判定処理の手順を示すフローチャートである。なお、図５のフローチャートにより示されるアルゴリズムは、記憶部１７０にプログラムとして記憶されており、ＣＰＵによって実行される。また、以下では、画像形成装置１００によりコピー処理を実行する場合を例に挙げて説明する。
【００３３】
ユーザーからのコピー開始指示を受け付けると、画像形成装置１００は、オン／オフ制御を開始する（ステップＳ１０１）。より具体的には、まず、加圧ローラー１５２が「当接位置」に移動し、加熱ローラー１５１とともに回転する。そして、画像形成装置１００の制御部１１０が、加熱ローラー１５１の温度が目標温度よりも高い場合には、加熱ローラー１５１内部のヒーター１５６，１５７をオフにし、目標温度よりも低い場合には、ヒーター１５６，１５７を固定のデューティ比（たとえば、ともに１００％）でオンにするオン／オフ制御を開始する。
【００３４】
次に、画像形成装置１００は、オン／オフ制御タイマーをスタートする（ステップＳ１０２）。より具体的には、画像形成装置１００の制御部１１０が、オン／オフ制御の開始時点からの経過時間を測定するためのタイマーをスタートさせる。
【００３５】
次に、画像形成装置１００は、現在の温度を記憶する（ステップＳ１０３）。より具体的には、画像形成装置１００の制御部１１０が、たとえば、中央部の温度センサー１５３により検知される加熱ローラー１５１の現在の温度を、オン／オフ制御の開始時点における加熱ローラー１５１の温度としてＲＡＭに記憶する。
【００３６】
以上のとおり、図５のステップＳ１０１〜Ｓ１０３に示す処理によれば、画像形成動作の開始に伴い、ヒーター１５６，１５７のオン／オフ制御が開始されるとともに、オン／オフ制御の開始時点からの経過時間の測定が開始される。また、オン／オフ制御の開始時点おける加熱ローラー１５１の温度が記憶される。オン／オフ制御の開始後、画像形成部１４０によりトナー画像が形成された用紙Ｓが定着部１５０に搬送され、定着部１５０は、画像形成部１４０から搬送される用紙Ｓに対して加熱定着処理を行う。加熱定着処理の開始直後、加熱ローラー１５１はヒーター１５６，１５７により加熱されるものの、ヒーター１５６，１５７により付与される熱は、加熱ローラー１５１の表面にまで即座には伝わらない。その一方で、画像形成部１４０から定着部１５０に連続的に搬送される用紙Ｓにより、加熱ローラー１５１の表面の熱が奪われる。したがって、加熱定着処理の開始直後、加熱ローラー１５１の表面の温度は一旦低下する。
【００３７】
次に、画像形成装置１００は、温度検知タイマーをリセットする（ステップＳ１０４）。より具体的には、画像形成装置１００の制御部１１０が、加熱ローラー１５１の温度を所定周期（たとえば、６００ｍｓｅｃ）で測定するためのタイマーをリセットする。
【００３８】
次に、画像形成装置１００は、所定時間が経過したか否かを判断する（ステップＳ１０５）。より具体的には、画像形成装置１００の制御部１１０が、ステップＳ１０４に示す処理でタイマーをリセットしてから、所定時間（たとえば、６００ｍｓｅｃ）が経過したか否かを判断する。
【００３９】
所定時間が経過していないと判断する場合（ステップＳ１０５：ＮＯ）、画像形成装置１００は、所定時間が経過するまで待機する。一方、所定時間が経過したと判断する場合（ステップＳ１０５：ＹＥＳ）、画像形成装置１００は、現在の温度を取得する（ステップＳ１０６）。より具体的には、画像形成装置１００の制御部１１０が、中央部の温度センサー１５３により検知される加熱ローラー１５１の現在の温度を取得する。
【００４０】
次に、画像形成装置１００は、前回の温度と現在の温度とを比較する（ステップＳ１０７）。より具体的には、画像形成装置１００の制御部１１０が、ステップＳ１０６に示す処理で取得した温度から、その直前（たとえば、６００ｍｓｅｃ前）に取得した温度を差し引いて、前回の温度と今回の温度との温度差を算出する。
【００４１】
そして、画像形成装置１００は、温度勾配が０以上であるか否かを判断する（ステップＳ１０８）。より具体的には、画像形成装置１００の制御部１１０が、ステップＳ１０７に示す処理で算出した温度差が０以上であるか否か判断する。言い換えれば、制御部１１０は、加熱定着処理の開始により一旦低下した加熱ローラー１５１の表面の温度が、上昇に転じたか否かを判断する。
【００４２】
温度勾配が０未満であると判断する場合（ステップＳ１０８：ＮＯ）、画像形成装置１００は、ステップＳ１０４の処理に戻る。そして、温度勾配が０以上になるまで、ステップＳ１０４以下の処理を繰り返す。
【００４３】
一方、温度勾配が０以上であると判断する場合（ステップＳ１０８：ＹＥＳ）、画像形成装置１００は、オン／オフ制御タイマーをストップする（ステップＳ１０９）。より具体的には、画像形成装置１００の制御部１１０が、加熱ローラー１５１の温度が上昇に転じたとして、ステップＳ１０２に示す処理でスタートさせたオン／オフ制御タイマーをストップさせる。
【００４４】
次に、画像形成装置１００は、現在の温度を記憶する（ステップＳ１１０）。より具体的には、画像形成装置１００の制御部１１０が、ステップＳ１０６に示す処理で取得した温度を、加熱ローラー１５１の温度の下限値としてＲＡＭに記憶する。
【００４５】
以上のとおり、図５のステップＳ１０４〜Ｓ１１０に示す処理によれば、加熱ローラー１５１の温度推移が測定され、加熱ローラー１５１の温度が、用紙Ｓへの加熱定着処理の開始により一旦低下した後上昇に転じる下限値に到達したことが検出される。そして、オン／オフ制御の開始時点からの経過時間の測定が停止されるとともに、加熱ローラー１５１の温度が記憶される。
【００４６】
次に、画像形成装置１００は、ＰＩＤ制御パラメーターを決定する（ステップＳ１１１）。より具体的には、画像形成装置１００の制御部１１０が、まず、オン／オフ制御の開始時点から加熱ローラー１５１の温度が上記下限値に到達するまでの到達時間Ｔｘとして、オン／オフ制御タイマーにより測定された経過時間を取得する。また、制御部１１０は、オン／オフ制御の開始時点における加熱ローラー１５１の温度と上記下限値との温度差Ｔｄとして、ステップＳ１０３に示す処理で記憶した温度とステップＳ１１０に示す処理で記憶した温度との温度差を算出する。そして、制御部１１０は、所定の変換テーブル２１０，２２０（図６参照）を参照して、到達時間Ｔｘおよび温度差Ｔｄから、ヒーター１５６，１５７のＰＩＤ制御パラメーターとして、目標温度ならびにＰ定数、Ｉ定数、およびＤ定数を決定する。
【００４７】
図６は、制御パラメーターを決定するための変換テーブル２１０，２２０の一例を示す図である。図６（ａ）は、ＰＩＤ制御の目標温度を決定するための変換テーブル２１０の一例を示す図であり、図６（ｂ）は、ＰＩＤ制御のＰ定数を決定するための変換テーブル２２０の一例を示す図である。
【００４８】
図６（ａ）に示すとおり、変換テーブル２１０では、到達時間Ｔｘと温度差Ｔｄと目標温度とが相互に関連付けられている。具体的には、到達時間Ｔｘが長いほど、かつ、温度差Ｔｄが大きいほど、用紙が厚いとして、より高い目標温度が関連付けられている。また、図６（ｂ）に示すとおり、変換テーブル２２０では、到達時間Ｔｘと温度差ＴｄとＰ定数とが相互に関連付けられている。具体的には、到達時間Ｔｘが長いほど、かつ、温度差Ｔｄが大きいほど、用紙が厚いとして、より大きな値が関連付けられている。
【００４９】
ステップＳ１１１に示す処理では、変換テーブル２１０，２２０が参照され、到達時間Ｔｘおよび温度差Ｔｄから、ヒーター１５６，１５７の制御パラメーターが決定される。たとえば、到達時間Ｔｘが４ｓｅｃで、温度差Ｔｄが７℃であれば、目標温度１７０℃、Ｐ定数５が決定される。なお、Ｉ定数およびＤ定数についても同様に、到達時間Ｔｘが長いほど、かつ、温度差Ｔｄが大きいほど、より大きな値が決定される。
【００５０】
そして、画像形成装置１００は、ＰＩＤ制御に移行し（ステップＳ１１２）、処理を終了する。より具体的には、画像形成装置１００の制御部１１０が、加熱ローラー１５１のオン／オフ制御を停止し、ステップＳ１１１に示す処理で決定した制御パラメーターを適用してＰＩＤ制御を開始する。なお、ＰＩＤ制御によりデューティ比を算出し、ヒーター１５６，１５７を制御する技術自体は、公知の技術であるため詳細な説明は省略する。
【００５１】
以上のとおり、図５に示すフローチャートの処理によれば、オン／オフ制御の開始後、加熱ローラー１５１の温度が、用紙Ｓへの加熱定着処理の開始により一旦低下した後上昇に転じる下限値に到達したことが検出される。そして、加熱ローラー１５１の温度が下限値に到達するまでの到達時間Ｔｘ、および、オン／オフ制御の開始時点における加熱ローラー１５１の温度と下限値との温度差Ｔｄに基づいて、用紙の種類が判定され、判定された用紙の種類がヒーター１５６，１５７のＰＩＤ制御パラメーターに反映される。このような構成によれば、用紙の種類に応じた制御パラメーターを適用して加熱定着処理が行われるため、画像形成装置１００により用紙Ｓ上に形成される画像の品質を向上させることができる。
【００５２】
なお、図５に示すフローチャートでは、ステップＳ１０８に示す処理で温度勾配が０以上であると１回判断されると、加熱ローラー１５１の温度が下限値に到達したと判断された。しかしながら、温度勾配が０以上であると１回判断されただけでは、加熱ローラー１５１の温度が下限値に到達したとは判断せず、温度勾配が０以上であると複数回判断されて初めて、加熱ローラー１５１の温度が下限値に到達したと判断してもよい。
【００５３】
図７は、用紙の種類と加熱ローラー１５１の温度との関係を示す図である。図７の縦軸は温度であり、横軸は時間である。図７は、異なる３種類の用紙を通紙した場合の加熱ローラー１５１の温度推移を示す。図７の実線は、厚紙を通紙した場合の温度推移を示し、図７の一点鎖線は、薄紙を通紙した場合の温度推移を示す。図７の破線は、普通紙を通紙した場合の温度推移を示す。
【００５４】
図７に示すとおり、オン／オフ制御の開始直後は、ヒーター１５６，１５７から付与される熱が加熱ローラー１５１の表面まで十分に伝わらず、用紙が定着部１５０を通過すれば、用紙により熱を奪われ、加熱ローラー１５１の表面の温度は一旦低下する。その後、オン／オフ制御によりヒーター１５６，１５７から付与される熱が加熱ローラー１５１の表面まで十分に伝われば、加熱ローラー１５１の表面の温度低下が停止し、温度が上昇し始める。ここで、オン／オフ制御の開始時点から温度が下限値に到達するまでの到達時間Ｔｘは、用紙が厚いほど長くなる。また、オン／オフ制御の開始時点における加熱ローラー１５１の温度と下限値との温度差Ｔｄは、用紙が厚いほど大きくなる。
【００５５】
本実施形態の用紙種類判定処理では、加熱ローラー１５１の温度推移を測定して、用紙の種類に応じた温度特性の違いが最初に顕著に現れる特徴的な点として、加熱ローラー１５１の温度の下限値（極小点）を検出する。そして、加熱ローラー１５１の温度が下限値に到達するまでの到達時間Ｔｘ、および、オン／オフ制御の開始時点における加熱ローラー１５１の温度と下限値との温度差Ｔｄから用紙の種類を判定する。このような構成によれば、加熱ローラー１５１の温度を測定して、用紙の種類をできるだけ短時間で正確に判定することができる。
【００５６】
図８は、用紙種類判定処理の効果を説明するための図である。図８（ａ）は、１枚の用紙を通紙して用紙の種類を判定する場合の温度推移を示す図であり、図８（ｂ）は、複数枚の用紙を通紙して用紙の種類を判定する場合の温度推移を示す図である。
【００５７】
図８（ａ）に示すとおり、１枚の用紙を通紙して用紙の種類を判定する場合（つまり、判定時間が短過ぎる場合）、用紙の種類に応じた加熱ローラーの温度変化が小さいため、用紙の種類を正確に判定することができないおそれがある。また、図８（ｂ）に示すとおり、複数枚の用紙を通紙して用紙の種類を判定する場合、判定時間が長過ぎれば、オン／オフ制御が行われる時間も長くなり、ＰＩＤ制御に移行する時点が遅くなる。ＰＩＤ制御に移行する時点が遅ければ、薄紙ではオーバーシュートが発生して、画像の品質が低下してしまうおそれがある。
【００５８】
一方、本実施形態の用紙種類判定処理では、用紙の種類に応じた温度特性の違いが最初に顕著に現れる特徴的な点として温度の下限値を検出し、用紙の種類を判定するため、用紙の種類をできるだけ短時間で正確に判定することができる。
【００５９】
なお、本実施形態では、用紙の厚さは、用紙の坪量（斤量）に基づいて分類され得る。具体的には、用紙の坪量が第１の値（たとえば、５０ｇ／ｍ２）未満の場合、用紙種類「薄紙」に分類され、用紙の坪量が第２の値（たとえば、１２８ｇ／ｍ２）以上の場合、用紙種類「厚紙」に分類される。また、用紙の坪量が第１の値以上第２の値未満の場合、用紙種類「普通紙」に分類される。
【００６０】
また、画像形成装置１００の制御部１１０は、対応するプログラムをＣＰＵが実行することによって、加熱ローラー１５１の温度が下限値に到達したことを検出する検出部および用紙の種類を判定する紙種判定部（判定部）として機能する。
【００６１】
本発明は、上述した実施形態のみに限定されるものではなく、特許請求の範囲内において、種々改変することができる。
【００６２】
たとえば、上述した実施形態では、加熱ローラー１５１の温度が下限値に到達するまでの到達時間Ｔｘおよびオン／オフ制御の開始時点における加熱ローラー１５１の温度と下限値との温度差Ｔｄの両方に基づいて、用紙の種類が判定された。しかしながら、用紙の種類は、到達時間Ｔｘおよび温度差Ｔｄのいずれか一方に基づいて判定されてもよい。
【００６３】
なお、加熱ローラー１５１の温度が下限値に到達すれば、以降、加熱ローラー１５１の温度は上昇して、オン／オフ制御の開始時点における加熱ローラー１５１の温度との温度差は減少する。したがって、オン／オフ制御の開始時点における加熱ローラー１５１の温度との温度差が最大である下限値を利用して用紙の種類を判定することにより、他の時点における温度差を利用して用紙の種類を判定する場合と比べ、用紙の種類の判定精度が最も高くなる。
【００６４】
また、上述した実施形態では、オン／オフ制御の開始時点を基準として、加熱ローラー１５１の温度が下限値に到達するまでの到達時間Ｔｘや下限値Ｔｄとの温度差が求められた。しかしながら、到達時間や温度差を求める際の基準となる基準時点は、オン／オフ制御の開始時点に限定されるものではなく、画像形成動作の開始後、任意の時点に設定することができる。たとえば、画像形成動作の開始後、最初の用紙が加熱ローラー１５１に接触する時点を予測し、予測した時点を基準時点に設定してもよい。
【００６５】
また、上述した実施形態では、画像形成装置がコピー処理を実行する場合を例に挙げて説明した。しかしながら、本発明は、たとえば、印刷データを受信して画像形成装置が印刷処理を実行する場合にも適用可能である。
【００６６】
上述した実施形態に係る画像形成装置における各種処理を行う手段および方法は、専用のハードウェア回路、またはプログラムされたコンピューターのいずれによっても実現することが可能である。上記プログラムは、たとえば、フレキシブルディスクおよびＣＤ−ＲＯＭ（Ｃｏｍｐａｃｔ  Ｄｉｓｃ  Ｒｅａｄ  Ｏｎｌｙ  Ｍｅｍｏｒｙ）等のコンピューター読み取り可能な記録媒体によって提供されてもよいし、インターネット等のネットワークを介してオンラインで提供されてもよい。この場合、コンピューター読み取り可能な記録媒体に記録されたプログラムは、通常、ハードディスク等の記憶部に転送され記憶される。また、上記プログラムは、単独のアプリケーションソフトとして提供されてもよいし、画像形成装置の一機能としてその装置のソフトウェアに組み込まれてもよい。
【符号の説明】
【００６７】
１００  画像形成装置、
１１０  制御部、
１２０  操作表示部、
１３０  画像読取部、
１４０  画像形成部、
１５０  定着部、
１５１  加熱ローラー、
１５２  加圧ローラー、
１５３，１５４，１５５  温度センサー、
１５６，１５７  ヒーター、
１６０  定着駆動部、
１７０  記憶部、
１８０  電源部、
１９０  給紙搬送部、
２００  信号線、
２１０，２２０  変換テーブル。
【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】
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