JP3884882B2

JP3884882B2 - Image forming apparatus

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Publication number: JP3884882B2
Application number: JP16298399A
Authority: JP
Inventors: 達仁片岡
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1999-06-09
Filing date: 1999-06-09
Publication date: 2007-02-21
Anticipated expiration: 2019-06-09
Also published as: JP2000352901A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えば電子写真方式或は静電記録方式を用い、現像剤により記録材上に未定着のトナー像を形成し、その後該未定着トナー像を加熱、加圧することにより記録材上に定着する、例えば複写機、プリンタなどとされる画像形成装置に関し、特に定着装置への記録材の通過検出に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、例えば電子写真複写機などとされる、電子写真方式を用いた画像形成装置が知られている。図１４は、電子写真方式を用いた従来の画像形成装置の概略構成を示す。
【０００３】
画像形成装置は、矢印方向に回転可能に支持された像担持体としての、例えばドラム状とされる電子写真感光体（以下、「感光ドラム」と呼ぶ。）１０を有し、画像形成動作が開始すると、該感光ドラム１０の表面を一次帯電手段としての、例えば一次帯電器１１が一様に帯電する。その後画像情報に応じた、例えばレーザ光Ｂにより感光ドラム１０の表面は露光されて、該表面に静電潜像が形成する。この静電潜像は、感光ドラム１０の回転に伴い、現像器１２と対向する現像位置にて、現像器１２が有する現像剤（トナーを含む。）によって可視化され、感光ドラム１０上にトナー像が形成する。
【０００４】
一方、給紙カセット１７に収容された記録材Ｐが、感光ドラム１０上のトナー像の形成に同期するようにして、感光ドラム１０と転写手段としての例えば転写帯電器１３とが対向する転写位置まで搬送され、感光ドラム１０上のトナー像がこの記録材Ｐ上に転写される。
【０００５】
その後、転写により未定着のトナー像を担持した記録材Ｐは定着装置３０まで搬送され、この定着装置３０が記録材Ｐを加熱、加圧することによって、未定着トナー像は記録材Ｐ上に定着し、永久画像となる。
【０００６】
こうして画像形成がなされた記録材Ｐはその後画像形成装置外に排出される。又、転写が終了した後に感光ドラム１０上に残留する転写残トナーなどは、クリーニング装置１４が除去し、画像形成装置は繰り返し画像形成を行うことができる。
【０００７】
上記従来の画像形成装置にて用いられる定着装置３０は、定着回転体として、例えば内部に加熱手段を有する一対の定着回転体、即ち、加熱定着回転体及び加圧定着回転体を互いに押圧するように設けて構成される。定着回転体としては、ローラ状とされる定着ローラ３１ａ、及び加圧ローラ３１ｂがある。
【０００８】
定着ローラ３１ａ及び加圧ローラ３１ｂは同じ形状、構成とすることもできるし、又異なる形状、構成とすることもできる。
【０００９】
従来、上述の画像形成動作中に、画像形成装置内にて、例えば定着ローラ３１ａに記録材Ｐが巻き付いて滞留する、所謂、滞留ジャムがしばしば発生していた。
【００１０】
そこで、記録材Ｐの通過タイミングを検出するために、記録材Ｐの通過経路中の複数個所に通過検出センサ２５を設け、記録材Ｐの滞留ジャムなどの検知、及び報知を行っていた。
【００１１】
従来、この通過検出センサ２５は、ＬＥＤ、及びフォトセンサを有するフォトインタラプタと、このフォトインタラプタの光路を遮蔽するための可動とされるレバー或は遮蔽板とによって構成されるものが知られている。
【００１２】
上記従来の通過検出センサ２５において、特に、加熱加圧処理を施す定着ローラ３１ａ、及び加圧ローラ３１ｂを記録材Ｐが通過したことを検知するために備えられる通過検出センサ２５は、センサ自身の使用温度環境を考慮して、定着ローラ３１ａ、及び加圧ローラ３１ｂから或る程度離間する位置、即ち、定着ローラ３１ａ、及び加圧ローラ３１ｂから記録材Ｐの搬送方向に或る程度下流側に設けていた。
【００１３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記従来の通過検出センサ２５は、定着ローラ３１ａ、及び加圧ローラ３１ｂから或る程度離間する位置に配設されていたために、未定着トナー像の定着を受けた後の記録材Ｐの通過の遅延、或は滞留ジャムを速やかに検出することが困難であった。
【００１４】
その結果、定着ローラ３１ａ、及び加圧ローラ３１ｂへの記録材Ｐの巻き付きや、記録材Ｐの不正な挙動による画像形成装置の一部破損などが発生する問題があった。
【００１５】
又、通過検出センサ２５はフォトインタラプタ及びフォトインタラプタの検知光の光路を遮蔽するために可動とされるレバー或は遮蔽板によって構成されているため、可動とされるレバー或は遮蔽板が検知光を遮蔽する位置、或は透過させる位置に固定されたり、或はこれらの可動力が変化するなどの動作不良が発生する。その結果、正確な記録材Ｐの通過検知ができず、ジャムの検知に異常が生じて、最悪の場合には、ジャムが発生しているにも拘わらずそれを検知できないといった問題が生じる。
【００１６】
従って、本発明の目的は、定着回転体への記録材の通過及び／又は通過枚数を速やかに検知することができ、又、動作不良が生じ難く、定着回転体への記録材の通過及び／又は通過枚数を正確に検知することが可能な画像形成装置を提供することである。
【００１７】
【課題を解決するための手段】
上記目的は本発明に係る画像形成装置にて達成される。要約すれば、本発明は、未定着のトナー像を担持した記録材を、加熱手段を有する定着回転体を通過させることにより永久画像を得る画像形成装置において、前記定着回転体の表面温度に応じた温度信号を出力する表面温度検出手段であって、前記定着回転体の表面温度に応じた前記定着回転体からの赤外線放射量を検出する赤外線検出手段を有し、前記定着回転体の表面とは離間して前記定着回転体の表面温度を検出する表面温度検出手段と、前記表面温度検出手段が出力する前記温度信号に基づき、前記定着回転体の表面温度が予め設定された温度となるように前記加熱手段による前記定着回転体の加熱を制御する温度調整手段と、を有し、複数の前記記録材が連続して前記定着回転体を通過する際に、前記記録材が前記定着回転体を通過する毎の前記表面温度検出手段が出力する前記定着回転体の表面温度に応じた前記温度信号の変化に基づき、前記定着回転体への各前記記録材の通過を検出することを特徴とする画像形成装置である。本発明の一実施態様によると、複数の前記記録材が連続して前記定着回転体を通過する際に前記定着回転体への各前記記録材の通過を検出することにより、前記記録材の画像形成装置内部での滞留を検出する。又、好ましくは、前記表面温度検出手段が出力する前記温度信号の変化として、前記記録材によって熱を奪われない間の前記定着回転体の表面温度と、前記定着回転体を通過する前記記録材により熱を奪われる間の前記定着回転体表面の温度との差に基づく変化を検出する。
【００１８】
本発明の一実施態様によると、前記表面温度検出手段が出力する前記温度信号に対して、微分処理及び／又は積分演算処理を施し、この演算結果に基づき複数の前記記録材が連続して前記定着回転体を通過する際に前記定着回転体への各前記記録材の通過を検出する。又、その一実施態様によると、前記微分及び／又は積分演算処理の演算結果における変化に基づいて、複数の前記記録材が連続して前記定着回転体を通過する際に前記定着回転体への各前記記録材の通過を検出し、好ましくは、前記微分及び／又は積分演算処理の演算結果における変化として、前記記録材によって熱を奪われない間の前記定着回転体の表面温度と、前記定着回転体を通過する前記記録材により熱を奪われる間の前記定着回転体表面の温度との差に基づく変化を検出する。
【００１９】
本発明の他の実施態様によると、複数の前記記録材が連続して前記定着回転体を通過する際に前記定着回転体への各前記記録材の通過を検出することにより、前記定着回転体への前記記録材の通過枚数を検出する。又、本発明の他の実施態様によると、前記表面温度検出手段は、前記赤外線検出手段の出力する前記温度信号の補償を行うためのサーミスタを有する。
【００２０】
本発明の他の実施態様によると、前記温度信号は、前記温度信号に対して、Ａ／Ｄ変換、温度算出のための演算処理など所望の処理を施した前記定着回転体の表面温度データを含む。
【００２１】
本発明の他の実施態様によると、前記定着回転体は、加熱定着回転体又は加圧定着回転体であり、又その一実施態様によると前記定着回転体は、ローラ形状とされる。
【００２２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係る画像形成装置を図面に則して更に詳しく説明する。
【００２３】
実施例１
図１に、本発明に係る画像形成装置の一実施例の概略構成を示す。本実施例によると、本発明は、電子写真方式のデジタル複写機にて具現化されるが、本発明は、これに限定されるものではなく、アナログ式複写機、カラー複写機、プリンタなど、電子写真方式を用いた任意の画像形成装置、又、静電記録方式の画像形成装置に適用可能である。
【００２４】
図１の画像形成装置は、リーダ部Ｒとプリンタ部Ｇとに大別される。リーダ部Ｒは、原稿を載置する原稿台２、該原稿台２に載置された原稿を原稿台２に押圧する原稿圧板１、原稿の画像面に光を照射する光源３、原稿の画像面からの反射光をＣＣＤにより光電変換し、得られた電気信号に対して種々の画像処理を行う画像処理部６、及び斯かる画像処理部６に反射光を導くミラー群４及びレンズ５を主要な構成部材としている。
【００２５】
画像処理部６は、ＣＣＤによる光電変換の他、Ａ／Ｄ変換、Ｓ／Ｈ、シェーディング補正、マスキング補正、変倍、ＬＯＧ変換などの画像処理機能を有している。
【００２６】
リーダ部Ｒは、次のように動作する。即ち、原稿台２に原稿を、画像面が原稿台２側に向くようにして載置し、これを原稿圧板１で押さえる。光源３は、光を照射しながら矢印Ａ方向に移動し、原稿の画像面に光を走査させる。画像面からの反射光像は、ミラー群４及びレンズ５を介して画像処理部６が有するＣＣＤ上に結像し、ここで電気信号に光電変換される。電気信号となった画像信号は、画像処理部６において、種々の画像処理が施された後、後述するプリンタ部Ｇに送出される。
【００２７】
プリンタ部Ｇは、図１に示すように、像担持体としてのドラム状の電子写真感光体、即ち、感光ドラム１０を矢印方向に回転可能に支持している。感光ドラム１０の円周に沿って、一次帯電器１１が備えられており、該感光ドラム１０の表面を一様に帯電する。
【００２８】
次に、リーダ部Ｒからの電気信号化された画像信号は、レーザ駆動回路７によって、露光手段としてのレーザ素子８を駆動する信号に変換され、レーザ素子８が該信号に従って発光するレーザ光Ｂをポリゴンスキャナ９が感光ドラム１０上を走査することによって該表面を露光し、感光ドラム１０の表面に静電潜像が形成する。
【００２９】
この静電潜像は、感光ドラム１０の回転に伴って現像器１２と対向する現像位置に至り、現像器１２が備える現像ローラ１２ａが静電潜像まで担持搬送する現像剤（トナーを含む。）によって可視化され、感光ドラム１０上にトナー像が形成する。
【００３０】
又、プリンタ部Ｇには、記録材Ｐを給送するために、搬送路２４、給紙カセット１７、給紙ローラ１８、搬送ローラ１９などが備えられており、給紙カセット１７に収容された記録材Ｐが、感光ドラム１０上のトナー像の形成に同期するようにして、感光ドラム１０と転写帯電器１３とが対向する転写位置まで搬送される。プリンタ部Ｇには、更にマルチ用紙送り装置２１が設けられており、このマルチ用紙送り装置２１からは、紙送り経路が概略直線であることから、材料、大きさなどの性状の異なる種々の記録材Ｐを画像形成装置内に供給することができる。
【００３１】
このようにして転写位置まで搬送されてきた記録材Ｐ上に、感光ドラム１０上のトナー像が転写帯電器１３の作用により静電的に転写される。
【００３２】
その後、転写により未定着のトナー像を担持した記録材Ｐは、定着前ベルト２０によって定着装置３０まで搬送され、詳しくは後述するが、定着装置３０が備える、定着回転体としての定着ローラ３１ａ、及び加圧ローラ３１ｂがそれぞれ矢印方向に当接回転することにより記録材Ｐを加熱、加圧し、未定着トナー像は記録材Ｐ上に定着し、永久画像となる。
【００３３】
こうして画像形成がなされた記録材Ｐはその後画像形成装置外に排出される。又、転写が終了した後に感光ドラム１０上に残留する転写残トナーなどは、クリーニング装置１４が除去し、補助帯電器１５が感光ドラム１０の表面を除電して、更に前露光ランプ１６が感光ドラム１０上の残留電荷を除去する。こうして画像形成装置は繰り返し画像形成を行うことができる。
【００３４】
次に、図２をも参照して、本実施例の画像形成装置の動作を更に説明する。図２は、本発明に係る画像形成装置の画像形成動作に関する主要構成部材を模式的に示す。
【００３５】
本実施例の画像形成装置の、画像形成動作及び記録材Ｐの搬送を含む種々の動作は、ＣＰＵ（中央演算処理装置）を内包するシステムコントローラ５０によって統括的に制御する。システムコントローラ５０は、図２に示すように、リーダ部Ｒの一部を構成し、ＣＣＤによって読み取られた画像信号を画像処理部６にＡ／Ｄ変換された画像データとして送出する画像入力部５１、画像処理部６、及びレーザ駆動回路７を制御することでレーザ素子８を駆動し、感光ドラム１０上に静電潜像を形成する。ここで、レーザ駆動回路７は、画像処理部６を介して入力された画像情報に基づき、半導体レーザ（レーザ素子）８を変調駆動する。
【００３６】
従来、画像形成装置において、記録材Ｐ上に転写されたトナー像が定着ローラ３１ａ、及び加圧ローラ３１ｂに加熱及び加圧されると、未定着のトナーが融解し、その粘性によって、特に、直接トナー像に接する、本実施例では上側に位置する定着ローラ３１ａに記録材Ｐが巻き付く問題がしばしば発生する。又、記録材Ｐと感光ドラム１０の静電気力により、記録材Ｐが感光ドラム１０の表面に吸着し、定着装置３０まで到達することができずに、感光ドラム１０に巻き付く問題もしばしば発生する。
【００３７】
そこで、従来、定着ローラ３１ａ、及び加圧ローラ３１ｂ及び感光ドラム１０近傍に、記録材Ｐをそれぞれの表面から分離するために分離爪（図示せず）を設け、定着ローラ３１ａ、加圧ローラ３１ｂ、及び感光ドラム１０への記録材Ｐの巻き付きを防止している。
【００３８】
本実施例の画像形成装置は、後述して詳しく説明するが、定着ローラ３１ａ、及び加圧ローラ３１ｂの近傍に、それぞれの表面温度を検出するために、表面温度検出手段としての赤外線温度センサ４０ａ、４０ｂを備えており、これらは定着ローラ３１ａ、及び加圧ローラ３１ｂの温度制御に供されると同時に、これらが検出する定着ローラ３１ａ、及び加圧ローラ３１ｂの表面の微小な温度変化に基づき、定着ローラ３１ａ、及び加圧ローラ３１ｂへの記録材Ｐの通過及び／又はその枚数を検出する。
【００３９】
又、後述して説明するが、本実施例の画像形成装置は、定着ローラ３１ａ、及び感光ドラム１０の近傍に、それぞれ微小変位センサ６０ａ、６０ｂをも有している。微小変位センサ６０ａ、６０ｂは、それぞれ定着ローラ３１ａ、感光ドラム１０との間の距離を検出し、記録材Ｐの巻き付きによる斯かる距離の変位を検出することで、それぞれへの記録材Ｐの巻き付きを検知し、記録材Ｐの搬送不良を的確に検知する。
【００４０】
次に、図３〜図５を参照して、本実施例の画像形成装置の定着ローラ３１ａ、及び加圧ローラ３１ｂの表面温度検出について説明する。図３は、本実施例の定着装置３０及びその表面温度検出手段を模式的に示す。
【００４１】
図３に示すように、定着装置３０は、定着回転体として、内部に加熱手段であるハロゲンヒータ３２ａ、３２ｂを備える一対の定着回転体、即ち、加熱定着回転体及び加圧定着回転体を互いに押圧するように設けて構成される。本実施例では定着回転体はローラ形状の定着ローラ３１ａ、及び加圧ローラ３１ｂとされる。
【００４２】
本実施例の画像形成装置は、定着ローラ３１ａ、及び加圧ローラ３１ｂの外表面の温度を検出するための表面温度検出手段として、定着ローラ３１ａ、及び加圧ローラ３１ｂが放射する赤外線を検出し、赤外線量を温度に変換して測定する非接触型の表面温度検出手段である赤外線温度センサ（以下、単に「赤外線センサ」と呼ぶ。）４０ａ、４０ｂを有する。赤外線センサ４０ａ、４０ｂは、定着ローラ３１ａ、及び加圧ローラ３１ｂの長手方向、即ち、記録材Ｐの搬送方向に直交する方向の長さの中央部表面の温度を検出する位置に、該表面から離間して対向配置される。
【００４３】
ここで、従来の画像形成装置では、サーミスタなどの温度センサを、定着ローラに接触させるか、或は定着ローラの極近傍に配置して、定着ローラの表面温度を検出していた。しかし、このような表面温度検知手段では、温度センサを定着ローラに接触させたり、或はそれに近い状態にするため、定着ローラの摩耗するなどの問題が生じていた。本実施例では、赤外線センサ４０ａ、４０ｂは、定着ローラ３１ａ、及び加圧ローラ３１ｂの表面には非接触であるので、上述の問題は発生しない。
【００４４】
図４は、本実施例の赤外線センサ４０ａの構造をより詳しく示す。赤外線センサ４０ｂも同一構造であるので、赤外線センサ４０ａを例に挙げて説明する。
【００４５】
図４に示すように、赤外線センサ４０ａは、定着ローラ３１ａからの放射熱に対応する赤外線だけを赤外線センサ４０ａ内部に照射させ、その赤外線量を検出して温度に変換するために、サーモパイル４１ａにより形成される赤外線検出手段を有しており、サーモパイル４１ａに入射される赤外線量に応じた電圧を出力することができる。
【００４６】
定着ローラ３１ａからサーモパイル４１ａに至る赤外線の入射路のサーモパイル４１ａの手前には、赤外通過フィルタ及び集光レンズ４３ａが設けられており、定着ローラ３１ａの表面の決められた領域のみから放射される赤外線を検出し、且つ決められた波長領域の光、即ち、赤外線のみを検出することができる。
【００４７】
又、サーモパイル４１ａは熱電対にて構成されおり、この熱電対の赤外線が照射されて発熱する側をホットジャンクション、発熱させない側をコールドジャンクションとして、その温度差を電圧として出力するものである。従って、コールドジャンクション側の温度、即ち、赤外線センサ４０ａ自身の温度を検出する必要があり、そのためにサーミスタ４２ａが備えられる。
【００４８】
ここで、サーモパイル４１ａの出力電圧に対する、被測定体温度（本実施例では、定着ローラ３１ａ表面温度）、及び赤外線センサ４０ａ自身の温度の関係は次式にて表わされる。
【００４９】
Ｅ＝Ａ（Ｔｘ⁴−Ｔａ⁴）・・・（１）
Ｅ：出力電圧
Ｔｘ：被測定体の温度（Ｋ）
Ｔａ：赤外線センサ自身の温度（Ｋ）
Ａ：定数
上式を用い、Ｅ及びＴａを測定することによって被測定体、即ち、定着ローラ３１ａの温度を算出することができる。
【００５０】
更に、赤外線センサ４０ａは、図４に示す素子に加えて、図５に示すアンプ回路などを有し、一体的に形成される。
【００５１】
即ち、サーモパイル４１ａからの出力電圧は極めて低い（８ｍＶ／２００℃）ので、これをＡ／Ｄ変換レベルまで増幅する必要があり、サーモパイル出力端子４４ａからのサーモパイル出力Ｐｉに対して、アンプ回路４７ａによって約１０００倍のゲインをかけた出力Ｐｏとする。
【００５２】
又、赤外線センサ４０ａ自体の温度を測定するサーミスタ４２ａは、温度に従って、その抵抗値を変化するのみであるので、この抵抗値変化を電圧変化に変換するために、サーミスタ出力端子４５ａからのサーミスタ出力Ｍｉは、回路４９ａにおいて直流５Ｖ電源に接続された抵抗によって、電圧としての出力Ｍｏとされる。
【００５３】
これらサーモパイル４１ａ、サーミスタ４２ａからの出力電圧、即ち、定着ローラ３１ａの表面温度に応じた温度信号は、図３に示すＡ／Ｄ変換器４８ａによってＡ／Ｄ変換され、その後その信号はシステムコントローラ５０に入力される。システムコントローラ５０は、この信号から、上述の式（１）に基づく演算を行い、定着ローラ３１ａの温度を算出する。
【００５４】
図３より理解されるように、以上のようにして得られた定着ローラ３１ａ、及び加圧ローラ３１ｂの温度データに基づき、それぞれの定着ローラ３１ａ、及び加圧ローラ３１ｂが所望の温度となるように、ＣＰＵを内包するシステムコントローラ５０が統括的にハロゲンヒータ３２ａ、３２ｂのＯＮ／ＯＦＦ制御を行う。即ち、ハロゲンヒータ３２ａ、３２ｂは、システムコントローラ５０からの制御指令により、ヒータ制御部３３を介してＯＮ／ＯＦＦ制御される。本実施例では、ハロゲンヒータ３２ａ、３２ｂがＡＣ駆動であるので、ヒータ制御部３３の内部にはＳＳＲを内蔵し、システムコントローラ５０からの制御指令に基づいて、ヒータ供給用のＡＣ電源のＯＮ／ＯＦＦを行う。
【００５５】
即ち、本実施例では、システムコントローラ５０及びヒータ制御部３３は加熱手段であるハロゲンヒータ３２ａ、３２ｂの制御して定着ローラ３１ａ、及び加圧ローラ３１ｂの表面温度を調整する温度調整手段として作用する。
【００５６】
次に、表面温度検出手段（赤外線センサ）４０ａ、４０ｂの表面温度検出値に基づく、定着ローラ３１ａ、及び加圧ローラ３１ｂへの記録材Ｐの通過及び／又は通過枚数検出について詳しく説明する。ここでは、定着ローラ３１ａ、即ち、記録材Ｐ上に担持された未定着トナー像に接する側の定着ローラ３１ａについて説明する。加圧ローラ３１ｂについても同様である。
【００５７】
図６（ａ）は、本実施例の画像形成動作に伴って赤外線センサ４０ａが検出し、定着ローラ３１ａの表面温度データとして演算された温度データを示し、横軸は画像形成に伴う時間経過、縦軸は検出温度をを示す。
【００５８】
前述のように、本実施例の定着ローラ３１ａは、内部のハロゲンヒータ３２ａのＯＮ／ＯＦＦ制御により、その表面温度が所望の目標温度（以下、「Ｔｃｏｎ」と呼ぶ。）に一定になるように、規定の幅を持って制御されている。
【００５９】
従って、赤外線センサ４０ａの温度検出値は、定着ローラ３１ａが停止しており、温度制御されている間は、図６（ａ）の時間軸初期のように、定着ローラ３１ａの表面温度の検出値は、ほぼＴｃｏｎとなる。
【００６０】
しかし、画像形成動作が開始し、記録材Ｐ上が定着装置３０に搬送されて定着動作が開始すると、同図の時間軸中ほどのように、定着ローラ３１ａの表面温度検出値には振幅が発生する。これは、記録材Ｐが、規定の間隔を開けて順次定着装置３０に搬送されてくるためである。
【００６１】
つまり、定着ローラ３１ａ、及び加圧ローラ３１ｂが記録材Ｐを挟持し、記録材Ｐを加熱して未定着トナー像を定着している状態では、定着ローラ３１ａの表面温度が一時的に下がり、定着ローラ３１ａ、及び加圧ローラ３１ｂが記録材Ｐを挟持せず、記録材Ｐを加熱していない間、即ち、記録材Ｐと続く記録材Ｐの間隔に相当する状態では、定着ローラ３１ａの温度はもとの温度Ｔｃｏｎに戻ろうとするためである。
【００６２】
更に、記録材Ｐが順次定着装置３０に到達して、定着動作を連続して実施すると、定着ローラ３１ａの内部のハロゲンヒータ３２ａは連続点灯状態となり、その際、定着ローラ３１ａの表面温度は、飽和温度（Ｔｘ）近傍における振幅に安定するようになる。
【００６３】
このように、定着ローラ３１ａを記録材Ｐが通過することによる定着ローラ３１ａの表面温度の変化を非接触型の表面温度検出手段である赤外線センサ４０ａによって検出することにより、記録材Ｐの定着ローラ３１ａ及び加圧ローラ３１ｂの通過及び／又は通過枚数を検出することが可能となる。
【００６４】
尚、本実施例では、表面温度検出手段として、赤外線センサ４０ａを備えるので、上述のような微小な温度変化、即ち、定着ローラ３１ａを記録材Ｐが通過することによる温度検出値の振幅が検出できるが、従来のサーミスタによる接触型の温度センサでは、このような温度変化を認識するのは困難である。
【００６５】
本実施例によると、図６（ａ）に示した定着ローラ３１ａの表面温度検出データに対して以下のような信号処理を施し、定着ローラ３１ａの通過及び／又は通過枚数を検出する。
【００６６】
赤外線センサ４０ａによって検出された、定着ローラ３１ａの表面温度として演算された温度データは、図６（ａ）に示すように、記録材Ｐの通過による温度変化に対して、赤外線センサ４０ａに進入する電気ノイズ、及び定着ローラ３１ａの表面温度分布の乱れが重畳され、記録材Ｐの通過による温度変化を検出し難い波形として検出される。尚、本実施例では、画像形成速度がＡ４サイズの記録材Ｐで５０枚／分であることに鑑み、定着ローラ３１ａの表面温度の検出は２ｍＳ（ミリ秒）毎としている。
【００６７】
そこで、本実施例では、図６（ａ）の温度データに対して、赤外線センサ４０ａに進入する電気ノイズ、及び定着ローラ３１ａの表面温度分布の乱れの成分を除去するために、逐次積分演算（ローパス処理）を施す。その結果を図６（ｂ）に示す。
【００６８】
積分演算は、サーモパイル４１ａ及びサーミスタ４２ａの出力電圧をＡ／Ｄ変換部４８ａがＡ／Ｄ変換した後、システムコントローラ５０が定着ローラ３１ａの表面温度として算出した図６（ａ）のデータを、システムコントローラ５０が逐次演算することで行う。又、その積分係数は、
（１１１２１１１）／８
ｄ−３ｄ−２ｄ−１ｄｄ＋１ｄ＋２ｄ＋３
を用いる。尚、ｄは、積分対象データ、ｄ＋１、ｄ−１はそれぞれ１つ後、１つ前のデータを表わしている（ｄ＋２、ｄ＋３及びｄ−２、ｄ−３も同様に２つ後、３つ後などを表わす。）。
【００６９】
上記の積分係数は、記録材Ｐの材料、厚さ、或は環境温度などを考慮して変更、或は係数の追加などを行うことが可能である。
【００７０】
更に、本実施例では、図６（ｂ）に示す上述の逐次積分の結果における、変化点を強調するために、逐次微分演算を施す。その結果を図６（ｃ）に示す。逐次微分演算も、前述の逐次積分演算と同様に、システムコントローラ５０にて逐次演算する。又、その微分係数は、
（−１ −１ −１６ −１ −１ −１）
ｄ−３ｄ−２ｄ−１ｄｄ＋１ｄ＋２ｄ＋３
を用いる。尚、ｄは、微分対象データ、ｄ＋１、ｄ−１はそれぞれ１つ後、１つ前のデータを表わしている（ｄ＋２、ｄ＋３及びｄ−２、ｄ−３も同様に２つ後、３つ後などを表わす。）。
【００７１】
上記の微分係数も、記録材Ｐの材料、厚さ、或は環境温度などを考慮して変更、或は係数の追加などを行うことが可能である。
【００７２】
本実施例では、このように赤外線センサ４０ａを用いて検出した定着ローラ３１ａの表面温度検出値を、逐次積分演算、更に逐次微分演算することにより、赤外線センサ４０ａへの電気的ノイズ、及び定着ローラ３１ａの表面温度分布の乱れ成分を除去することができる。
【００７３】
次に、本実施例の画像形成装置における定着ローラ３１ａの表面温度検出、及び表面温度検出値に基づく定着ローラ３１ａへの記録材Ｐの通過及び／又は通過枚数の検出のアルゴリズムについて説明する。
【００７４】
定着ローラ３１ａ、及び加圧ローラ３１ｂの温度制御は、画像形成シーケンス中、スタンバイ中を問わず、割り込みシーケンスによって、規定時間毎（本実施例では２ｍＳ毎）に行われ、一方、表面温度検出値に基づく定着ローラ３１ａ、及び加圧ローラ３１ｂへの記録材Ｐの通過及び／又は通過枚数検出は、画像形成シーケンス中に実施される。又、表面温度検出値に基づく定着ローラ３１ａ、及び加圧ローラ３１ｂへの記録材Ｐの通過及び／又は通過枚数検出は、システムコントローラ５０が内包するＣＰＵが演算処理することで行い、画像形成装置の動作を統括的に制御する。
【００７５】
先ず、図７を参照し、割り込みシーケンスにて行われる定着ローラ３１ａの温度制御のアルゴリズムの一実施例を説明する。
【００７６】
第１に、温度制御が開始される（ステップ１）。定着ローラ３１ａの表面温度を赤外線センサ４０ａの検出値から算出する（ステップ２）。この時の定着ローラ３１ａの温度データをＴとする。次に、上述の積分係数に従って、各温度データＴを逐次積分演算して、定着ローラ３１ａの表面温度積分値Ｔ′を算出する（ステップ３）。更に、上述の微分係数に従って、各温度積分値Ｔ′を逐次微分演算して、温度微分値Ｔ′′を算出する（ステップ４）。
【００７７】
この微分データは、後述して詳しく説明する、記録材Ｐの通過及び／又は通過枚数検出のために使用するために、システムコントローラ５０中のＣＰＵに接続されているＲＡＭ（図示せず）に逐次格納及び更新する。
【００７８】
次に、定着ローラ３１ａの温度積分値Ｔ′が、ハロゲンヒータ３２ａをＯＮとする必要がある温度Ｔｏｎまで低下しているか否かを判断し（ステップ５）、Ｔｏｎまで低下している場合には、定着ローラ３１ａ内のハロゲンヒータ３２ａをＯＮとし（ステップ６）、再び定着ローラ３１ａの表面温度測定に戻る（ステップ２）。
【００７９】
又、Ｔ′がハロゲンヒータ３２ａをＯＮとする必要がある温度Ｔｏｎよりも高い温度である場合（ステップ５）、ハロゲンヒータ３２ａをＯＦＦとする必要がある温度Ｔｏｆｆ以上であるか否かを判断し（ステップ７）、Ｔｏｆｆ以上である場合にはハロゲンヒータ３２ａをＯＦＦとし（ステップ８）、再び定着ローラ３１ａの表面温度測定に戻る（ステップ２）。
【００８０】
更に、Ｔ′がＴｏｎ、Ｔｏｆｆの間の温度であった場合は（ステップ７）、定着ローラ３１ａの温度調整するハロゲンヒータ３２ａの過剰なＯＮ／ＯＦＦを避けるために、ハロゲンヒータ３２ａのＯＮ／ＯＦＦ切り替えは行わず、定着ローラ３１ａの表面温度測定に戻る（ステップ２）。即ち、Ｔｏｎ、Ｔｏｆｆの間の温度は、温度調整の不感帯領域である。以上のようにして、定着ローラ３１ａの温度制御が行われる。
【００８１】
次に、図８を参照し、定着ローラ３１ａ、及び加圧ローラ３１ｂへの記録材Ｐの通過及び／又は通過枚数検出のアルゴリズムの一実施例について説明する。
【００８２】
先ず、画像形成シーケンスが開始される（ステップ１）。本実施例では、その際に画像形成装置の操作部（図示せず）からユーザがコピー枚数を任意に設定する（ステップ２）。次に、上記操作部にて、ユーザが画像形成動作開始キーを押すことにより、画像形成動作の開始が指示されたか否かの判定を行い（ステップ３）、画像形成動作の開始が指示された場合、記録材Ｐが画像形成装置内に供給され（ステップ４）、記録材Ｐ上への画像形成が開始される（ステップ５）。
【００８３】
こうして、記録材Ｐ上に現像剤による未定着トナー像が形成し、その後定着装置３０内の定着ローラ３１ａ、及び加圧ローラ３１ｂにて記録材Ｐ上の未定着トナー像が加熱加圧により定着される。
【００８４】
その際、図７に示すアルゴリズムに従って割り込みシーケンスにより実施されている定着ローラ３１ａの温度制御シーケンス中にて演算され、且つ、逐次システムコントローラ５０のＣＰＵに接続されたＲＡＭ（図示せず）に格納及び更新されている温度データの微分値Ｔ′′が、記録材Ｐの通過検知の閾値であるスレッシュ値Ｔｓを超えたか否かを判別する（ステップ６）。定着ローラ３１ａの温度微分値Ｔ′′が、記録材Ｐ通過検知スレッシュ値Ｔｓを越えていない場合は、記録材Ｐが定着ローラ３１ａを通過していないか、何処かで滞留している可能性があるため、規定時間（本実施例では、画像形成装置内への記録材Ｐの供給から、画像形成装置からの排出までの理論的な時間とされる。）が経過したか否かの判別を繰り返す（ステップ８）。
【００８５】
規定時間判別を繰り返している間に、定着ローラ３１ａの温度微分値Ｔ′′が、記録材Ｐ通過検知スレッシュ値Ｔｓを越えた場合は（ステップ６）、記録材Ｐが定着ローラ３１ａを通過したものと判断し、その回数、即ち、本実施例ではコピー枚数をカウントする。
【００８６】
こうしてカウントされたコピー枚数が、ステップ２にて設定したコピー枚数設定値に達したか否かを判定し（ステップ７）、設定コピー枚数に達した場合には、画像形成シーケンスを終了させる（ステップ１１）。
【００８７】
又、規定時間以内にＴ′′が、記録材Ｐ通過検知スレッシュ値Ｔｓを越えなかった場合（ステップ８）、ハロゲンヒータ３２ａを即座にＯＦＦさせ（ステップ９）、それと同時に、画像形成装置の操作部（図示せず）上に、画像形成装置における記録材Ｐの滞留、即ちジャム情報を表示させ（ステップ１０）、その後画像形成シーケンスを終了させる。
【００８８】
尚、本実施例では、定着ローラ３１ａ、及び加圧ローラ３１ｂへの記録材Ｐの通過を検出し、更にその回数（即ち通過枚数）を検知して、ユーザが設定したコピー枚数と比較する。しかし、本発明はこれに限定されるものではなく、通過検知のみでの使用も可能であり、又、例えばプリンタに本発明を適用する場合など、ユーザ自身が画像形成枚数を設定せずに、通過及び通過枚数を検知する構成とすることも可能である。
【００８９】
又、このように、本実施例では電気的ノイズ、或は定着ローラ３１ａの表面温度分布の乱れを除去するために、赤外線センサ４０ａによる温度検出データに対して逐次積分演算及び微分演算処理を施すが、本発明はこれに限定されるものではないことを理解されたい。即ち、本発明を実施する画像形成装置の状況に応じて、赤外線センサ４０ａによる温度検出データを直接用いて記録材Ｐの定着ローラ３１ａ及び加圧ローラ３１ｂへの通過及び／又は通過枚数を検出することも可能であり、又、微分演算、積分演算の一方のみを行うことが可能であり、更に、その演算の次数も一次に限定されるものではない。
【００９０】
以上のように、本発明によれば、定着ローラ３１ａ、及び加圧ローラ３１ｂへの記録材Ｐの通過及び／又は通過枚数を速やかに検知することができ、又、動作不良が生じ難く、定着ローラ３１ａ、及び加圧ローラ３１ｂへの記録材Ｐの通過及び／又は通過枚数を正確に検知することが可能となる。
【００９１】
更に、本実施例の画像形成装置は上述したように、定着ローラ３１ａ及び感光ドラム１０の近傍にそれぞれ微小変位センサ６０ａ、６０ｂを有しており、定着ローラ３１ａ及び感光ドラム１０に対する記録材Ｐの巻き付きを検出する。次に、この微小変位センサについて説明する。
【００９２】
図９は、本実施例の画像形成装置が備える微小変位センサ６０ａ、６０ｂ、及びこれらを制御する回路を模式的に示す。
【００９３】
本実施例では、微小変位センサ６０ａは、定着ローラ３１ａ、即ち、記録材Ｐ上に転写されたトナー像が直に接する側の定着ローラ３１ａへの記録材Ｐの巻き付きを検出する。これは、トナー像が直に接しない加圧ローラ３１ｂに比べて、トナーの粘着性のために、定着ローラ３１ａへの記録材Ｐが巻き付きく確立が非常に大きいためであり、当然、以下に説明するのと同様にして、加圧ローラ３１ｂへの巻き付きを検出する構成とすることも可能である。
【００９４】
微小変位センサ６０ａは、被検出表面、即ち、定着ローラ３１ａの表面に光を照射するための赤外発光ＬＥＤ（以下、単に「ＬＥＤ」と呼ぶ。）６１ａ、変位量検出センサ６２ａを含み構成される。
【００９５】
ここで、変位量検出センサ６２ａはＰＳＤ素子にて構成される。又、ＬＥＤは制御線１０１を介して、センサＬＥＤ制御部７０ａに接続され、その発光光量を一定に保つと同時に、その明滅が制御される。
【００９６】
変位量検出センサ６２ａからの出力信号１０２は、信号電圧が微小であり、且つアナログ信号であるので、この信号１０２を増幅するアンプを有し、又その信号をデジタル量に変換するＡ／Ｄ変換器７１ａに入力される。
【００９７】
センサＬＥＤ制御部７０ａ及びＡ／Ｄ変換器７１ａを制御する制御信号１００は、システムコントローラ５０のＣＰＵにより統括的にコントロールされる。
【００９８】
又、Ａ／Ｄ変換器７１ａからの変位データ信号１０３は、システムコントローラ５０に入力され、システムコントローラ５０のＣＰＵが変位量を演算処理する。
【００９９】
変位量の算出は以下のように行う。即ち、ＬＥＤ６１ａから被測定表面である定着ローラ３１ａに光Ｌｉを照射し、その反射光ＬｒがＰＳＤ素子である変位量検出センサ６２ａに照射され、ＰＳＤ素子６２ａのどの位置に反射光Ｌｒが照射されたかによってＰＳＤ素子６２ａからの出力信号が変化する。つまり、微小変位センサ６０ａと定着ローラ３１ａとの位置の差が出力信号として出力され、その信号変化分を変位量として検知することができる。
【０１００】
ここで、図１０及び図１１を参照して、ＰＳＤ素子による変位量測定の構成及び信号処理について説明する。
【０１０１】
図１０は、ＰＳＤ素子の概略構造を示す。同図の入力端子Ｚに電源電圧（本実施例では、＋５Ｖ）を印加すると、ＰＳＤ素子の受光面に入射する入射光の位置に対して、２つの出力Ｉ１、Ｉ２の電流量の比が変化する。その関係は、同図のＩ１端子側から入射光の位置までをＸ、受光面長をＬとすると、
Ｉ１：Ｉ２＝（Ｌ−Ｘ）：Ｘ
にて表わされる。この関係を利用して電流電圧変換を微小変位センサ６０ａ内部で行い、電圧信号（ＰＳＤ１、ＰＳＤ２）となった出力信号１０２を、Ａ／Ｄ変換機７１ａによって変位電圧をデジタル化し、システムコントローラ７１によって変位量を算出する。信号１０３は上述したように２つの変位量信号が含まれる。
【０１０２】
又、図１１は変位量を算出するためのＬＥＤ６１ａの明滅制御及びデータサンプルのタイミングを示したものである。図１１に示されるように、ＬＥＤ６１ａを発光している間のＩ１、Ｉ２の出力信号ＰＳＤ１、ＰＳＤ２のデータ（Ｖ１ｏｎ、Ｖ２ｏｎ）をサンプリングし、その後ＬＥＤの消灯している間のデータ（Ｖ１ｏｆｆ、Ｖ２ｏｆｆ）をサンプリングし、計４つのデータから変位量を算出する。変位量算出周期は１ｍＳ毎に実施され、同様にＬＥＤの発光はその１ｍＳのうちの０．１ｍＳ、信号出力サンプリングは、ＬＥＤ６１ａ発光後５００μＳ及び０．５ｍＳ後に行われる。
【０１０３】
Ｖ１ｏｎ、Ｖ２ｏｎ、Ｖ１ｏｆｆ、Ｖ２ｏｆｆのＡ／Ｄ変換されたデジタル値をそれぞれＤ１ｏｎ、Ｄ２ｏｎ、Ｄ１ｏｆｆ、Ｄ２ｏｆｆとし、
Ｄ１ｏｎ−Ｄ１ｏｆｆ＝Ｄ１
Ｄ２ｏｎ−Ｄ２ｏｆｆ＝Ｄ２
とすると、変位量Ｄは、
Ｄ＝Ｄ２／（Ｄ１＋Ｄ２）
で得られる。この変位量Ｄをもとに、定着ローラ３１ａへの記録材Ｐの巻き付きを検出する。
【０１０４】
図１２（ａ）は、微小変位センサ６０ａにより、定着ローラ３１ａの変位量を測定した結果であり、横軸は経過時間（定着ローラ３１ａの１回転分の周期）、縦軸は変位量（Ｄ：単位 μｍ）を示す。
【０１０５】
一般に、ローラには、その偏芯成分及び真円でないための歪みが少なからず存在する。そのため、微小変位センサ６０ａにより定着ローラ３１ａの表面までの距離を測定すると、図１２（ａ）の実線で示すように、定着ローラ３１ａの１回転に対応した周期性のある変化を示すことになる。
【０１０６】
ここで、定着ローラ３１ａに記録材Ｐが巻き付いた場合、上記の周期性の或る変化曲線に対して、記録材Ｐが巻き付いた時点から、記録材Ｐの厚さ分だけのオフセット分の厚さが加算された、図１２（ａ）の点線で示すような変化曲線を示すようになる。このような周期性のあるデータの変化を検出することで、定着ローラ３１ａへの記録材Ｐの巻き付きを確認することができる。
【０１０７】
尚、図１２（ｂ）は、図１２（ａ）に示す変位量の変化曲線を微分演算し、記録材Ｐが巻き付いた時点を強調した曲線である。
【０１０８】
図１３は、定着ローラ３１ａへの記録材Ｐの巻き付きを検出するアルゴリズムを示す。巻き付きつき検出は、システムコントローラ５０のＣＰＵによって演算処理され、画像形成装置の制御を統括的にコントロールする。又、定着ローラ３１ａへの記録材Ｐの巻き付き検出は、通常の画像形成シーケンス中に実施される。
【０１０９】
先ず、画像形成シーケンスが開始され（ステップ１）、システムコントローラ５０は、画像形成装置内の各手段に対して画像形成動作の開始指令を発する（ステップ２）。続いて、定着ローラ３１ａ、及び加圧ローラ３１ｂの回転が開始され（ステップ３）、基準となる定着ローラ３１ａの偏芯成分などを含む変位量変化のリファレンスデータの収集を開始する（ステップ４）。この時のデータが図１２（ａ）の実線に相当する。このリファレンスデータは、システムコントローラ５０内のメモリに、定着ローラ３１ａの１回転分のデータとして格納される。こうして定着ローラ３１ａの１回転分のリファレンスデータの格納が終了するまで変位データの収集が実施される（ステップ５）。
【０１１０】
本実施例では、定着ローラ３１ａへの記録材Ｐの巻き付きを精度良く検出する目的で、１回転分のデータとして２０４８個のデータを収集する。又、データは、定着ローラ３１ａの１回転中にすべて収集することで、データ収集による画像形成シーケンスの延長を極力低減させている。このようにして、リファレンスデータ収集が完了した後、システムコントローラ５０の指令により、実際に画像形成動作が開始される（ステップ６）。
【０１１１】
続いて、画像形成動作が開始されると、記録材Ｐが給紙カセット１７より供給され、感光ドラム１０上に形成されたトナー像が記録材Ｐ上に転写された後、この記録材Ｐは定着装置３０まで搬送されてくる。定着装置３０に記録材Ｐが搬送されてくる少し前のタイミングから定着ローラ３１ａの変位データの収集及び確認を開始する（ステップ７）。定着ローラ３１ａには、回転角度検出装置（図示せず）が備えられており、前述のようにＣＰＵに保存したリファレンスデータと、ここで新たに収集された変位データとの比較を、定着ローラ３１の回転角度に応じて実施する（ステップ８）。
【０１１２】
即ち、回転角度検出装置は、前述の２０４８個の保存データに対応すべく、２０４８ステップの回転角度が検出可能である。
【０１１３】
このように、保存されたリファレンスデータと新たに収集したデータとの比較を、画像形成動作が終了するまで実施し、ここで、比較値が規定値を上回って、且つ、規定ステップ（回転角度）以上続いた場合（ステップ９）、即ち、図１２（ａ）の点線で示すデータが確認された場合、定着ローラ３１ａへの記録材Ｐの巻き付きが発生したものと判断して、画像形成装置に設けられた操作部上の表示部（図示せず）にその旨を表示する（ステップ１０）。又、比較値が規定値を上回ることがなく、画像形成動作が終了した場合には、定着ローラ３１ａへの記録材Ｐの巻き付きは発生しなかったものと判断し（ステップ９）、画像形成動作を終了し（ステップ１１）、全ての画像形成シーケンスを終了する（ステップ１２）。
【０１１４】
感光ドラム１０への記録材Ｐの巻き付き検出についても、上述と同様にして、微小変位センサ６０ｂを用いて行う。
【０１１５】
感光ドラム１０への記録材Ｐの巻き付き検出用の微小変位センサ６０ｂは、被測定表面である感光ドラム１０の表面に光を照射するための赤外発光ＬＥＤ（ＬＥＤ）６１ｂ、変位量検出センサ６２ｂを含み構成される。
【０１１６】
ここで、変位量検出センサ６２ｂはＰＳＤ素子にて構成される。又、ＬＥＤは制御線１０４を介して、センサＬＥＤ制御部７０ｂに接続され、その発光光量を一定に保つと同時に、その明滅が制御される。
【０１１７】
変位量検出センサ６２ｂからの出力信号１０５は、信号電圧が微小であり、且つアナログ信号であるので、この信号１０５を増幅するアンプを有し、又その信号をデジタル量に変換するＡ／Ｄ変換器７１ｂに入力される。
【０１１８】
センサＬＥＤ制御部７０ｂ及びＡ／Ｄ変換器７１ｂを制御する制御信号１００は、システムコントローラ５０のＣＰＵにより統括的にコントロールされる。
【０１１９】
又、Ａ／Ｄ変換器７１ｂからの変位データ信号１０６は、システムコントローラ５０に入力され、ＣＰＵが変位量を演算処理する。
【０１２０】
変位量の算出も、上述の定着ローラ３１ａへの記録材Ｐの巻き付き検出の場合と同様に行う。即ち、ＬＥＤ６１ｂから被測定表面である感光ドラム１０に光Ｌｉを照射し、その反射光ＬｒがＰＳＤ素子である変位量検出センサ６２ｂに照射され、ＰＳＤ素子６２ｂのどの位置に反射光Ｌｒが照射されたかによってＰＳＤ素子６２ｂからの出力信号が変化する。即ち、微小変位センサ６０ｂと感光ドラム１０との位置の差が出力信号として出力され、その信号変化分を変位量として検知することができる。
【０１２１】
感光ドラム１０の記録材Ｐの巻き付き検出のアルゴリズムも、上述の定着ローラ３１ａへの記録材Ｐの巻き付き検出のアルゴリズムと同様である。即ち、感光ドラム１０に記録材Ｐが到達する前に、感光ドラム３０の１回転分のリファレンスデータを収集及び保存し、次に、画像形成シーケンス時に保存したリファレンスデータと新たに収集したデータとの比較をすることによって、感光ドラム１０への記録材Ｐの巻き付きを検出する。
【０１２２】
上述の微小変位センサ６０ａ、６０ｂによる定着ローラ３１ａ、及び感光ドラム１０への記録材Ｐの巻き付き検出を、画像形成シーケンス中に同時行うことが可能であるが、各々別々に検出することも当然可能である。
【０１２３】
以上説明したように、本実施例では、定着ローラ３１ａ、及び加圧ローラ３１ｂの微小な温度変化を赤外線センサ４０ａ、４０ｂにて検出することにより、定着ローラ３１ａ、及び加圧ローラ３１ｂへの記録材Ｐの通過及び／又は通過枚数を検出し、更に微小変位センサ６０ａにより定着ローラ３１ａへの記録材Ｐの巻き付きを検出することにより、更に高精度に記録材Ｐの挙動を検出することが可能である。しかし、本発明の実施の形態はこれに限定されるものではなく、勿論、定着ローラ３１ａ、及び加圧ローラ３１ｂの微小な温度変化を検出することによる記録材Ｐの通過及び／又は枚数検出は、単独でも好適に作用する。
【０１２４】
実施例２
本実施例の画像形成装置は、基本的には実施例１の画像形成装置と同様とされ、赤外線温度センサ（赤外線センサ）の配設方法のみが異なる。
【０１２５】
実施例１では、赤外線センサ４０ａ、４０ｂは、定着ローラ３１ａ、及び加圧ローラ３１ｂの、長手方向長さの中心の表面温度を検出する位置、つまり、記録材Ｐの搬送方向に対して直交する方向の長さの中心位置に対向するように配置した。
【０１２６】
即ち、実施例１では、記録材Ｐがそのサイズに拘わらず、搬送路の搬送方向に直交する方向の中心を基準に搬送される構成の画像形成装置について説明した。
【０１２７】
しかし、記録材Ｐの搬送路の、搬送方向に直交する方向の一方側を基準に記録材Ｐを搬送する画像形成装置の場合、赤外線センサ４０ａ、４０ｂが定着ローラ３１ａ、加圧ローラ３１ｂの長手方向長さの中心に配置されていると、記録材Ｐのサイズによっては記録材Ｐの通過及び／又はその枚数を検出できない可能性がある。
【０１２８】
そこで、そのような構成の画像形成装置の場合、画像を形成する記録材Ｐのサイズに応じて、赤外線センサの配置位置を任意のアクチュエータにより変更することが可能である。
【０１２９】
尚、上記２つの実施例において、定着回転体はローラ形状の定着ローラ３１ａ、及び加圧ローラ３１ｂであるとして説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、例えばベルト形状とされる定着回転体にも適用可能である。又、加熱手段は定着ローラ３１ａ及び加圧ローラ３１ｂの双方に配設されるものとして説明したが、何れか一方のローラに配設することもできる。
【０１３０】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明の画像形成装置は、未定着のトナー像を担持した記録材を、加熱手段を有する定着回転体を通過させることにより永久画像を得る画像形成装置において、定着回転体の表面温度に応じた温度信号を出力する表面温度検出手段であって、定着回転体の表面温度に応じた定着回転体からの赤外線放射量を検出する赤外線検出手段を有し、定着回転体の表面とは離間して定着回転体の表面温度を検出する表面温度検出手段と、表面温度検出手段が出力する温度信号に基づき、定着回転体の表面温度が予め設定された温度となるように加熱手段による定着回転体の加熱を制御する温度調整手段と、を有し、複数の前記記録材が連続して前記定着回転体を通過する際に、記録材が定着回転体を通過する毎の表面温度検出手段が出力する定着回転体の表面温度に応じた温度信号の変化に基づき、定着回転体への各記録材の通過を検出する構成とされるので、定着回転体への記録材の通過及び／又は通過枚数を速やかに検知することができ、又、動作不良が生じ難く、正確に定着回転体への記録材の通過及び／又は通過枚数を検知することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る画像形成装置の一実施例を示す概略構成図である。
【図２】本発明に係る画像形成装置の画像形成動作の主要部を模式的に示す概略構成図である。
【図３】本発明に従う定着回転体と、定着回転体の表面温度検出手段の一実施例を示す概略構成図である。
【図４】本発明に従う表面温度検出手段の部分断面図である。
【図５】本発明に従う表面温度検出手段が備える増幅回路などの概略回路図である。
【図６】本発明に従う表面温度検出手段の検出した定着回転体の（ａ）表面温度信号、（ｂ）斯かる表面温度信号に積分処理を施したもの、（ｃ）更に微分処理を施したものを示すグラフ図である。
【図７】本発明に従う定着回転体の温度制御を示すフロー図である。
【図８】本発明に従う、定着回転体の表面温度に基づいた定着回転体への記録材の通過及び／又は通過枚数の検出を示すフロー図である。
【図９】微小変位センサを用いた定着回転体及び感光ドラムへの記録材の巻き付き検出を模式的に示す概略構成図である。
【図１０】微小変位センサのＰＳＤ素子の概略構成図である。
【図１１】ＰＳＤ素子の信号処理方法を説明するための図である。
【図１２】定着回転体及び感光ドラム表面に記録材が巻き付いた場合の微小変位センサの検出結果を説明するためのグラフ図である。
【図１３】微小変位センサによる定着回転体への記録材の巻き付き検出を示すフロー図である。
【図１４】従来の画像形成装置の一例を示す概略構成図である。
【符号の説明】
１０感光ドラム
１１一次帯電器
１２現像器
１３転写帯電器
１４クリーニング装置
３０定着装置
３１ａ定着ローラ（定着回転体、加熱定着回転体）
３１ｂ加圧ローラ（定着回転体、加圧定着回転体）
４０ａ、４０ｂ赤外線温度センサ（表面温度検出手段）[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention uses, for example, an electrophotographic system or an electrostatic recording system, and forms an unfixed toner image on a recording material with a developer, and then heats and pressurizes the unfixed toner image on the recording material. The present invention relates to an image forming apparatus to be fixed, for example, a copying machine or a printer, and more particularly to detection of the passage of a recording material to the fixing apparatus.
[0002]
[Prior art]
2. Description of the Related Art Conventionally, an image forming apparatus using an electrophotographic system, such as an electrophotographic copying machine, is known. FIG. 14 shows a schematic configuration of a conventional image forming apparatus using an electrophotographic system.
[0003]
The image forming apparatus includes, for example, a drum-shaped electrophotographic photosensitive member (hereinafter referred to as “photosensitive drum”) 10 as an image carrier that is rotatably supported in the direction of an arrow. When started, the surface of the photosensitive drum 10 is uniformly charged by, for example, a primary charger 11 as a primary charging unit. Thereafter, the surface of the photosensitive drum 10 is exposed by, for example, laser light B according to the image information, and an electrostatic latent image is formed on the surface. The electrostatic latent image is visualized by a developer (including toner) included in the developing device 12 at a developing position facing the developing device 12 as the photosensitive drum 10 rotates, and a toner image is formed on the photosensitive drum 10. Form.
[0004]
On the other hand, the recording material P accommodated in the paper feed cassette 17 is synchronized with the formation of the toner image on the photosensitive drum 10 so that the photosensitive drum 10 and, for example, the transfer charger 13 as a transfer unit face each other. The toner image on the photosensitive drum 10 is transferred onto the recording material P.
[0005]
Thereafter, the recording material P carrying the unfixed toner image by transfer is conveyed to the fixing device 30, and the fixing device 30 heats and pressurizes the recording material P, whereby the unfixed toner image is fixed on the recording material P. And it becomes a permanent image.
[0006]
The recording material P on which the image is thus formed is then discharged out of the image forming apparatus. Further, the transfer residual toner remaining on the photosensitive drum 10 after the transfer is completed is removed by the cleaning device 14, and the image forming apparatus can repeatedly form an image.
[0007]
The fixing device 30 used in the above-described conventional image forming apparatus presses, for example, a pair of fixing rotators having a heating unit therein, that is, a heating fixing rotator and a pressure fixing rotator, as fixing rotators. It is provided and configured. As the fixing rotator, there are a fixing roller 31a and a pressure roller 31b which are formed in a roller shape.
[0008]
The fixing roller 31a and the pressure roller 31b can have the same shape and configuration, or can have different shapes and configurations.
[0009]
Conventionally, during the above-described image forming operation, a so-called stay jam in which the recording material P is wound around the fixing roller 31a and stays, for example, often occurs in the image forming apparatus.
[0010]
Therefore, in order to detect the passage timing of the recording material P, the passage detection sensors 25 are provided at a plurality of locations in the passage path of the recording material P to detect and notify the jamming of the recording material P.
[0011]
Conventionally, the passage detection sensor 25 is configured by a photo interrupter having an LED and a photo sensor, and a movable lever or shielding plate for shielding the optical path of the photo interrupter. .
[0012]
In the conventional passage detection sensor 25 described above, in particular, the passage detection sensor 25 provided for detecting that the recording material P has passed through the fixing roller 31a and the pressure roller 31b subjected to the heating and pressure treatment is the sensor itself. In consideration of the operating temperature environment, a certain distance from the fixing roller 31a and the pressure roller 31b, that is, a certain downstream side in the conveying direction of the recording material P from the fixing roller 31a and the pressure roller 31b. It was provided.
[0013]
[Problems to be solved by the invention]
However, since the conventional passage detection sensor 25 is disposed at a certain distance from the fixing roller 31a and the pressure roller 31b, the recording material P after the unfixed toner image is fixed. It was difficult to quickly detect a delay in passage or a stagnant jam.
[0014]
As a result, there is a problem that the recording material P is wound around the fixing roller 31a and the pressure roller 31b, or the image forming apparatus is partially damaged due to an illegal behavior of the recording material P.
[0015]
Further, since the passage detection sensor 25 is composed of a photo interrupter and a lever or a shielding plate that is movable to shield the optical path of the detection light of the photo interrupter, the movable lever or the shielding plate is detected light. Malfunction such as being fixed at a position where the light is shielded or transmitted, or a change in the movable force thereof occurs. As a result, it is impossible to accurately detect the passage of the recording material P, and an abnormality occurs in the detection of the jam. In the worst case, there is a problem that the jam cannot be detected although the jam has occurred.
[0016]
Accordingly, an object of the present invention is to quickly detect the passage of the recording material and / or the number of the passage of the recording material to the fixing rotator, and it is difficult for malfunction to occur. Alternatively, an image forming apparatus capable of accurately detecting the number of passing sheets is provided.
[0017]
[Means for Solving the Problems]
The above object is achieved by the image forming apparatus according to the present invention. In summary, the present invention relates to an image forming apparatus that obtains a permanent image by passing a recording material carrying an unfixed toner image through a fixing rotator having heating means, in accordance with the surface temperature of the fixing rotator. Surface temperature detection means for outputting a temperature signal An infrared detecting means for detecting an amount of infrared radiation from the fixing rotator according to a surface temperature of the fixing rotator, the surface of the fixing rotator being separated from the surface of the fixing rotator. Surface temperature detection means for detecting temperature And the surface temperature of the fixing rotator is preset based on the temperature signal output by the surface temperature detecting means. The Temperature adjusting means for controlling heating of the fixing rotator by the heating means so as to have a temperature, When a plurality of the recording materials pass through the fixing rotator continuously, each time the recording material passes through the fixing rotator. The surface temperature detecting means outputs According to the surface temperature of the fixing rotating body Based on the change in the temperature signal, each Of the recording material Passing It is an image forming apparatus characterized by detecting. One of the present invention According to an embodiment, When a plurality of the recording materials continuously pass through the fixing rotator To the fixing rotating body each Of the recording material Passing By detecting this, the retention of the recording material in the image forming apparatus is detected. Preferably, as a change in the temperature signal output by the surface temperature detecting means, the surface temperature of the fixing rotator while the recording material is not deprived of heat, and the recording material passing through the fixing rotator. A change based on a difference from the temperature of the surface of the fixing rotator while detecting heat is detected.
[0018]
According to one embodiment of the present invention, the temperature signal output from the surface temperature detection means is subjected to differentiation processing and / or integration calculation processing, and based on the calculation result. When a plurality of the recording materials continuously pass through the fixing rotator To the fixing rotating body each Of the recording material Passing Is detected. According to one embodiment, based on the change in the calculation result of the differential and / or integral calculation processing, When a plurality of the recording materials continuously pass through the fixing rotator To the fixing rotating body each Of the recording material Passing Preferably, as a change in the calculation result of the differential and / or integral calculation process, the surface temperature of the fixing rotator while the recording material is not deprived of heat, and the passage through the fixing rotator are detected. A change based on a difference from the temperature of the surface of the fixing rotator while heat is taken away by the recording material is detected.
[0019]
According to another embodiment of the invention Detecting the passage of each recording material to the fixing rotator when a plurality of recording materials pass through the fixing rotator in succession, thereby determining the number of recording materials passing through the fixing rotator. To detect . or, Other of the present invention According to an embodiment, the surface temperature detecting means is , A thermistor for compensating the temperature signal output from the infrared detection means;
[0020]
According to another embodiment of the present invention, the temperature signal includes surface temperature data of the fixing rotator obtained by subjecting the temperature signal to desired processing such as A / D conversion and calculation processing for temperature calculation. Including.
[0021]
According to another embodiment of the present invention, the fixing rotator is a heat fixing rotator or a pressure fixing rotator, and according to one embodiment, the fixing rotator has a roller shape.
[0022]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
The image forming apparatus according to the present invention will be described below in more detail with reference to the drawings.
[0023]
Example 1
FIG. 1 shows a schematic configuration of an embodiment of an image forming apparatus according to the present invention. According to the present embodiment, the present invention is embodied in an electrophotographic digital copying machine, but the present invention is not limited to this, and an analog copying machine, a color copying machine, a printer, etc. The present invention can be applied to an arbitrary image forming apparatus using an electrophotographic system or an image forming apparatus using an electrostatic recording system.
[0024]
The image forming apparatus shown in FIG. 1 is roughly divided into a reader unit R and a printer unit G. The reader unit R includes a document table 2 on which a document is placed, a document pressure plate 1 that presses the document placed on the document table 2 against the document table 2, a light source 3 that irradiates light on the image surface of the document, and an image of the document. Reflected light from the surface is photoelectrically converted by the CCD, and an image processing unit 6 that performs various image processing on the obtained electric signal, and a mirror group 4 and a lens 5 that guide the reflected light to the image processing unit 6 are provided. It is a major component.
[0025]
The image processing unit 6 has image processing functions such as A / D conversion, S / H, shading correction, masking correction, scaling, and LOG conversion in addition to photoelectric conversion by the CCD.
[0026]
The reader unit R operates as follows. That is, the document is placed on the document table 2 so that the image surface faces the document table 2 and is pressed by the document pressure plate 1. The light source 3 moves in the direction of arrow A while irradiating light, and scans the image surface of the document with light. The reflected light image from the image plane is imaged on the CCD included in the image processing unit 6 via the mirror group 4 and the lens 5, and is photoelectrically converted into an electrical signal here. The image signal that has become an electrical signal is subjected to various image processing in the image processing unit 6 and then sent to a printer unit G to be described later.
[0027]
As shown in FIG. 1, the printer unit G supports a drum-shaped electrophotographic photosensitive member as an image carrier, that is, a photosensitive drum 10 so as to be rotatable in the arrow direction. A primary charger 11 is provided along the circumference of the photosensitive drum 10 to uniformly charge the surface of the photosensitive drum 10.
[0028]
Next, the image signal converted into an electrical signal from the reader unit R is converted into a signal for driving the laser element 8 as the exposure means by the laser driving circuit 7, and the laser beam B emitted by the laser element 8 according to the signal is converted. The polygon scanner 9 scans the surface of the photosensitive drum 10 to expose the surface, and an electrostatic latent image is formed on the surface of the photosensitive drum 10.
[0029]
The electrostatic latent image reaches a developing position that faces the developing device 12 as the photosensitive drum 10 rotates, and includes a developer (toner) that is carried and conveyed to the electrostatic latent image by the developing roller 12a included in the developing device 12. ) To form a toner image on the photosensitive drum 10.
[0030]
Further, the printer unit G is provided with a transport path 24, a paper feed cassette 17, a paper feed roller 18, a transport roller 19 and the like for feeding the recording material P, and is accommodated in the paper feed cassette 17. The recording material P is conveyed to a transfer position where the photosensitive drum 10 and the transfer charger 13 face each other in synchronization with the formation of the toner image on the photosensitive drum 10. The printer unit G is further provided with a multi-sheet feeding device 21. Since the multi-sheet feeding device 21 has a substantially straight paper feeding path, various recording materials P having different properties such as material and size are provided. Can be supplied into the image forming apparatus.
[0031]
The toner image on the photosensitive drum 10 is electrostatically transferred by the action of the transfer charger 13 onto the recording material P conveyed to the transfer position in this way.
[0032]
Thereafter, the recording material P carrying the unfixed toner image by the transfer is conveyed to the fixing device 30 by the pre-fixing belt 20, and will be described later in detail, but the fixing roller 31a as a fixing rotator provided in the fixing device 30, The pressure roller 31b rotates in contact with the arrow direction to heat and press the recording material P, and the unfixed toner image is fixed on the recording material P to become a permanent image.
[0033]
The recording material P on which the image is thus formed is then discharged out of the image forming apparatus. The transfer residual toner remaining on the photosensitive drum 10 after the transfer is completed is removed by the cleaning device 14, the auxiliary charger 15 neutralizes the surface of the photosensitive drum 10, and the pre-exposure lamp 16 further has a photosensitive drum. The residual charge on 10 is removed. In this way, the image forming apparatus can repeatedly form images.
[0034]
Next, the operation of the image forming apparatus of this embodiment will be further described with reference to FIG. FIG. 2 schematically shows main constituent members related to the image forming operation of the image forming apparatus according to the present invention.
[0035]
Various operations including the image forming operation and the conveyance of the recording material P of the image forming apparatus of the present embodiment are comprehensively controlled by a system controller 50 including a CPU (Central Processing Unit). As shown in FIG. 2, the system controller 50 is a part of the reader unit R. The The laser element 8 is configured by controlling the image input unit 51, the image processing unit 6, and the laser driving circuit 7 configured to transmit image signals read by the CCD as image data subjected to A / D conversion to the image processing unit 6. To form an electrostatic latent image on the photosensitive drum 10. Here, the laser drive circuit 7 modulates and drives the semiconductor laser (laser element) 8 based on the image information input via the image processing unit 6.
[0036]
Conventionally, in an image forming apparatus, when a toner image transferred onto a recording material P is heated and pressed by a fixing roller 31a and a pressure roller 31b, unfixed toner is melted, In this embodiment, which directly contacts the toner image, there is often a problem that the recording material P is wound around the upper fixing roller 31a. Further, due to the electrostatic force of the recording material P and the photosensitive drum 10, the recording material P is attracted to the surface of the photosensitive drum 10 and cannot reach the fixing device 30, so that a problem of winding around the photosensitive drum 10 often occurs. .
[0037]
Therefore, conventionally, separation claw (not shown) is provided in the vicinity of the fixing roller 31a, the pressure roller 31b, and the photosensitive drum 10 in order to separate the recording material P from the respective surfaces, and the fixing roller 31a and the pressure roller 31b. And the winding of the recording material P around the photosensitive drum 10 is prevented.
[0038]
The image forming apparatus according to the present embodiment will be described in detail later, but an infrared temperature sensor 40a serving as a surface temperature detecting unit is provided in the vicinity of the fixing roller 31a and the pressure roller 31b in order to detect the respective surface temperatures. 40b, which are used for temperature control of the fixing roller 31a and the pressure roller 31b, and at the same time, based on minute temperature changes on the surfaces of the fixing roller 31a and the pressure roller 31b detected by these. Then, the passage of the recording material P to the fixing roller 31a and the pressure roller 31b and / or the number thereof are detected.
[0039]
As will be described later, the image forming apparatus according to the present exemplary embodiment also includes minute displacement sensors 60a and 60b in the vicinity of the fixing roller 31a and the photosensitive drum 10, respectively. The minute displacement sensors 60a and 60b detect the distance between the fixing roller 31a and the photosensitive drum 10, respectively, and detect the displacement of the distance due to the winding of the recording material P, thereby winding the recording material P around each of them. Is detected, and the conveyance failure of the recording material P is accurately detected.
[0040]
Next, detection of the surface temperature of the fixing roller 31a and the pressure roller 31b of the image forming apparatus according to the present exemplary embodiment will be described with reference to FIGS. FIG. 3 schematically shows the fixing device 30 and its surface temperature detecting means of this embodiment.
[0041]
As shown in FIG. 3, the fixing device 30 includes a halogen heater 3 serving as a heating unit inside as a fixing rotating body. 2 A pair of fixing rotators including a and 32b, that is, a heat fixing rotator and a pressure fixing rotator are provided so as to press each other. In this embodiment, the fixing rotator is a roller-shaped fixing roller 31a and a pressure roller 31b.
[0042]
The image forming apparatus of this embodiment detects infrared rays emitted from the fixing roller 31a and the pressure roller 31b as surface temperature detection means for detecting the temperatures of the outer surfaces of the fixing roller 31a and the pressure roller 31b. Infrared temperature sensors (hereinafter simply referred to as “infrared sensors”) 40a and 40b, which are non-contact type surface temperature detecting means for measuring by converting the amount of infrared rays into temperature. Infrared sensors 40a and 40b are located at positions to detect the temperature of the center surface of the fixing roller 31a and the pressure roller 31b in the longitudinal direction, that is, the length in the direction perpendicular to the conveying direction of the recording material P. It is spaced and opposed.
[0043]
Here, in the conventional image forming apparatus, a temperature sensor such as a thermistor is brought into contact with the fixing roller or disposed in the vicinity of the fixing roller to detect the surface temperature of the fixing roller. However, in such a surface temperature detecting means, the temperature sensor is brought into contact with or close to the fixing roller, so that the fixing roller is worn out. In this embodiment, since the infrared sensors 40a and 40b are not in contact with the surfaces of the fixing roller 31a and the pressure roller 31b, the above problem does not occur.
[0044]
FIG. 4 shows the structure of the infrared sensor 40a of this embodiment in more detail. Since the infrared sensor 40b has the same structure, the infrared sensor 40a will be described as an example.
[0045]
As shown in FIG. 4, the infrared sensor 40a irradiates only the infrared ray corresponding to the radiant heat from the fixing roller 31a into the infrared sensor 40a, detects the amount of the infrared ray, and converts it into a temperature. It has the infrared detection means formed, and can output a voltage corresponding to the amount of infrared rays incident on the thermopile 41a.
[0046]
In front of the thermopile 41a on the infrared incident path from the fixing roller 31a to the thermopile 41a, an infrared pass filter and a condensing lens 43a are provided and radiate only from a predetermined area on the surface of the fixing roller 31a. Infrared rays can be detected, and only light in a predetermined wavelength region, that is, infrared rays can be detected.
[0047]
The thermopile 41a is composed of a thermocouple. The thermocouple 41a emits heat when irradiated with infrared rays. The thermopile 41a is a hot junction, and the non-heated side is a cold junction, and the temperature difference is output as a voltage. Therefore, it is necessary to detect the temperature on the cold junction side, that is, the temperature of the infrared sensor 40a itself, and the thermistor 42a is provided for this purpose.
[0048]
Here, the relationship between the measured object temperature (the surface temperature of the fixing roller 31a in this embodiment) and the temperature of the infrared sensor 40a itself with respect to the output voltage of the thermopile 41a is expressed by the following equation.
[0049]
E = A (Tx ^Four -Ta ^Four (1)
E: Output voltage
Tx: Temperature of measured object (K)
Ta: Temperature of the infrared sensor itself (K)
A: Constant
By measuring E and Ta using the above equation, the temperature of the measured object, that is, the fixing roller 31a can be calculated.
[0050]
Further, the infrared sensor 40a includes an amplifier circuit shown in FIG. 5 in addition to the elements shown in FIG. 4, and is integrally formed.
[0051]
That is, since the output voltage from the thermopile 41a is extremely low (8 mV / 200 ° C.), it is necessary to amplify it to the A / D conversion level. The amplifier circuit 47a applies the thermopile output Pi from the thermopile output terminal 44a. The output Po is multiplied by a gain of about 1000 times.
[0052]
Further, since the thermistor 42a that measures the temperature of the infrared sensor 40a itself only changes its resistance value according to the temperature, the thermistor output from the thermistor output terminal 45a is used to convert this resistance value change into a voltage change. Mi is output Mo as a voltage by a resistor connected to a DC 5V power source in the circuit 49a.
[0053]
The temperature signals corresponding to the output voltages from the thermopile 41a and the thermistor 42a, that is, the surface temperature of the fixing roller 31a, are A / D converted by the A / D converter 48a shown in FIG. Is input. From this signal, the system controller 50 performs a calculation based on the above equation (1) to calculate the temperature of the fixing roller 31a.
[0054]
As understood from FIG. 3, based on the temperature data of the fixing roller 31a and the pressure roller 31b obtained as described above, each of the fixing roller 31a and the pressure roller 31b has a desired temperature. In addition, the system controller 50 including the CPU performs ON / OFF control of the halogen heaters 32a and 32b in an integrated manner. That is, the halogen heaters 32 a and 32 b are ON / OFF controlled via the heater control unit 33 in accordance with a control command from the system controller 50. In this embodiment, since the halogen heaters 32a and 32b are AC driven, an SSR is built in the heater control unit 33, and the AC power supply for heater supply is turned on / off based on a control command from the system controller 50. Turn off.
[0055]
That is, in this embodiment, the system controller 50 and the heater control unit 33 function as temperature adjusting means for adjusting the surface temperatures of the fixing roller 31a and the pressure roller 31b by controlling the halogen heaters 32a and 32b as heating means. .
[0056]
Next, the passage of the recording material P to the fixing roller 31a and the pressure roller 31b and / or detection of the number of passing sheets based on the surface temperature detection values of the surface temperature detection means (infrared sensors) 40a and 40b will be described in detail. Here, the fixing roller 31a, that is, the fixing roller 31a on the side in contact with the unfixed toner image carried on the recording material P will be described. The same applies to the pressure roller 31b.
[0057]
FIG. 6A shows temperature data detected by the infrared sensor 40a and calculated as the surface temperature data of the fixing roller 31a in accordance with the image forming operation of the present embodiment. The vertical axis represents the detected temperature.
[0058]
As described above, the surface temperature of the fixing roller 31a of this embodiment is made constant at a desired target temperature (hereinafter referred to as “Tcon”) by ON / OFF control of the internal halogen heater 32a. It is controlled with a specified width.
[0059]
Therefore, the detected temperature value of the infrared sensor 40a is the detected value of the surface temperature of the fixing roller 31a as in the initial time axis of FIG. 6A while the fixing roller 31a is stopped and the temperature is controlled. Is approximately Tcon.
[0060]
However, when the image forming operation is started and the recording material P is conveyed to the fixing device 30 and the fixing operation is started, the detected surface temperature value of the fixing roller 31a has an amplitude as shown in the middle of the time axis in FIG. appear. This is because the recording material P is sequentially conveyed to the fixing device 30 with a predetermined interval.
[0061]
That is, in a state where the fixing roller 31a and the pressure roller 31b sandwich the recording material P and heat the recording material P to fix the unfixed toner image, the surface temperature of the fixing roller 31a temporarily decreases. While the fixing roller 31a and the pressure roller 31b do not sandwich the recording material P and are not heating the recording material P, that is, in a state corresponding to the interval between the recording material P and the recording material P that follows, the fixing roller 31a This is because the temperature tends to return to the original temperature Tcon.
[0062]
Further, when the recording material P sequentially reaches the fixing device 30 and continuously performs the fixing operation, the halogen heater 32a inside the fixing roller 31a is in a continuously lit state. At this time, the surface temperature of the fixing roller 31a is: The amplitude becomes stable near the saturation temperature (Tx).
[0063]
Thus, the fixing roller 31a of the recording material P is detected by detecting the change in the surface temperature of the fixing roller 31a due to the passage of the recording material P through the fixing roller 31a by the infrared sensor 40a which is a non-contact type surface temperature detecting means. It is possible to detect the passage and / or the number of passages of 31a and the pressure roller 31b.
[0064]
In this embodiment, since the infrared sensor 40a is provided as the surface temperature detecting means, the minute temperature change as described above, that is, the amplitude of the temperature detection value due to the recording material P passing through the fixing roller 31a is detected. However, it is difficult to recognize such a temperature change with a conventional temperature sensor using a thermistor.
[0065]
According to the present embodiment, the following signal processing is applied to the surface temperature detection data of the fixing roller 31a shown in FIG. 6A to detect the passage of the fixing roller 31a and / or the number of passing sheets.
[0066]
The temperature data calculated as the surface temperature of the fixing roller 31a detected by the infrared sensor 40a enters the infrared sensor 40a with respect to the temperature change caused by the passage of the recording material P, as shown in FIG. Electrical noise and disturbance of the surface temperature distribution of the fixing roller 31a are superimposed, and a temperature change due to the passage of the recording material P is detected as a waveform that is difficult to detect. In the present embodiment, the surface temperature of the fixing roller 31a is detected every 2 mS (milliseconds) in consideration of the image forming speed of 50 sheets / min for the A4 size recording material P.
[0067]
Therefore, in this embodiment, in order to remove the electrical noise entering the infrared sensor 40a and the disturbance component of the surface temperature distribution of the fixing roller 31a from the temperature data of FIG. Low pass processing). The result is shown in FIG.
[0068]
In the integration calculation, the data of FIG. 6A calculated by the system controller 50 as the surface temperature of the fixing roller 31a after the A / D conversion unit 48a A / D-converts the output voltage of the thermopile 41a and the thermistor 42a is used as the system. This is performed by the controller 50 sequentially calculating. The integral coefficient is
(1 1 1 2 1 1 1) / 8
d-3 d-2 d-1 d d + 1 d + 2 d + 3
Is used. Note that d represents data to be integrated, d + 1 and d-1 represent the next data one by one, respectively (d + 2, d + 3 and d-2 and d-3 are also two after and three in the same way. Represents after).
[0069]
The integration coefficient can be changed in consideration of the material, thickness, or environmental temperature of the recording material P, or can be added.
[0070]
Further, in the present embodiment, a sequential differentiation operation is performed in order to emphasize a change point in the result of the above-described sequential integration shown in FIG. The result is shown in FIG. The sequential differentiation operation is also sequentially performed by the system controller 50 in the same manner as the above-described sequential integration operation. The differential coefficient is
(-1 -1 -1 6 -1 -1 -1)
d-3 d-2 d-1 d d + 1 d + 2 d + 3
Is used. In addition, d represents data to be differentiated, d + 1 and d-1 respectively represent one data after one, and d + 2, d + 3 and d-2 and d-3 are also two data after three. Represents after).
[0071]
The differential coefficient can also be changed in consideration of the material, thickness, or environmental temperature of the recording material P, or can be added.
[0072]
In this embodiment, the surface temperature detection value of the fixing roller 31a detected by using the infrared sensor 40a in this way is subjected to successive integration calculation and further differential calculation, so that electrical noise to the infrared sensor 40a and the fixing roller are obtained. The disturbance component of the surface temperature distribution of 31a can be removed.
[0073]
Next, an algorithm for detecting the surface temperature of the fixing roller 31a in the image forming apparatus of this embodiment and detecting the passage of the recording material P to the fixing roller 31a and / or the number of passing sheets based on the detected surface temperature will be described.
[0074]
The temperature control of the fixing roller 31a and the pressure roller 31b is performed at specified time intervals (every 2 mS in the present embodiment) by an interrupt sequence regardless of whether in the image forming sequence or in the standby state. The passage of the recording material P to the fixing roller 31a and the pressure roller 31b and / or detection of the number of passing sheets based on the above are performed during the image forming sequence. Further, detection of the passage of the recording material P to the fixing roller 31a and the pressure roller 31b and / or detection of the number of passages based on the detected surface temperature is performed by a CPU included in the system controller 50, and the image forming apparatus Overall control of the operation.
[0075]
First, with reference to FIG. 7, an embodiment of an algorithm for temperature control of the fixing roller 31a performed in an interrupt sequence will be described.
[0076]
First, temperature control is started (step 1). The surface temperature of the fixing roller 31a is calculated from the detection value of the infrared sensor 40a (step 2). The temperature data of the fixing roller 31a at this time is T. Next, each temperature data T is sequentially integrated in accordance with the integration coefficient described above to calculate the surface temperature integrated value T ′ of the fixing roller 31a (step 3). Further, each temperature integral value T ′ is sequentially differentiated according to the above-described differential coefficient to calculate a temperature differential value T ″ (step 4).
[0077]
The differential data is sequentially stored in a RAM (not shown) connected to the CPU in the system controller 50 for use in detecting the passage of the recording material P and / or the number of passing sheets, which will be described in detail later. Store and update.
[0078]
Next, it is determined whether or not the temperature integrated value T ′ of the fixing roller 31a has decreased to a temperature Ton at which the halogen heater 32a needs to be turned on (step 5). Then, the halogen heater 32a in the fixing roller 31a is turned on (step 6), and the process returns to the measurement of the surface temperature of the fixing roller 31a again (step 2).
[0079]
If T ′ is higher than the temperature Ton at which the halogen heater 32a needs to be turned on (step 5), it is determined whether or not the temperature Toff is higher than the temperature Toff at which the halogen heater 32a needs to be turned off. (Step 7) If it is Toff or more, the halogen heater 32a is turned off (Step 8), and the surface temperature of the fixing roller 31a is again measured (Step 2).
[0080]
Further, when T ′ is a temperature between Ton and Toff (step 7), in order to avoid excessive ON / OFF of the halogen heater 32a for adjusting the temperature of the fixing roller 31a, ON / OFF of the halogen heater 32a is performed. Without switching, the process returns to the measurement of the surface temperature of the fixing roller 31a (step 2). That is, the temperature between Ton and Toff is a dead zone region for temperature adjustment. As described above, the temperature control of the fixing roller 31a is performed.
[0081]
Next, an embodiment of an algorithm for detecting the passage of the recording material P to the fixing roller 31a and the pressure roller 31b and / or the number of passing sheets will be described with reference to FIG.
[0082]
First, an image forming sequence is started (step 1). In this embodiment, at that time, the user arbitrarily sets the number of copies from the operation unit (not shown) of the image forming apparatus (step 2). Next, it is determined whether the start of the image forming operation is instructed by the user pressing the image forming operation start key on the operation unit (step 3), and the start of the image forming operation is instructed. In this case, the recording material P is supplied into the image forming apparatus (step 4), and image formation on the recording material P is started (step 5).
[0083]
In this way, an unfixed toner image by the developer is formed on the recording material P, and then the unfixed toner image on the recording material P is fixed by heat and pressure by the fixing roller 31a and the pressure roller 31b in the fixing device 30. Is done.
[0084]
At that time, it is calculated in the temperature control sequence of the fixing roller 31a implemented by the interrupt sequence according to the algorithm shown in FIG. 7, and is sequentially stored in a RAM (not shown) connected to the CPU of the system controller 50. It is determined whether or not the differential value T ″ of the updated temperature data exceeds a threshold value Ts that is a threshold for detecting the passage of the recording material P (step 6). If the temperature differential value T ″ of the fixing roller 31a does not exceed the recording material P passage detection threshold value Ts, there is a possibility that the recording material P does not pass through the fixing roller 31a or stays somewhere. Therefore, it is determined whether or not a specified time has elapsed (in this embodiment, the theoretical time from the supply of the recording material P into the image forming apparatus to the discharge from the image forming apparatus) has elapsed. Is repeated (step 8).
[0085]
If the temperature differential value T ″ of the fixing roller 31a exceeds the recording material P passage detection threshold value Ts (step 6) while repeating the specified time discrimination, the recording material P has passed the fixing roller 31a. In this embodiment, the number of copies is counted.
[0086]
It is determined whether or not the number of copies thus counted has reached the copy number setting value set in step 2 (step 7). If the set number of copies has been reached, the image forming sequence is terminated (step 7). 11).
[0087]
If T ″ does not exceed the recording material P passage detection threshold value Ts within the specified time (step 8), the halogen heater 32a is immediately turned off (step 9), and at the same time, the operation of the image forming apparatus is performed. The retention of the recording material P in the image forming apparatus, that is, jam information is displayed on a section (not shown) (step 10), and then the image forming sequence is terminated.
[0088]
In this embodiment, the passage of the recording material P to the fixing roller 31a and the pressure roller 31b is detected, and the number of times (that is, the number of passages) is detected and compared with the number of copies set by the user. However, the present invention is not limited to this, and can be used only by passage detection. For example, when the present invention is applied to a printer, the user himself / herself does not set the number of image formations. It is also possible to adopt a configuration for detecting the passage and the number of passages.
[0089]
As described above, in this embodiment, in order to remove electrical noise or disturbance in the surface temperature distribution of the fixing roller 31a, the successive detection operation and the differential operation processing are performed on the temperature detection data from the infrared sensor 40a. However, it should be understood that the present invention is not limited to this. That is, according to the situation of the image forming apparatus that implements the present invention, the temperature detection data from the infrared sensor 40a is directly used to detect the passage of the recording material P to the fixing roller 31a and the pressure roller 31b and / or the number of sheets passed. It is also possible to perform only one of the differential operation and the integral operation, and the order of the operation is not limited to the first order.
[0090]
As described above, according to the present invention, the passage of the recording material P to the fixing roller 31a and the pressure roller 31b and / or the number of the passage of the recording material P can be quickly detected, and the malfunction is unlikely to occur. It becomes possible to accurately detect the passage of the recording material P to the roller 31a and the pressure roller 31b and / or the number of passing sheets.
[0091]
Further, as described above, the image forming apparatus according to the present exemplary embodiment includes the minute displacement sensors 60a and 60b in the vicinity of the fixing roller 31a and the photosensitive drum 10, respectively, and the recording material P with respect to the fixing roller 31a and the photosensitive drum 10 is provided. Detect winding. Next, the minute displacement sensor will be described.
[0092]
FIG. 9 schematically shows micro displacement sensors 60a and 60b included in the image forming apparatus of the present embodiment, and a circuit for controlling them.
[0093]
In this embodiment, the minute displacement sensor 60a detects the winding of the recording material P around the fixing roller 31a, that is, the fixing roller 31a on the side where the toner image transferred onto the recording material P is in direct contact. This is because the recording material P is likely to be wound around the fixing roller 31a due to the adhesiveness of the toner as compared with the pressure roller 31b where the toner image is not in direct contact. Similarly to the description, it is also possible to adopt a configuration in which winding around the pressure roller 31b is detected.
[0094]
The minute displacement sensor 60a includes an infrared light emitting LED (hereinafter simply referred to as “LED”) 61a for irradiating light on the surface to be detected, that is, the surface of the fixing roller 31a, and a displacement detection sensor 62a. The
[0095]
Here, the displacement detection sensor 62a is configured by a PSD element. Further, the LED is connected to the sensor LED control unit 70a via the control line 101, and its blinking is controlled at the same time as the light emission quantity is kept constant.
[0096]
Since the output signal 102 from the displacement amount detection sensor 62a has a very small signal voltage and is an analog signal, it has an amplifier that amplifies the signal 102, and A / D conversion converts the signal into a digital amount. Is input to the device 71a.
[0097]
The control signal 100 for controlling the sensor LED control unit 70a and the A / D converter 71a is comprehensively controlled by the CPU of the system controller 50.
[0098]
Further, the displacement data signal 103 from the A / D converter 71a is input to the system controller 50, and the CPU of the system controller 50 calculates the displacement amount.
[0099]
The displacement amount is calculated as follows. That is, the light 61 is irradiated from the LED 61a to the fixing roller 31a, which is the surface to be measured, and the reflected light Lr is irradiated to the displacement detection sensor 62a, which is a PSD element, and the reflected light Lr is irradiated to any position of the PSD element 62a. The output signal from the PSD element 62a changes depending on whether or not. That is, the difference in position between the minute displacement sensor 60a and the fixing roller 31a is output as an output signal, and the change in the signal can be detected as the displacement amount.
[0100]
Here, with reference to FIG.10 and FIG.11, the structure and signal processing of the displacement measurement by a PSD element are demonstrated.
[0101]
FIG. 10 shows a schematic structure of the PSD element. When a power supply voltage (+5 V in this embodiment) is applied to the input terminal Z in the figure, the ratio of the current amounts of the two outputs I1 and I2 changes with respect to the position of the incident light incident on the light receiving surface of the PSD element. To do. The relationship is as follows: X from the I1 terminal side of the figure to the position of the incident light and L the light receiving surface length.
I1: I2 = (L−X): X
It is represented by Using this relationship, current-voltage conversion is performed inside the minute displacement sensor 60a, and the output signal 102 which has become voltage signals (PSD1, PSD2) is digitized by the A / D converter 71a, and the system controller 71 The displacement amount is calculated. The signal 103 includes two displacement amount signals as described above.
[0102]
FIG. 11 shows the blinking control of the LED 61a and the data sample timing for calculating the displacement amount. As shown in FIG. 11, the data (V1on, V2on) of the output signals PSD1, PSD2 of I1, I2 while the LED 61a is emitting light is sampled, and then the data (V1off, V2off) while the LED is turned off. ) Is sampled, and the amount of displacement is calculated from a total of four data. The displacement amount calculation cycle is performed every 1 mS, and similarly, the light emission of the LED is 0.1 mS of the 1 mS, and the signal output sampling is performed 500 μS and 0.5 mS after the LED 61a emits light.
[0103]
A / D converted digital values of V1on, V2on, V1off, and V2off are D1on, D2on, D1off, and D2off, respectively.
D1on-D1off = D1
D2on-D2off = D2
Then, the displacement amount D is
D = D2 / (D1 + D2)
It is obtained by. Based on this displacement amount D, the winding of the recording material P around the fixing roller 31a is detected.
[0104]
FIG. 12A shows the result of measuring the displacement amount of the fixing roller 31a by the minute displacement sensor 60a. The horizontal axis indicates the elapsed time (period of one rotation of the fixing roller 31a), and the vertical axis indicates the displacement amount (D : Unit μm).
[0105]
In general, a roller has a considerable amount of distortion due to its eccentric component and not being a perfect circle. Therefore, when the distance to the surface of the fixing roller 31a is measured by the minute displacement sensor 60a, a periodic change corresponding to one rotation of the fixing roller 31a is shown as shown by the solid line in FIG. .
[0106]
Here, when the recording material P is wound around the fixing roller 31a, the thickness corresponding to the thickness of the recording material P from the time when the recording material P is wound with respect to the certain change curve of the periodicity. The change curve as shown by the dotted line in FIG. By detecting such a change in data with periodicity, the winding of the recording material P around the fixing roller 31a can be confirmed.
[0107]
Note that FIG. 12B is a curve that emphasizes the time when the recording material P is wound by differentiating the displacement change curve shown in FIG.
[0108]
FIG. 13 shows an algorithm for detecting the winding of the recording material P around the fixing roller 31a. The winding detection is processed by the CPU of the system controller 50, and controls the image forming apparatus in a centralized manner. The detection of the winding of the recording material P around the fixing roller 31a is performed during a normal image forming sequence.
[0109]
First, an image forming sequence is started (step 1), and the system controller 50 issues an image forming operation start command to each means in the image forming apparatus (step 2). Subsequently, the rotation of the fixing roller 31a and the pressure roller 31b is started (step 3), and the collection of reference data of displacement amount changes including the eccentric component of the fixing roller 31a serving as a reference is started (step 4). . The data at this time corresponds to the solid line in FIG. This reference data is stored in the memory in the system controller 50 as data for one rotation of the fixing roller 31a. Thus, displacement data is collected until the reference data for one rotation of the fixing roller 31a is stored (step 5).
[0110]
In this embodiment, 2048 pieces of data are collected as data for one rotation for the purpose of accurately detecting the winding of the recording material P around the fixing roller 31a. Further, by collecting all the data during one rotation of the fixing roller 31a, the extension of the image forming sequence due to the data collection is reduced as much as possible. In this way, after the reference data collection is completed, an image forming operation is actually started by a command from the system controller 50 (step 6).
[0111]
Subsequently, when the image forming operation is started, the recording material P is supplied from the paper feed cassette 17 and the toner image formed on the photosensitive drum 10 is transferred onto the recording material P. It is conveyed to the fixing device 30. Collection and confirmation of displacement data of the fixing roller 31a is started at a timing slightly before the recording material P is conveyed to the fixing device 30 (step 7). The fixing roller 31a is provided with a rotation angle detecting device (not shown), and the fixing roller 31 compares the reference data stored in the CPU as described above with the newly collected displacement data. (Step 8).
[0112]
That is, the rotation angle detection device can detect a rotation angle of 2048 steps so as to correspond to the 2048 stored data described above.
[0113]
Thus, the comparison between the stored reference data and the newly collected data is performed until the image forming operation is completed. Here, the comparison value exceeds the specified value, and the specified step (rotation angle). When the above process continues (step 9), that is, when the data indicated by the dotted line in FIG. 12A is confirmed, it is determined that the recording material P has been wound around the fixing roller 31a, and the image forming apparatus That effect is displayed on a display unit (not shown) on the provided operation unit (step 10). If the comparison value does not exceed the specified value and the image forming operation is completed, it is determined that the recording material P has not been wound around the fixing roller 31a (step 9), and the image forming operation is performed. (Step 11), and all image forming sequences are completed (step 12).
[0114]
Detection of winding of the recording material P around the photosensitive drum 10 is also performed using the minute displacement sensor 60b in the same manner as described above.
[0115]
The minute displacement sensor 60b for detecting the winding of the recording material P around the photosensitive drum 10 includes an infrared light emitting LED (LED) 61b for irradiating light to the surface of the photosensitive drum 10 which is a surface to be measured, and a displacement detection sensor 62b. It is comprised including.
[0116]
Here, the displacement amount detection sensor 62b is configured by a PSD element. Further, the LED is connected to the sensor LED control unit 70b via the control line 104, and its blinking is controlled at the same time as keeping the light emission quantity constant.
[0117]
Since the output signal 105 from the displacement detection sensor 62b has a very small signal voltage and is an analog signal, the output signal 105 has an amplifier that amplifies the signal 105, and A / D conversion converts the signal into a digital value. Is input to the device 71b.
[0118]
The control signal 100 for controlling the sensor LED control unit 70b and the A / D converter 71b is comprehensively controlled by the CPU of the system controller 50.
[0119]
The displacement data signal 106 from the A / D converter 71b is input to the system controller 50, and the CPU calculates the displacement amount.
[0120]
The amount of displacement is also calculated in the same manner as in the case of detecting the winding of the recording material P around the fixing roller 31a. That is, the light 61 is irradiated from the LED 61b to the photosensitive drum 10 that is the surface to be measured, the reflected light Lr is irradiated to the displacement detection sensor 62b that is a PSD element, and the reflected light Lr is irradiated to any position of the PSD element 62b. The output signal from the PSD element 62b changes depending on whether or not. That is, the difference in position between the minute displacement sensor 60b and the photosensitive drum 10 is output as an output signal, and the change in the signal can be detected as the displacement amount.
[0121]
The algorithm for detecting the winding of the recording material P on the photosensitive drum 10 is the same as the algorithm for detecting the winding of the recording material P around the fixing roller 31a. That is, before the recording material P reaches the photosensitive drum 10, the reference data for one rotation of the photosensitive drum 30 is collected and stored, and then the reference data stored in the image forming sequence and the newly collected data are compared. By comparison, winding of the recording material P around the photosensitive drum 10 is detected.
[0122]
While it is possible to simultaneously detect the winding of the recording material P around the fixing roller 31a and the photosensitive drum 10 by the minute displacement sensors 60a and 60b during the image forming sequence, it is naturally possible to detect them separately. It is.
[0123]
As described above, in this embodiment, recording on the fixing roller 31a and the pressure roller 31b is performed by detecting minute temperature changes of the fixing roller 31a and the pressure roller 31b with the infrared sensors 40a and 40b. It is possible to detect the behavior of the recording material P with higher accuracy by detecting the passage of the material P and / or the number of passing materials and further detecting the winding of the recording material P around the fixing roller 31a by the minute displacement sensor 60a. It is. However, the embodiment of the present invention is not limited to this, and of course, the passage of the recording material P and / or the detection of the number of sheets by detecting minute temperature changes of the fixing roller 31a and the pressure roller 31b. , It works well alone.
[0124]
Example 2
The image forming apparatus according to the present embodiment is basically the same as the image forming apparatus according to the first embodiment, and only the arrangement method of the infrared temperature sensor (infrared sensor) is different.
[0125]
In the first embodiment, the infrared sensors 40a and 40b are orthogonal to the position where the fixing roller 31a and the pressure roller 31b detect the surface temperature at the center of the length in the longitudinal direction, that is, the conveyance direction of the recording material P. It arrange | positioned so as to oppose the center position of the length of a direction.
[0126]
That is, in the first exemplary embodiment, the image forming apparatus configured to transport the recording material P based on the center in the direction orthogonal to the transport direction of the transport path, regardless of the size thereof, has been described.
[0127]
However, in the case of the image forming apparatus that transports the recording material P with reference to one side of the transport path of the recording material P in the direction orthogonal to the transport direction, the infrared sensors 40a and 40b are the longitudinal lengths of the fixing roller 31a and the pressure roller 31b. If it is arranged at the center of the length in the direction, there is a possibility that the passage of the recording material P and / or the number of the recording materials P cannot be detected depending on the size of the recording material P.
[0128]
Therefore, in the case of the image forming apparatus having such a configuration, the arrangement position of the infrared sensor can be changed by an arbitrary actuator in accordance with the size of the recording material P that forms an image.
[0129]
In the above-described two embodiments, the fixing rotator is described as the roller-shaped fixing roller 31a and the pressure roller 31b. However, the present invention is not limited to this, for example, a belt shape. It can also be applied to a fixing rotator. Further, although the heating means has been described as being disposed on both the fixing roller 31a and the pressure roller 31b, it may be disposed on any one of the rollers.
[0130]
【The invention's effect】
As described above, the image forming apparatus of the present invention is a fixing rotating body in an image forming apparatus that obtains a permanent image by passing a recording material carrying an unfixed toner image through a fixing rotating body having a heating unit. Surface temperature detection means for outputting a temperature signal corresponding to the surface temperature of And having infrared detecting means for detecting the amount of infrared radiation from the fixing rotator according to the surface temperature of the fixing rotator, and detecting the surface temperature of the fixing rotator apart from the surface of the fixing rotator. Surface temperature detection means And the surface temperature of the fixing rotator is preset based on the temperature signal output by the surface temperature detecting means. The Temperature adjusting means for controlling heating of the fixing rotator by the heating means so as to have a temperature, Each time the recording material passes through the fixing rotator when the plurality of recording materials pass through the fixing rotator continuously. Output from surface temperature detection means According to the surface temperature of the fixing rotating body Based on the change in temperature signal, each Recording material Passing Therefore, it is possible to quickly detect the passage of the recording material and / or the number of the passage of the recording material to the fixing rotator, and it is difficult to cause a malfunction, and the recording material to the fixing rotator is accurately detected. Passing and / or passing number of sheets can be detected.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic configuration diagram showing an embodiment of an image forming apparatus according to the present invention.
FIG. 2 is a schematic configuration diagram schematically showing a main part of an image forming operation of the image forming apparatus according to the present invention.
FIG. 3 is a schematic configuration diagram showing an embodiment of a fixing rotator and surface temperature detecting means of the fixing rotator according to the present invention.
FIG. 4 is a partial sectional view of a surface temperature detecting means according to the present invention.
FIG. 5 is a schematic circuit diagram of an amplifier circuit and the like provided in the surface temperature detecting means according to the present invention.
FIGS. 6A and 6B show (a) a surface temperature signal of the fixing rotating body detected by the surface temperature detecting means according to the present invention, (b) an integration process performed on the surface temperature signal, and (c) a differential process. It is a graph figure which shows a thing.
FIG. 7 is a flowchart showing temperature control of a fixing rotator according to the present invention.
FIG. 8 is a flow chart showing the passage of the recording material to the fixing rotator and / or the detection of the number of passing sheets based on the surface temperature of the fixing rotator according to the present invention.
FIG. 9 is a schematic configuration diagram schematically showing detection of winding of a recording material around a fixing rotator and a photosensitive drum using a minute displacement sensor.
FIG. 10 is a schematic configuration diagram of a PSD element of a minute displacement sensor.
FIG. 11 is a diagram for explaining a signal processing method of a PSD element;
FIG. 12 is a graph for explaining a detection result of a minute displacement sensor when a recording material is wound around the surface of a fixing rotator and a photosensitive drum.
FIG. 13 is a flowchart showing detection of winding of a recording material around a fixing rotating body by a minute displacement sensor.
FIG. 14 is a schematic configuration diagram illustrating an example of a conventional image forming apparatus.
[Explanation of symbols]
10 Photosensitive drum
11 Primary charger
12 Developer
13 Transfer charger
14 Cleaning device
30 Fixing device
31a Fixing roller (fixing rotator, heat fixing rotator)
31b Pressure roller (fixing rotator, pressure fixing rotator)
40a, 40b Infrared temperature sensor (surface temperature detection means)

Claims

In an image forming apparatus for obtaining a permanent image by passing a recording material carrying an unfixed toner image through a fixing rotator having a heating means,
Surface temperature detecting means for outputting a temperature signal corresponding to the surface temperature of the fixing rotator, and comprising infrared detecting means for detecting an infrared radiation amount from the fixing rotator according to the surface temperature of the fixing rotator. A surface temperature detecting means for detecting the surface temperature of the fixing rotator separated from the surface of the fixing rotator;
A temperature control means for controlling the heating of the basis of the temperature signal, the fixing rotator the fixing rotator by the heating means so that the surface temperature becomes a preset temperature to be output from the surface temperature detecting means,
Have
According to the surface temperature of the fixing rotator output by the surface temperature detecting means each time the recording material passes through the fixing rotator when a plurality of the recording materials pass through the fixing rotator. An image forming apparatus, wherein the passage of each recording material to the fixing rotator is detected based on a change in the temperature signal.

By detecting the passage of each of said recording material to said fixing rotary body when a plurality of the recording medium passes through the fixing rotator continuously detects the residence inside the image forming apparatus wherein a recording material The image forming apparatus according to claim 1.

As a change in the temperature signal output by the surface temperature detecting means, the surface temperature of the fixing rotator while the recording material is not deprived of heat, and the recording material passing through the fixing rotator is deprived of heat. The image forming apparatus according to claim 1, wherein a change based on a difference between the temperature of the fixing rotator and the temperature of the fixing rotator is detected.

A differential process and / or an integral calculation process is performed on the temperature signal output from the surface temperature detection means, and when the plurality of recording materials pass through the fixing rotator continuously based on the calculation result, 3. The image forming apparatus according to claim 1, wherein the passage of each recording material to a fixing rotator is detected.

On the basis of the changes in the calculation result of the differentiation and / or integration processing, detects the passage of each of said recording material of the plurality of recording materials are continuously into the fixing rotator when passing through the fixing rotator The image forming apparatus according to claim 4.

As a change in the calculation result of the differential and / or integral calculation processing, heat is deprived by the surface temperature of the fixing rotator while the recording material is not deprived of heat and by the recording material passing through the fixing rotator. 6. The image forming apparatus according to claim 5, wherein a change based on a difference between the temperature of the fixing rotator and the surface of the fixing rotator is detected.

Detecting the number of recording materials passing through the fixing rotator by detecting the passage of the recording materials to the fixing rotator when a plurality of the recording materials pass through the fixing rotator continuously. the image forming apparatus according to any one of claims 1 to 6, characterized in that.

The surface temperature detecting means, an image forming apparatus according to any one of claims 1 to 7, characterized in that it has a thermistor for performing compensation of the temperature signal output of the infrared detector.

The temperature signal includes surface temperature data of the fixing rotator obtained by subjecting the temperature signal to desired processing such as A / D conversion and calculation processing for temperature calculation. 9. The image forming apparatus according to any one of items 8.

The image forming apparatus according to claim 1, wherein the fixing rotator is a heat fixing rotator or a pressure fixing rotator.

The image forming apparatus according to claim 1, wherein the fixing rotator has a roller shape.