JP3884882B2 - 画像形成装置 - Google Patents

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、
（１ １ １ ２ １ １ １）／８
ｄ−３ ｄ−２ ｄ−１ ｄ ｄ＋１ ｄ＋２ ｄ＋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 −１ ６ −１ −１ −１）
ｄ−３ ｄ−２ ｄ−１ ｄ ｄ＋１ ｄ＋２ ｄ＋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）

Claims (11)

1. 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。
2. 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ことを特徴とする請求項１の画像形成装置。
3. 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ことを特徴とする請求項１又は２の画像形成装置。
4. 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ことを特徴とする請求項１又は２の画像形成装置。
5. 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することを特徴とする請求項４の画像形成装置。
6. 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ことを特徴とする請求項５の画像形成装置。
7. 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ことを特徴とする請求項１〜６のいずれかの項に記載の画像形成装置。
8. 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ことを特徴とする請求項１〜７のいずれかの項に記載の画像形成装置。
9. 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ことを特徴とする請求項１〜８のいずれかの項に記載の画像形成装置。
10. 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ることを特徴とする請求項１〜９のいずれかの項に記載の画像形成装置。
11. 前記定着回転体は、ローラ形状とされることを特徴とする請求項１〜１０のいずれかの項に記載の画像形成装置。

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