JP4597214B2 - 画像形成装置 - Google Patents

Description

この発明は、記録媒体を加熱及び加圧することで未定着の現像剤像を記録媒体に定着させる画像形成装置に関する。

複写機やレーザプリンタのような電子写真方式の画像形成装置は、加熱部材で加熱される定着部材、及び定着部材に圧接する加圧部材を備える。定着部材及び加圧部材は、互いの間を通過する記録媒体を加熱及び加圧することで、現像剤像を記録媒体に定着させる。

このような画像形成装置の中には、定着部材の表面温度を検出し、検出温度に応じて加熱部材への通電を制御することで、定着部材の表面温度を所定範囲内に調整するものがある。

ところが、定着部材の表面に付着していた紙粉や現像剤等の塵埃が、表面温度を検出する検出部に付着することがある。検出部に塵埃が付着すると、定着部材の熱は、塵埃を通して検出部に伝導されるようになる。検出部に塵埃が付着すると、検出部の熱容量が増加したような状態となり、定着部材の温度変化に対する検出部の応答性が悪化する。このため、通電をオフすべき閾値温度を検出部が検出した際には、定着部材の実際の表面温度は閾値温度をすでに超えた状態になっていることがある。

定着部材や加圧部材の軸受や駆動ギヤは、樹脂製であることが多い。検出部に塵埃が付着し、定着部材の表面温度が所定範囲を外れて過剰に上昇すると、軸受や駆動ギヤ等の周辺部材が熱変形する虞がある。また、現像剤像の記録媒体への定着性能が低下する虞もある。

そこで、検出温度に基づいて、定着部材の表面温度の、主電源をオンした直後の立ち上がり時、及び、主電源をオフした後の立ち下り時のそれぞれの温度傾き値を演算し、温度傾き値が基準値の範囲を外れた際に、温度の検出部又は電源が異常であると判断するものがある（例えば、特許文献１参照。）。
特開平１０−１４３０００号公報

しかし、主電源をオンした直後の立ち上がり時、及び、主電源をオフした後の立ち下り時のそれぞれの温度傾き値に基づいて検出部又は電源の異常を判断する上述の従来の画像形成装置は、主電源をオンした直後の立ち上がり時、及び、主電源をオフした後の立ち下り時以外のときは、検出部又は電源の異常を判断することができない。例えば、従来の画像形成装置では、主電源が長時間にわたってオンされたままで使用された場合、主電源をオンした直後及びオフした後を除くタイミングでは、検出部の異常を判断できない虞がある。このため、長時間にわたって検出部の異常を判断できない虞がある。

また、従来の画像形成装置では、温度傾き値を演算する必要があり、制御部の負荷が大きい。

この発明の目的は、主電源をオンした直後及びオフした後を除くタイミングにおいて、定着部材及び加圧部材の表面温度の過剰な上昇を抑制できる画像形成装置を提供することにある。

この発明の画像形成装置は、定着部材、加圧部材、加熱部材、検出部、及び制御部を備える。

定着部材及び加圧部材は、互いの間を通過する記録媒体を加熱及び加圧することで未定着の現像剤像を記録媒体に定着させる。加熱部材は、駆動中に定着部材及び加圧部材のうち少なくとも一方を加熱する。検出部は、定着部材及び加圧部材のうち少なくとも一方の表面温度を検出する。制御部は、検出部での検出温度が所定の閾値より高くなると加熱部材を停止させ、検出温度が閾値より低くなると加熱部材を駆動させる。制御部は、加熱部材の駆動又は停止の切り換えの周期を計測する周期計測部を含み、周期が基準時間より長くなった場合、定着部材及び加圧部材に対する加熱を低減させる加熱低減処理を行う。

この構成では、加熱部材が駆動すると定着部材及び加圧部材のうち少なくとも一方が加熱され、加熱部材が停止すると加熱されない。加熱部材の駆動又は停止の切り換えの周期が基準時間より長くなった場合、検出部に塵埃が付着したために応答性が悪化したと考えられる。このため、加熱低減処理を行うことで、定着部材及び加圧部材に対する加熱が低減する。また、閾値の制御は、加熱部材の駆動又は停止の切り換えの周期に基づくので、主電源をオンした直後及びオフした直後を除くタイミングにおいて行うことができる。

上述の構成において、加熱低減処理は、閾値を低下させる閾値変更処理であってもよい。閾値を低下させることで、加熱部材を停止させるタイミングが早められる。このため、定着部材及び加圧部材の表面温度の過剰な上昇を抑制することができる。

また、制御部は、加熱部材の駆動中において所定時間継続して定着部材と加圧部材との間を記録媒体が通過しない非定着動作時の検出温度に基づいて、閾値変更処理を行うように構成されていてもよい。非定着動作時は、定着部材及び加圧部材の表面から記録媒体によって熱が奪われないので、定着部材及び加圧部材の表面温度が所定範囲内に安定しやすい。このため、非定着動作時の検出温度に基づいて閾値変更処理を行うことで、より確実に表面温度の過剰な上昇を抑制できるとともに、表面温度の過剰な低下による現像剤像の定着不良を抑制できる。

さらに、制御部から出力される表示コマンドに基づく情報を表示する表示部をさらに備え、制御部は、閾値変更処理を行った場合、閾値変更処理を行った旨を表示する表示コマンドを出力するように構成されていてもよい。定期的に行われるメンテナンス時に検出部の清掃を行うことが好ましいことを、ユーザに知らせることができる。

また、制御部は、閾値を所定温度より低く設定した場合、検出部のメンテナンスを行うべき旨を表示する表示コマンドを出力するように構成されていてもよい。実際の温度と検出温度とが所定値以上にかけ離れた場合、現像剤像を記録媒体に定着させる定着温度が所定範囲から外れてしまう虞があるので、メンテナンスを促すことで、定着温度を所定範囲内に制御できるようになる。また、メンテナンスを行うべき旨が表示される限界まで閾値変更処理を行うことで、より長く定着動作を続けることができる。

さらに、制御部は、検出部のメンテナンスが行われた旨の入力があると、閾値を所定の初期値へ戻すように構成されていてもよい。検出部のメンテナンスが行われることで検出部に付着した塵埃が除去された場合は、閾値を所定の初期値へ戻すことで、より確実に表面温度の過剰な上昇を抑制することができる。

また、制御部は、閾値の低下に応じて基準時間を長く設定するように構成されていてもよい。閾値を低下させた場合は、検出部に塵埃が付着していると考えられる。検出部への塵埃の付着量に応じて、加熱部材の駆動又は停止の切り換えの周期が長くなる場合に、閾値の低下に応じて基準時間を長く設定することで、閾値の不必要な更なる低下を防止することができる。

さらに、加熱低減処理は、加熱部材の駆動時間に対する加熱部材の通電オン時間の割合であるデューティ比を低下させる処理であってもよい。デューティ比が低下することで、加熱部材による定着部材及び加圧部材に対する加熱度合いが低下する。このため、定着部材及び加圧部材の表面温度の過剰な上昇を抑制することができる。

また、加熱低減処理は、加熱部材の駆動中であって駆動開始から所定時間経過後からの単位時間当たりの加熱部材の通電オン時間を短縮する処理であってもよい。加熱部材の駆動開始の初期は通常通りに加熱することで、表面温度の速やかな上昇を可能とし、所定時間経過後は加熱度合いを低下させることで、表面温度の過剰な上昇を抑制することができる。

さらに、検出部は、定着部材及び加圧部材のうち少なくとも一方の表面であって記録媒体の通過方向に直交する幅方向のうち記録媒体が通過する通紙領域の温度を検出するように構成されていてもよい。通紙領域の検出温度に基づいて閾値変更処理を行うことで、現像剤像を記録媒体に定着させる定着温度をより確実に所定範囲内に制御することができる。

また、検出部は、定着部材及び加圧部材のうち少なくとも一方の表面に接触して温度を検出する接触型の温度センサであることが好ましい。接触型の温度センサは、非接触型の温度センサと比較して、安価であるとともに、精度が高い。このため、接触型の温度センサを用いることで、低コスト化及び高精度化を図ることができる。

さらに、定着部材及び加圧部材のうち少なくとも一方は、ローラであってもよい。ローラ型の定着部材及び加圧部材の表面温度の過剰な上昇を抑制することができる。

また、定着部材及び加圧部材のうち少なくとも一方は、ベルトであってもよい。ベルト型の定着部材及び加圧部材の表面温度の過剰な上昇を抑制することができる。

この発明によれば、加熱部材の駆動又は停止の切り換えの周期が基準時間より長くなった場合、加熱低減処理を行うことで、定着部材又は加圧部材に対する加熱が低減し、主電源をオンした直後及びオフした後を除くタイミングにおいて、定着部材及び加圧部材の表面温度の過剰な上昇を抑制することができる。

以下に、この発明を実施するための最良の形態について、図面に基づいて説明する。図１は、この発明の実施形態に係る画像形成装置１０の概略の断面図である。図１では、切断面の断面表記を省略している。

画像形成装置１０は、画像読取部２０、画像形成部３０、及び制御部４０を備えている。画像形成装置１０は、画像読取部２０で取得した画像データ、又は外部から入力された画像データに基づいて、用紙等の記録媒体に画像を形成する。

画像読取部２０は、画像形成部３０の上に配置されている。画像読取部２０は、プラテンガラス２１上に載置された原稿に光を照射し、原稿で反射した光をＣＣＤ（Charge Coupled Device)２２で光電変換することで、原稿の画像に応じた画像データを取得する。

画像形成部３０は、感光体ドラム３１、帯電装置３２、露光ユニット３３、現像装置３４、転写装置３５、定着装置６０、クリーニングユニット３６、給紙トレイ３７、手差しトレイ３８、及び排紙トレイ３９を備えている。帯電装置３２、露光ユニット３３、現像装置３４、及び転写装置３５は、感光体ドラム３１の周囲に、感光体ドラム３１の回転方向である図１における反時計方向に沿って、この順に配置されている。

帯電装置３２は、感光体ドラム３１の周面を所定の電位に均一に帯電させる。帯電装置３２は、非接触式の帯電装置である。帯電装置３２として、ローラ型やブラシ型の接触式の帯電装置を用いることもできる。

露光ユニット３３は、帯電装置３２によって均一に帯電された感光体ドラム３１の周面を、画像データに基づいて露光することで、感光体ドラム３１の周面に静電潜像を形成する。露光ユニット３３は、感光体ドラム３１の周面をレーザ光で所定の走査方向に走査するレーザスキャニングユニットである。露光ユニット３３として、発光素子がアレイ状に配列された書き込みヘッドを用いることもできる。

現像装置３４は、感光体ドラム３１の周面に形成された静電潜像に現像剤を供給することで、静電潜像を現像剤像に顕像化する。

給紙トレイ３７及び手差しトレイ３８は、画像形成用の用紙を収容している。給紙トレイ３７又は手差しトレイ３８に載置された用紙は、感光体ドラム３１の周面と転写装置３５との間に、１枚ずつ搬送される。

転写装置３５は、感光体ドラム３１の周面に形成された現像剤像を、用紙に転写する。

定着装置６０は、未定着の現像剤像が転写された用紙を挟持しながら搬送することで、現像剤を用紙に熱圧着する。これによって、現像剤像は用紙に定着する。

クリーニングユニット３６は、現像剤像が用紙に転写された後の感光体ドラム３１の周面に残留した現像剤を、除去及び回収する。

画像が定着した用紙は、排紙トレイ３９上に排出される。排紙トレイ３９は、画像形成後の用紙を保持する。

制御部４０は、画像形成装置１０を統括的に制御している。

図２は、画像形成装置１０の構成図である。図２では、定着装置について詳細に説明するために定着装置を画像形成部３０とは別に記載しているが、定着装置は画像形成部に含まれる。

画像形成装置１０は、操作部５０をさらに備えている。操作部５０は、入力部５１、及び表示部５２を含む。入力部５１は、画像形成条件の設定や画像形成枚数等の制御命令の入力を受け付ける。入力部５１として、タッチパネル及びテンキー等が用いられる。表示部５２は、制御部４０から出力される表示コマンドに基づく情報を表示する。表示部５２には、操作のために必要な情報が表示される。表示部５２は、例えば液晶パネルである。

定着装置６０は、定着ローラ６１、及び加圧ローラ６２を備えている。この実施形態では、定着ローラ６１はこの発明の定着部材に相当し、加圧ローラ６２はこの発明の加圧部材に相当する。

定着ローラ６１は、アルミニウム等の金属製で、図示しない駆動源から供給される駆動力によって回転する。定着ローラ６１の内部には、定着ローラ６１の軸方向に延びる定着ヒータ７２が配置されている。定着ヒータ７２は、ヒータ電源７１からの通電時に、定着ローラ６１の周面を内部から加熱する。ヒータ電源７１及び定着ヒータ７２は、この発明の加熱部材に相当する。

温度センサ７３は、定着ローラ６１及び加圧ローラ６２のうち少なくとも一方の周面であって用紙７０の通過方向に直交する幅方向のうち用紙７０が通過する通紙領域の表面温度を検出する。この実施形態では、温度センサ７３は、定着ローラ６１の周面であって用紙７０の通過方向に直交する幅方向のうち用紙７０が通過する通紙領域に接触するように配置され、定着ローラ６１の周面の通紙領域の表面温度を検出する。温度センサ７３は、この発明の検出部に相当する。温度センサ７３は、接触型の温度センサであり、例えばサーミスタである。温度センサ７３は、定着ローラ６１の周面の検出温度を、制御部４０へ出力する。

接触型の温度センサ７３は、非接触型の温度センサと比較して、安価であるとともに精度が高い。このため、接触型の温度センサ７３を用いることで、低コスト化及び高精度化を図ることができる。通紙領域の温度を検出することで、現像剤像を用紙に定着させる定着温度をより正確に制御できる。

加圧ローラ６２は、定着ローラ６１の周面に圧接している。加圧ローラ６２は、定着ローラ６１の回転に従動して回転する。

用紙７０は、ガイド板７４によって定着ローラ６１と加圧ローラ６２との間に案内される。定着ローラ６１及び加圧ローラ６２は、未定着の現像剤像が転写された用紙７０を挟持しながら搬送することで、互いの間を通過する用紙７０を加熱及び加圧し、現像剤を用紙７０に熱圧着する。

定着ローラ１の周面の熱は、周面に接する空気や用紙７０によって奪われる。気温は一定ではなく、用紙の厚さや含有水分量も様々である。一方、現像剤を用紙７０に定着させるために適した定着ローラ１の周面の表面温度は、一般的に１６０℃以上２００℃以下の範囲内である。

制御部４０は、定着温度制御部４１、及び機器制御部４２を含む。定着温度制御部４１は、この発明の周期計測部に相当する。定着温度制御部４１は、定着ローラ１の周面の表面温度を、現像剤を用紙７０に定着させるために適した所定範囲内に維持するために、温度センサ７３から入力される検出温度に基づいて、ヒータ電源７１を駆動状態又は停止状態に切り換える。ヒータ電源７１は、駆動中は定着ヒータ７２を加熱させ、停止中は定着ヒータ７２を加熱させない。

機器制御部４２は、入力部５１から入力された制御命令に基づいて、画像読取部２０、画像形成部３０、及び表示部５２の動作を統括的に制御する。

図３は、温度センサ７３による検出温度とヒータ電源７１の駆動及び停止のタイミングとの関係を示す。図３では、ヒータ電源７１の駆動時を“ヒータＯＮ”と示し、ヒータ電源７１の停止時を“ヒータＯＦＦ”と示している。

画像形成装置１０の主電源がオンされると、定着温度制御部４１がヒータ電源７１を駆動し、定着ヒータ７２の加熱を開始する。これによって、温度センサ７３による定着ローラ６１の周面の検出温度が上昇し始める。主電源がオンされてからしばらくすると、検出温度が設定温度ＨＣに達する。

定着温度制御部４１は、ヒータ電源７１の駆動中に検出温度が所定の閾値より高くなると、ヒータ電源７１を停止し、定着ヒータ７２の加熱を停止する。定着温度制御部４１は、ヒータ電源７１の停止中に検出温度が所定の閾値より低くなると、ヒータ電源７１を駆動し、定着ヒータ７２の加熱を開始する。この実施形態では、閾値として設定温度ＨＣが設定されている。

定着温度制御部４１は、ヒータ電源７１の駆動中に検出温度が設定温度ＨＣより高くなると、定着ヒータ７２の加熱を停止する。定着温度制御部４１が定着ヒータ７２の加熱を停止しても、定着ローラ６１の周面の検出温度は、加熱が停止された瞬間から下降するのではなく、しばらく上昇し続けた後で下降し始める。

定着温度制御部４１は、ヒータ電源７１の停止中に検出温度が設定温度ＨＣより低くなると、定着ヒータ７２の加熱を開始する。定着温度制御部４１が定着ヒータ７２の加熱を開始しても、定着ローラ６１の周面の検出温度は、加熱が開始された瞬間から上昇するのではなく、しばらく下降し続けた後で上昇し始める。

定着ヒータ７２の加熱を停止しても検出温度がすぐに下降せずにしばらく上昇し続け、定着ヒータ７２の加熱を開始しても検出温度がすぐに上昇せずにしばらく下降し続けるのは、定着ローラ６１が所定の熱容量を有し、定着ヒータ７２から発せられた熱が所定の熱伝導率で徐々に周面に伝導するからである。

例えば、ヒータ電源７１の駆動中に検出温度が設定温度ＨＣより高くなると、ヒータＯＦＦ-１のタイミングでヒータ電源７１を停止させる。ヒータ電源７１を停止させると、検出温度はしばらく上昇を続けた後、下降する。ヒータ電源７１の停止中に検出温度が設定温度ＨＣ以下まで下降すると、ヒータＯＮ−１のタイミングでヒータ電源７１を駆動させる。ヒータ電源７１を駆動させると、検出温度はしばらく下降を続けた後、上昇する。

ヒータＯＮ−１以後においても、ヒータ電源７１の駆動中に検出温度が設定温度ＨＣより高くなるとヒータ電源７１を停止させ、ヒータ電源７１の停止中に検出温度が設定温度ＨＣより低くなるとヒータ電源７１を駆動させる処理が繰り返される。このようにして、ヒータ電源７１の駆動中において所定時間継続して定着ローラ６１と加圧ローラ６２との間を用紙が通過しない非定着動作時に、設定温度ＨＣを含む所定範囲内に検出温度が維持されることが理想的である。

入力部５１から入力された画像形成要求や、外部から入力された画像形成要求によって、未定着の現像剤像を用紙に定着させる定着動作が開始されると、定着ローラ６１の周面の熱が用紙によって奪われ、検出温度が低下していく。定着温度制御部４１は、定着動作中はヒータ電源７１を駆動させ続けることで、周面の表面温度の過剰な低下の防止を図る。

定着動作が終了すると、定着ローラ６１の周面は、定着ヒータ７２によって加熱される一方、用紙によって熱を奪われなくなる。このため、周面の検出温度は上昇し始める。定着温度制御部４１は、ヒータ電源７１の駆動中に検出温度が設定温度ＨＣより高くなるとヒータ電源７１を停止させ、ヒータ電源７１の停止中に検出温度が設定温度ＨＣより低くなるとヒータ電源７１を駆動させる。これによって、ヒータＯＦＦ-５以後の非定着動作時においても、検出温度は、ヒータＯＦＦ-１からヒータＯＮ−４までの非定着動作時と同様に推移する。

図４（Ａ）及び図４（Ｂ）は、非定着動作時における定着ローラ６１の周面の温度とヒータ電源７１の駆動及び停止のタイミングとの関係を示す図であり、図４（Ａ）は温度センサ７３の表面が汚れていない場合の関係を示し、図４（Ｂ）は温度センサ７３の表面が汚れている場合の関係を示している。なお、図４（Ａ）及び図４（Ｂ）において、実線は、定着ローラ６１の周面の温度センサ７３による検出温度を示し、一点鎖線は、定着ローラ６１の周面の想定される実際の表面温度を示している。また、図４（Ａ）及び図４（Ｂ）では、ヒータ電源７１の駆動時を“ＯＮ”と示し、ヒータ電源７１の停止時を“ＯＦＦ”と示している。

上述のように、温度センサ７３は定着ローラ６１の周面に接触している。定着ローラ６１の周面は、定着動作時に用紙及び現像剤と接触するので、定着ローラ６１の周面には紙粉や残留現像剤等の塵埃が付着することがある。定着ローラ６１の周面に付着した塵埃は、定着ローラ６１が回転することで温度センサ７３へ運ばれ、温度センサ７３に付着することがある。

温度センサ７３が塵埃で汚れると、定着ヒータ７２から発せられた熱は、塵埃を通して温度センサ７３へ伝導されるようになる。温度センサ７３が汚れると、温度センサ７３の熱容量が増加したような状態となり、定着ローラ６１の周面の温度変化に対する温度センサ７３の応答性が悪化する。定着ローラ６１の周面の実際の表面温度に対して、温度センサ７３による温度の検出に、遅れが生じる。

このため、温度センサ７３が汚れると、非定着動作時にヒータ電源７１を駆動状態から停止状態へ切り換える周期Ｔ１が、長くなる。なお、非定着動作時にヒータ電源７１を停止状態から駆動状態へ切り換える周期についても同様である。

温度センサ７３が汚れた状態においても汚れていない状態と同じ値に設定温度ＨＣが設定されている場合、温度センサ７３が汚れると、定着ローラ６１の周面の実際の表面温度が設定温度ＨＣに達しても、検出温度が設定温度ＨＣに達せずにヒータ電源７１が停止されないことがある。実際の表面温度が設定温度ＨＣに達しているのにヒータ電源７１が停止されないと、定着ローラ６１の周面の表面温度が過剰に高くなる虞がある。

そこで、定着温度制御部４１は、周期Ｔ２が基準時間より長くなった場合に設定温度ＨＣを低下させる閾値変更処理を行う。定着温度制御部４１は、非定着動作時の検出温度に基づいて、閾値変更処理を行う。

図５は、制御部４０の処理手順を示すフローチャートである。

画像形成装置１０の主電源がオンされると、定着温度制御部４１は、ヒータ電源７１を駆動させる（Ｓ１）。定着温度制御部４１は、温度センサ７３による検出温度ＨＤが設定温度ＨＣより高くなるまで待機し、検出温度ＨＤが設定温度ＨＣより高くなると（Ｓ２）、ヒータ電源７１を停止させる（Ｓ３）。

定着温度制御部４１は、ヒータ電源７１を停止させた時から時間測定を開始する（Ｓ４）。ヒータ電源７１が停止すると、定着ローラ６１の周面の表面温度は、しばらく上昇し続けた後で低下し始める。

定着温度制御部４１は、検出温度ＨＤが設定温度ＨＣより低くなるまで待機し、検出温度ＨＤが設定温度ＨＣより低くなると（Ｓ５）、ヒータ電源７１を駆動させる（Ｓ６）。ヒータ電源７１が駆動すると、定着ローラ６１の周面の表面温度は、しばらく下降し続けた後で上昇し始める。

定着温度制御部４１は、検出温度ＨＤが設定温度ＨＣより高くなるまで待機し、検出温度ＨＤが設定温度ＨＣより高くなると（Ｓ７）、ヒータ電源７１を停止させる（Ｓ８）。定着温度制御部４１は、Ｓ８でヒータ電源７１を停止させた時に時間測定を終了し、時間測定開始から終了までの測定時間ＴＤを取得する（Ｓ９）。測定時間ＴＤは、上述の周期Ｔ１，Ｔ２に相当する。

定着温度制御部４１は、測定時間ＴＤと、基準時間ＴＣとを比較する（Ｓ１０）。定着温度制御部４１は、測定時間ＴＤが基準時間ＴＣより長くなっていない場合は、設定温度ＨＣと、温度センサ７３が汚れていない場合に適用されるべき初期設定温度Ｈ０とを比較する（Ｓ１１）。定着温度制御部４１は、設定温度ＨＣが初期設定温度Ｈ０と同一である場合は、検出温度ＨＤが設定温度ＨＣより低くなるまで待機し、検出温度ＨＤが設定温度ＨＣより低くなると（Ｓ１２）、Ｓ１へ戻ってヒータ電源７１を駆動させる。

定着温度制御部４１は、設定温度ＨＣに初期設定温度Ｈ０とは異なる値が設定されている場合（Ｓ１１）、定着温度を制御するための設定温度ＨＣが初期設定温度Ｈ０から変更されている旨、即ち閾値変更処理が行われた旨を表示する表示コマンドを、機器制御部４２を介して表示部５２へ出力し（Ｓ１３）、Ｓ１２へ進む。図６に一例を示すように、表示部５２は、表示コマンドに基づいて、定着動作用の設定温度が初期設定温度Ｈ０から変更されている旨を表示する。

設定温度が初期設定温度Ｈ０から変更されている旨が表示部５２に表示されることで、定期的に行われるメンテナンス時等に温度センサ７３の清掃を行うことが好ましいことを、ユーザが認識することができる。

定着温度制御部４１は、測定時間ＴＤが基準時間ＴＣより長くなる度に（Ｓ１０）、設定温度ＨＣを所定温度ずつ低下させる（Ｓ１４）。定着温度制御部４１は、測定時間ＴＤが基準時間ＴＣより長くなる度に、設定温度ＨＣを例えば５℃ずつ低下させる。

測定時間ＴＤが基準時間ＴＣより長くなって温度センサ７３が汚れていると考えられる場合に、設定温度ＨＣが所定温度低くなるように変更されるので、ヒータ電源７１を停止させるタイミングが早められ、温度センサ７３の温度検出の遅れによる定着ローラ６１の表面温度の過剰な上昇が抑制される。

定着温度制御部４１は、設定温度ＨＣを低下させる毎に、基準時間ＴＣを所定時間Ｋずつ長く設定する（Ｓ１５）。設定温度ＨＣを低下させた場合は、温度センサ７３に塵埃が付着していると考えられる。また、温度センサ７３への塵埃の付着量に応じて測定時間ＴＤが長くなるので、設定温度ＨＣの低下に応じて基準時間ＴＣを長く設定することで、設定温度ＨＣの不必要な更なる低下を防止することができる。

定着温度制御部４１は、設定温度ＨＣが所定温度以上であれば（Ｓ１６）、Ｓ１２へ進む。ここでいう所定温度は、初期設定温度Ｈ０から所定値（例えば、２０℃）低い温度である。

定着温度制御部４１は、設定温度ＨＣが所定温度未満になれば（Ｓ１６）、温度センサ７３の清掃を含むメンテナンスを行うべき旨を表示する表示コマンドを、機器制御部４２を介して表示部５２へ出力する（Ｓ１７）。図７に一例を示すように、表示部５２は、表示コマンドに基づいて、定着装置６０用の温度センサ７３の清掃を行うべき旨を表示する。

定着ローラ６１の周面の表面温度と検出温度ＨＣとが所定値以上にかけ離れた場合、温度センサ７３の清掃を含むメンテナンスを促すことで、現像剤像を用紙に定着させる定着温度を所定範囲内に制御しやすくなる。また、メンテナンスを行うべき旨が表示される限界まで、閾値変更処理を行うことでより長く定着動作を続けることができる。

定着温度制御部４１は、温度センサ７３の清掃を含むメンテナンスが行われた旨の入力があると、設定温度ＨＣを、温度センサ７３が汚れていない場合に適用されるべき所定の初期設定温度Ｈ０へ戻し、基準時間ＴＣを予め設定された所定の初期基準時間Ｔ０へ戻す。温度センサ７３の清掃を含むメンテナンスが行われることで温度センサ７３に付着した塵埃が除去された場合は、設定温度ＨＣを初期設定温度へ戻すことで、より確実に表面温度の過剰な上昇を抑制することができ、基準時間ＴＣを初期基準時間Ｔ０に戻すことで正確な温度制御が可能となる。

メンテナンスが行われた際に、メンテナンスの作業者又はユーザが、入力部５１から入力することによって、設定温度ＨＣを初期設定温度Ｈ０へ戻すように構成することもできる。また、所定枚数の用紙に画像形成される毎に行われるべきメンテナンスが行われた際に、メンテナンス時期検出用のカウンタを入力部５１からの入力によってクリアすることで、設定温度ＨＣを初期値へ戻すように構成することもできる。

画像形成装置１０では、非定着動作時にヒータ電源７１を駆動状態から停止状態へ切り換える周期、又は非定着動作時にヒータ電源７１を停止状態から駆動状態へ切り換える周期に基づいて設定温度ＨＣを制御するので、用紙や現像剤の種類に関係なく、定着ローラ６１の周面の表面温度を制御することができる。

画像形成装置１０によれば、温度センサ７３をクリーニングするクリーニング部材を備えることなく、定着ローラ６１の周面の表面温度を所定範囲内に調整することができる。クリーニング部材を備える必要がないので、低コスト化、装置の小型化を図ることができる。クリーニング部材を備えた場合でも塵埃を完全に除去できない虞があり、表面温度を所定範囲内に調整できない虞があるのに対して、画像形成装置１０では、表面温度を所定範囲内に調整できる。

なお、温度センサ７３での検出温度が所定の第１閾値より高くなるとヒータ電源７１を停止させ、温度センサ７３が第１閾値より低い所定の第２閾値より低くなるとヒータ電源７１を駆動させるように構成することもできる。

定着温度制御部４１は、Ｓ１４において第１閾値及び第２閾値のうち少なくとも第１閾値を所定値ずつ低下させる。定着温度制御部４１は、Ｓ１５において、第１閾値と、温度センサ７３が汚れていない場合に適用されるべき初期の第１閾値より所定値低い所定温度とを比較し、第１閾値が所定温度以上である場合はＳ１２へ進み、第１閾値が所定温度未満に設定された場合はＳ１６へ進む。

図８（Ａ）及び図８（Ｂ）は、他の実施形態に係る画像形成装置１０Ａにおけるデューティ比であって、図８（Ａ）は通常時のデューティ比を示し、図８（Ｂ）は測定時間ＴＤが予め設定された所定の基準時間ＴＣ２より長くなった場合に設定されるデューティ比を示す。

デューティ比は、ヒータ電源７１の駆動時間に対する、ヒータ電源７１をオンして定着ヒータ７２へ通電する時間の割合を表している。

画像形成装置１０Ａでは、ヒータ電源７１の駆動中はヒータ電源７１のオンとオフとが交互に繰り返され、ヒータ電源７１の停止中はヒータ電源７１がオフされる。

画像形成装置１０Ａでは、定着温度制御部４１は、測定時間ＴＤが予め設定された所定の基準時間ＴＣ２より長くなっていない通常時は、図８（Ａ）に示すように、駆動時間のうち所定のデューティ比（例えば、８０％）に相当する時間、ヒータ電源７１をオンして定着ヒータ７２へ通電する。

定着温度制御部４１は、測定時間ＴＤが予め設定された所定の基準時間ＴＣ２より長くなった場合、即ち温度センサ７３に塵埃が付着したと考えられる場合、図８（Ｂ）に示すように、デューティ比を所定割合（例えば、１０％）低下させる。

デューティ比が低下することで、定着ヒータ７２による加熱度合いが低下し、定着ローラ６１の表面温度の上昇度合いが緩やかになる。このため、定着ローラ６１の表面温度の過剰な上昇を抑制することができる。

図８（Ｃ）は、さらに他の実施形態に係る画像形成装置１０Ｂにおいて測定時間ＴＤが予め設定された所定の基準時間ＴＣより長くなった場合に設定されるデューティ比を示す。

画像形成装置１０Ｂでは、定着温度制御部４１は、ヒータ電源７１の駆動中であって駆動開始から所定時間経過後の単位時間当たりのヒータ電源７１の通電オン時間を短縮する。

例えば、定着温度制御部４１は、ヒータ電源７１の駆動開始の初期は、デューティ比８０％のペースでヒータ電源７１をオンして定着ヒータ７２へ通電し、駆動開始から所定時間経過後からは、デューティ比を１０％低下させた７０％のペースでヒータ電源７１をオンして定着ヒータ７２へ通電する。

ヒータ電源７１の駆動開始の初期は通常時と同様に加熱することで、定着ローラ６１の表面温度を速やかに上昇させることができるとともに、所定時間経過後からは定着ヒータ７２による加熱度合いを低下させることで、定着ローラ６１の表面温度の過剰な上昇を抑制することができる。

なお、定着ヒータ７２は、定着ローラ６１及び加圧ローラ６２のうち少なくとも一方を加熱するように構成されていてもよい。温度センサ７３は、定着ローラ６１及び加圧ローラ６２のうち少なくとも一方の表面温度を検出するように構成されていてもよい。また、この発明の定着部材及び加圧部材のうち少なくとも一方は、ローラ状であることに限定されず、ベルト状であってもよい。例えば、画像形成装置１０，１０Ａ，１０Ｂの構成の一部が、図９（Ａ）〜図９（Ｃ）に示すように変更された場合であっても、定着部材及び加圧部材の表面温度の過剰な上昇が抑制される。

図９（Ａ）はさらに他の実施形態に係る画像形成装置１０Ｃの一部の構成を示す断面図である。図９（Ａ）では、切断面の断面表記を省略している。

この実施形態に係る画像形成装置１０Ｃの定着装置６０Ｃでは、第１定着ローラ６１Ｃと第２定着ローラ６３Ｃとに無端状の定着ベルト６４Ｃが張架され、第１定着ローラ６１Ｃに定着ベルト６４Ｃを挟んで加圧ローラ６２Ｃが圧接している。第１定着ローラ６１Ｃは、定着ヒータ７２Ｃを内蔵している。定着ベルト６４Ｃの外周面のうち内周面が第１定着ローラ６１Ｃに支持された部分の温度が、温度センサ７３Ｃによって検出される。用紙５０は、定着ベルト６４Ｃと加圧ローラ６２Ｃとの間を搬送される。この実施形態では、定着ベルト６４Ｃがこの発明の定着部材に相当し、加圧ローラ６２Ｃがこの発明の加圧部材に相当する。

画像形成装置１０Ｃでは、温度センサ７３Ｃによる定着ベルト６４Ｃの外周面の検出温度に基づいて、定着ヒータ７２Ｃの設定温度が制御される。これによって、第１定着ローラ６１Ｃ及び定着ベルト６４Ｃの温度の過剰な上昇が抑制される。

図９（Ｂ）はさらに他の実施形態に係る画像形成装置１０Ｄの一部の構成を示す断面図である。図９（Ｂ）では、切断面の断面表記を省略している。

この実施形態に係る画像形成装置１０Ｄの定着装置６０Ｄでは、第１定着ローラ６１Ｄと第２定着ローラ６３Ｄとに無端状の定着ベルト６４Ｄが張架され、第１加圧ローラ６２Ｄと第２加圧ローラ６５Ｄとに無端状の加圧ベルト６６Ｄが張架されている。第１加圧ローラ６２Ｄは、加圧ベルト６６Ｄ及び定着ベルト６４Ｄを挟んで第１定着ローラ６１Ｄに圧接している。第２加圧ローラ６５Ｄは、加圧ベルト６６Ｄ及び定着ベルト６４Ｄを挟んで第２定着ローラ６３Ｄに圧接している。第１定着ローラ６１Ｄは、定着ヒータ７２Ｄを内蔵している。定着ベルト６４Ｄの外周面のうち内周面が第１定着ローラ６１Ｄに支持された部分の温度が、温度センサ７３Ｄによって検出される。用紙５０は、定着ベルト６４Ｄと加圧ベルト６６Ｄとの間を搬送される。この実施形態では、定着ベルト６４Ｄがこの発明の定着部材に相当し、加圧ベルト６６Ｄがこの発明の加圧部材に相当する。

画像形成装置１０Ｄでは、温度センサ７３Ｄによる定着ベルト６４Ｄの外周面の検出温度に基づいて、定着ヒータ７２Ｄの設定温度が制御される。これによって、第１定着ローラ６１Ｄ及び定着ベルト６４Ｄの温度の過剰な上昇が抑制される。

図９（Ｃ）はさらに他の実施形態に係る画像形成装置１０Ｅの一部の構成を示す断面図である。図９（Ｃ）では、切断面の断面表記を省略している。この実施形態に係る画像形成装置１０Ｅの定着装置６０Ｅでは、定着ローラ６１Ｅに加圧ローラ６２Ｅが圧接している。定着ローラ６１Ｅは定着ヒータ７２１Ｅを内蔵し、加圧ローラ６２Ｅは定着ヒータ７２２Ｅを内蔵している。定着ローラ６１Ｅの周面の表面温度が温度センサ７３１Ｅで検出され、加圧ローラ６２Ｅの周面の表面温度が温度センサ７３２Ｅで検出される。用紙５０は、定着ローラ６１Ｅと加圧ローラ６２Ｅとの間を搬送される。この実施形態では、定着ローラ６１Ｅがこの発明の定着部材に相当し、加圧ローラ６２Ｅがこの発明の加圧部材に相当する。

画像形成装置１０Ｅでは、温度センサ７３１Ｅによる検出温度に基づく定着ヒータ７２１Ｅの設定温度の制御、及び温度センサ７３２Ｅによる検出温度に基づく定着ヒータ７２２Ｅの設定温度の制御のうち、少なくともいずれか一方が行われる。これによって、定着ローラ６１Ｅ及び加圧ローラ６２Ｅのうち少なくとも一方の表面温度の過剰な上昇が抑制される。

最後に、上述の実施形態の説明は、すべての点で例示であって、制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上述の実施形態ではなく、特許請求の範囲によって示される。さらに、本発明の範囲には、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。

この発明の実施形態に係る画像形成装置の概略の断面図である。 画像形成装置の構成図である。 温度センサによる検出温度とヒータ電源の駆動及び停止のタイミングとの関係を示す図である。 非定着動作時における定着ローラの周面の温度とヒータ電源の駆動及び停止のタイミングとの関係を示す図であり、（Ａ）は温度センサの表面が汚れていない場合の関係を示し、（Ｂ）は温度センサの表面が汚れている場合の関係を示している。 制御部の処理手順を示すフローチャートである。 表示画面の一例を示す図である。 表示画面の一例を示す図である。 （Ａ）は、通常時のデューティ比を示す図であり、（Ｂ）は、他の実施形態に係る画像形成装置において測定時間が予め設定された所定の基準時間より長くなった場合に設定されるデューティ比を示す図であり、（Ｃ）は、さらに他の実施形態に係る画像形成装置において測定時間が予め設定された所定の基準時間より長くなった場合に設定されるデューティ比を示す図である。 （Ａ）はさらに他の実施形態に係る画像形成装置の一部の構成を示す断面図であり、（Ｂ）はさらに他の実施形態に係る画像形成装置の一部の構成を示す断面図であり、（Ｃ）はさらに他の実施形態に係る画像形成装置の一部の構成を示す断面図である。

符号の説明

１０，１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃ，１０Ｄ，１０Ｅ 画像形成装置
４０ 制御部
４１ 定着温度制御部
４２ 機器制御部
５０ 操作部
５１ 入力部
５２ 表示部
６０，６０Ｃ，６０Ｄ，６０Ｅ 定着装置
６１，６１Ｃ 定着ローラ（定着部材）
６４Ｃ，６４Ｄ 定着ベルト（定着部材）
６２，６２Ｃ，６２Ｅ 加圧ローラ（加圧部材）
６６Ｄ 加圧ベルト（加圧部材）
７０ 用紙（記録媒体）
７１ ヒータ電源（加熱部材）
７２ 定着ヒータ（加熱部材）
７３，７３Ｃ，７３Ｄ，７３１Ｅ，７３２Ｅ 温度センサ（検出部）
ＨＣ 設定温度（閾値）
Ｈ０ 初期設定温度（初期値）
ＨＤ 検出温度
ＴＣ，ＴＣ２ 基準時間
ＴＤ 測定時間（周期）

Claims (5)

1. 互いの間を通過する記録媒体を加熱及び加圧することで未定着の現像剤像を記録媒体に定着させる定着部材及び加圧部材と、
   駆動中に前記定着部材及び前記加圧部材のうち少なくとも一方を加熱する加熱部材と、
   前記定着部材及び前記加圧部材のうち少なくとも一方の表面温度を検出する検出部と、
   前記検出部での検出温度が所定の閾値より高くなると前記加熱部材を停止させ、前記検出温度が前記閾値より低くなると前記加熱部材を駆動させる制御部と、を備え、
   前記制御部は、前記加熱部材の駆動又は停止の切り換えの周期を計測する周期計測部を含み、前記周期が基準時間より長くなった場合、前記定着部材及び前記加圧部材に対する加熱を低減させる加熱低減処理を行い、
   前記加熱低減処理は、前記加熱部材の駆動時間に対する前記加熱部材の通電オン時間の割合であるデューティ比を低下させる処理であり、前記加熱部材の駆動中であって駆動開始から所定時間経過後からの単位時間当たりの前記加熱部材の通電オン時間を短縮する処理である画像形成装置。
2. 前記検出部は、前記定着部材及び前記加圧部材のうち少なくとも一方の表面であって記録媒体の通過方向に直交する幅方向のうち記録媒体が通過する通紙領域の温度を検出する請求項１に記載の画像形成装置。
3. 前記検出部は、前記定着部材及び前記加圧部材のうち少なくとも一方の表面に接触して温度を検出する接触型の温度センサである請求項１又は２に記載の画像形成装置。
4. 前記定着部材及び前記加圧部材のうち少なくとも一方は、ローラである請求項１から３のいずれかに記載の画像形成装置。
5. 前記定着部材及び前記加圧部材のうち少なくとも一方は、ベルトである請求項１から３のいずれかに記載の画像形成装置。

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