JP5777289B2

JP5777289B2 - 像加熱装置

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Publication number: JP5777289B2
Application number: JP2010075764A
Authority: JP
Inventors: 高木　健二; 健二高木; 雄介清水
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 2010-03-29
Filing date: 2010-03-29
Publication date: 2015-09-09
Anticipated expiration: 2030-03-29
Also published as: JP2011209444A

Description

本発明は、複写機、レーザビームプリンタ、ファクシミリ或いはこれらの機能を組み合わせた複合機等の画像形成装置に用いられるトナー像を定着する定着装置等の像加熱装置に関する。定着装置は、電子写真方式、静電記録方式、磁気記録方式等の適時の画像形成プロセスに用いられる。すなわち、定着装置は、加熱溶融性の樹脂等よりなるトナーを用いて、記録材の面に転写方式若しくは直接方式で目的の画像情報に対応して形成された未定着トナー像を、記録材面上に永久固着画像として加熱定着処理する方式の装置である。尚、記録材としては、紙、印刷紙、転写材シート、ＯＨＴシート、光沢紙、光沢フィルム、エレクトロファックス紙、静電記録紙等が挙げられる。ここで、本発明の像加熱装置には、上記定着装置ばかりでなく、未定着画像を記録材上に仮定着させる像加熱装置や、画像を担時した記録材を再加熱してつや等の画像表面性を改質する像加熱装置等も包含される。

画像形成装置では、一般的に、記録材上に担持された未定着トナー像を熱と圧力とによって記録材上に定着させる定着装置を備えている。このような定着装置としては定着ローラと加圧ローラとを圧接して形成した定着ニップ部にトナーを担持した記録材を送り込み、挟持しながら搬送して熱と圧力とにより記録材上へトナーの定着を行うものが一般的である。
しかし、このような定着装置においては、画像形成を継続するに連れて、次第に記録材のトナー担持面に接している定着ローラ表面にトナーが転移して付着してしまう現象が発生する。これは、定着ローラ表面の表面性の悪化や、静電的な作用、又は、定着ローラから記録材に与える熱量の過不足等が原因である。特に、定着ローラの温度が適切な温度よりも高い場合や低い場合に、この現象が発生し易く、定着ローラ表面に転移するトナー量も多くなる。この定着ローラ表面に付着したトナーは、定着ニップ部にて記録材に再び転移して記録材を汚す汚れとなってしまう。
そこで、このような記録材の汚れを防止するために、定着ローラにウェブを摺擦させることにより、定着ローラ表面に付着したトナーを定着ローラ表面から除去するウェブクリーニング装置が備えられる。

従来のウェブクリーニング装置を図１９に示す。定着ウェブ１４０は、送り出しローラ１４２と当接ローラ１３０と巻き取りローラ１４１とに張架して保持される。定着ウェブ１４０は、ヒータ１３３が内部に配置された定着ローラ１３１と当接ローラ１３０とで形成するクリーニングニップＮにて定着ローラ１３１と摺擦する。定着ウェブ１４０のクリーニングニップＮの部位が清掃面を形成する。当接ローラ１３０は、押圧手段であるバネ１５０に付勢されて定着ローラ１３１に圧接する。定着ローラ１３１の表面に付着したトナーは、クリーニングニップＮにて定着ウェブ１４０に回収される（拭き取られる）。
しかしながら、画像形成が継続し、クリーニングニップＮにおけるトナー回収量が増すと、定着ウェブ１４０の清掃面が汚れ、定着ローラ１３１から定着ウェブ１４０へのトナー回収性能が次第に低下し、記録材の汚れが発生してしまう。
この問題を解決するため、近年はプリント枚数や定着ローラの回転数等の情報を基に、所定のタイミングで巻き取りローラ１４１を予め定められた量だけ回転させ、クリーニングニップＮに新たな定着ウェブ１４０を供給する予測制御を行う装置が知られている。
例えば、一連の定着ＪＯＢが終了する毎に定着ウェブの巻き取り動作を行う方式が提案されている（特許文献１参照）。
また、ＪＡＭ等の異常が発生した場合には、多量のトナーが定着ローラ１３１の表面に転移し、多量のトナーがクリーニングニップＮにも突入する場合がある。このような場合
には、クリーニング不良が発生してしまったり、スティックスリップによる異音が発生してしまったりするという問題がある。この対策として、ＪＡＭ等の異常を検出した場合には、定着ローラ表面の多量の汚れを想定して、定着ウェブを通常画像形成時よりも多く新たな定着ウェブを供給する予測制御を行う装置も知られている。

特開平１１−２４４８４号公報

特許文献１の技術は、一連の定着ＪＯＢ終了毎に定着ウェブの巻き取り動作を行う予測制御である。このため、仮にクリーニングニップＮにおけるトナー回収量が少なく、定着ウェブの清掃面があまり汚れていない場合にも、定着ウェブは所定量送られる。従って、長期にわたってクリーニングできるようにしておくためには、送り出しローラに予め巻いておく初期の定着ウェブ巻き量を増やす必要があり、装置の大型化、コストの上昇を招いてしまう課題があった。

また、一般的に紙種に応じてユーザにプリントモードを指定させ、紙種に最適な定着ローラの温度等を設定することで、良好な定着性を確保するようにしている。しかし、ユーザが本来選択すべきプリントモードではないプリントモードを選択した場合（以後、モード誤指定という）には、定着ローラの温度が適切な温度に対し大幅に乖離した温度になることがある。例えば、普通紙を対象としたノーマルモードで厚紙をプリントした場合は、定着装置から供給される熱量が不足するため多量のコールドオフセットトナーが発生してしまう可能性がある。また厚紙を対象とした厚紙モードで普通紙をプリントした場合は、定着装置から供給される熱量が過剰となり、この場合も多量のホットオフセットトナーが発生してしまう可能性がある。
このような場合には、多量のトナーが定着ローラ表面に転移し、多量のトナーがクリーニングニップＮにも突入するおそれが生じる。
しかしながら、このようなモード誤指定では、一般的にＪＡＭ等の異常検出はされず、異常発生後のように新たな定着ウェブを供給することがない。このため、クリーニング不良が発生してしまったり、スティックスリップによる異音が発生してしまったりする。また、場合によっては定着装置内部に過度なストレスが加わり、モータ、パーツ、或いは定着ウェブ等の部品の破損が発生してしまう場合があった。

本発明は、ウェブ巻き量を増加させないようにして、装置の小型化やコスト低下を図ると共に、モード誤指定の場合であってもクリーニングを良好に行わせることを目的とする。

上記課題を解決するために本発明に係る像加熱装置は、
トナー像を担持する記録材を搬送するニップ部を形成するための回転体と、
前記回転体を駆動するためのモータと、
前記回転体に接触し前記回転体を清掃するためのウェブと、
前記ウェブを搬送して前記ウェブの前記回転体と接触している部分を新しくするための搬送部と、
前記モータに流れる電流値を検知する電流検知部と、
を備え、前記ニップ部で前記トナー像を加熱する像加熱装置において、
前記搬送部は、記録材が前記ニップ部を抜けた後に前記回転体が回転し且つ前記ニップ部で記録材を搬送していない期間に前記電流検知部が検知した前記モータに流れる電流値が閾値を超えた場合のみ前記ウェブを搬送することを特徴とする。
また、本発明に係る像加熱装置は、
トナー像を担持する記録材を搬送するニップ部を形成するための回転体と、
前記回転体に接触して前記回転体を清掃するためのウェブと、
使用済みの前記ウェブを巻き取って前記ウェブの前記回転体と接触する部分を新しくするためのローラと、
を備え、前記ニップ部で前記トナー像を加熱する像加熱装置において、
前記ローラの軸トルクを検知するトルク検知部を有し、
前記ローラは、記録材が前記ニップ部を抜けた後に前記回転体が回転し且つ前記ニップ部で記録材を搬送していない期間に前記トルク検知部が検知した軸トルクが閾値を超えた場合のみ前記ウェブを巻き取ることを特徴とする。

本発明によれば、ウェブ巻き量を増加させないようにして、装置の小型化やコスト低下を図ることができると共に、モード誤指定の場合であってもクリーニングを良好に行わせることができる。

実施例１に係る定着ウェブ搬送制御のルーチンを示すフローチャート実施例１に係る画像形成装置の概略構成図実施例１に係る定着装置の概略構成図実施例１に係る定着駆動モータ及び定着ウェブ搬送モータの制御を示す図実施例１に係る定着駆動モータの外観図実施例１に係る定着駆動モータの回路構成図実施例１に係る定着駆動モータのトルクと電流値との関係を示す図Ｎ_ＣＬ内のトナー量と電流値Ｉの関係を示す図画像形成動作時の電流値Ｉの推移を示す図定着ウェブ搬送制御実施時の電流値Ｉの推移を示す図定着ウェブ搬送制御実施時の電流値Ｉの推移を示す図実施例２に係るトルクセンサの概略構成図実施例２に係るトルクセンサのねじれ角と出力値Ｔとの関係を示す図実施例２に係る定着駆動モータ及び定着ウェブ搬送モータの制御を示す図Ｎ_ＣＬ内のトナー量と出力値Ｔの関係を示す図実施例２に係る定着ウェブ搬送制御のルーチンを示すフローチャート定着ウェブ搬送制御実施時の出力値Ｔの推移を示す図定着ウェブ搬送制御実施時の出力値Ｔの推移を示す図従来の定着装置の概略構成図

以下に図面を参照して、この発明を実施するための形態を、実施例に基づいて例示的に詳しく説明する。ただし、この実施例に記載されている構成部品の寸法、材質、形状、その相対配置などは、特に特定的な記載がない限りは、この発明の範囲をそれらのみに限定する趣旨のものではない。

＜実施例１＞
（画像形成装置）
まず、本例に係るカラー画像形成装置の画像形成部について動作を説明する。図２に本例に係るカラー画像形成装置の画像形成部を示す。
画像形成部は、画像処理部が変換した露光時間に基づいて点灯させる露光光により静電潜像を形成し、この静電潜像を現像して単色トナー像を形成する。単色トナー像は、重ね合わされて多色トナー像となる。多色トナー像は、記録材へ転写される。その後、記録材上の多色トナー像を定着させる。画像形成部の動作制御は、ＣＰＵ２００によって行われる。
感光体としての感光ドラム２２Ｙ，２２Ｍ，２２Ｃ，２２Ｋが、イエロー（Ｙ）、マゼンダ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｋ）の各単色トナー像を形成するステーション毎に配置される。感光ドラム２２Ｙ，２２Ｍ，２２Ｃ，２２Ｋは、アルミシリンダの外周に有機光導伝層を塗布して構成され、不図示の駆動モータの駆動力が伝達されて回転する。駆動モータは、感光ドラム２２Ｙ，２２Ｍ，２２Ｃ，２２Ｋを画像形成動作に応じて図示反時計周り方向に回転させる。
ステーション毎に各感光ドラムを帯電させるための４個の帯電器２３Ｙ，２３Ｍ，２３Ｃ，２３Ｋが、一次帯電手段として備えられる。帯電器２３Ｙ，２３Ｍ，２３Ｃ，２３Ｋ
には、夫々スリーブ２３ＹＳ，２３ＭＳ，２３ＣＳ，２３ＫＳが設けられる。各スリーブで各感光ドラムを帯電させる。
各帯電器で帯電された感光ドラム２２Ｙ，２２Ｍ，２２Ｃ，２２Ｋへの露光光がスキャナ部２４Ｙ，２４Ｍ，２４Ｃ，２４Ｋから夫々送られる。これにより、各スキャナ部が、帯電された各感光ドラムの表面を選択的に露光することにより、各感光ドラムに静電潜像が形成される。
現像手段として、静電潜像を可視化するために、ステーション毎に各単色トナーの現像を行う４個の現像器２６Ｙ，２６Ｍ，２６Ｃ，２６Ｋを備える。現像器２６Ｙ，２６Ｍ，２６Ｃ，２６Ｋには、スリーブ２６ＹＳ，２６ＭＳ，２６ＣＳ，２６ＫＳが夫々設けられている。本例においてトナーは負極性に帯電特性を有するものを用いている。また不図示の電源から、スリーブ２６ＹＳ，２６ＭＳ，２６ＣＳ，２６ＫＳと、それに対応する感光ドラム２２Ｙ，２２Ｍ，２２Ｃ，２２Ｋとの間には、現像バイアスが印加されている。現像バイアスによって各現像器から各感光ドラムに各単色トナーが供給される。これにより、各感光ドラムに各単色トナー像が形成される。各現像器は、画像形成装置に対して着脱自在である。
中間転写体２８は、感光ドラム２２Ｙ，２２Ｍ，２２Ｃ，２２Ｋに接触しており、カラー画像形成時に図示時計周り方向に、感光ドラム２２Ｙ，２２Ｍ，２２Ｃ，２２Ｋの回転に伴って回転し、単色トナー像が転写される。また不図示の電源から、１次転写ローラ２７Ｙ，２７Ｍ，２７Ｃ，２７Ｋと、それに対応する感光ドラム２２Ｙ，２２Ｍ，２２Ｃ，２２Ｋとの間には１次転写バイアスが印加されている。１次転写バイアスによって各感光ドラムから中間転写体２８に各単色トナー像が転写される。各単色トナー像は、回転する中間転写体２８の同じ位置に転写されることで重ね合わされ、多色トナー像が中間転写体２８に形成される。
給紙手段としての給紙部は、給紙カセット２１ａ及び給紙トレイ２１ｂを備えており、記録材１１が収容されている。この収容された記録材１１は、給紙ローラ２０ａ，２０ｂにより搬送され、レジストローラ１６に到達する。記録材１１がレジストローラ１６に到達したことは、レジ前センサ１７によって検出される。画像形成時には、中間転写体２８に形成された多色トナー像が２次転写ローラ２９ａ，ｂに到達するタイミングに合わせて、レジストローラ１６が記録材１１を所定時間停止した後、２次転写ローラ２９ａ，ｂまで搬送する。
２次転写ローラ２９ａ，ｂは、中間転写体２８と接触して、記録材１１を挟持しながら搬送し、記録材１１に中間転写体２８から多色トナー像を転写し、像加熱装置としての定着装置３０へ搬送する。２次転写ローラ２９ａ，ｂは、記録材１１上に多色トナー像を転写している間、２９ａの位置で記録材１１に圧接し、画像形成処理後は２９ｂの位置に離間する。また不図示の電源から、２次転写ローラ２９ａ，ｂと中間転写体２８との間には２次転写バイアスが印加されている。２次転写バイアスによって中間転写体２８から多色トナー像が記録材１１に転写される。
定着装置３０は、記録材１１を搬送させながら、記録材１１（記録材上）に転写された多色トナー像を加熱溶融して定着させるものであり、一対の搬送回転体としての定着ローラ３１及び定着ローラ３１に圧接する加圧ローラ３２により構成されている。多色トナー像を担持した記録材１１は、定着ローラ３１及び加圧ローラ３２により形成される定着ニップにおいて熱及び圧力を加えられ、トナーが記録材１１表面に定着されると共に、排紙ローラ６１へ搬送される。定着ローラ３１表面の汚れは、ウェブクリーニング装置３４により清掃される。定着装置３０の構成は後述する。
排紙ローラ６１は、記録材１１を不図示の排紙トレイに排出し、画像形成部は一連の画像形成動作を終了する。
本例において記録材１１は搬送速度４０ｍｍ／ｓｅｃで搬送される。

（定着装置）
図３（ａ）に本例に係る定着装置３０の基本構成の断面を示す。定着ローラ３１は、基
層として中空の１．５ｍｍ厚の鉄製芯金３１ａ上に弾性層としてシリコーンゴム層３１ｂを２ｍｍ被覆している。また最表層には、トナーの離型層としてのフッ素樹脂層３１ｃを５０μｍ被覆している。定着ローラ３１の外径は、３５ｍｍである。定着ローラ３１の芯金３１ａ端部には、駆動手段としての定着駆動モータ５０からの回転駆動力を伝達するためのギア（不図示）が設けられており、それにより定着ローラ３１は回転する。
加圧ローラ３２は、定着ローラと同様の構成であり、基層として中空の１．５ｍｍ厚の鉄製芯金３２ａ上に弾性層としてシリコーンゴム層３２ｂを２ｍｍ被覆している。また最表層には、トナーの離型層としてのフッ素樹脂層３２ｃを５０μｍ被覆している。加圧ローラ３２の外径は、定着ローラ３１と同様に３５ｍｍである。加圧ローラ３２は、不図示のバネ及び支持部材により定着ローラ３１に対して約４００Ｎの加圧力で加圧され、記録材１１上へトナーを加熱溶融するための加熱ニップＮ_Ｆを形成している。
ハロゲンヒータ３３は、定着ローラ３１を加熱するための加熱源であり、中空形状である定着ローラ３１の内部に設置されている。定着ローラ３１の表面温度は、非接触温度検出手段であり定着ローラ３１表面に対向して配置されているサーモパイル７３により検出され、ＣＰＵ２００によりＡ／Ｄ変換される。ＣＰＵ２００は、その温度検出結果を基にハロゲンヒータ３３への電力供給手段である電源回路２０１のＯＮ／ＯＦＦを決定し、定着ローラ３１の表面温度を所定の温度に保つように制御する。

（ウェブクリーニング装置）
次に本例に係る清掃装置としてのウェブクリーニング装置３４について説明する。ウェブである定着ウェブ４０は、アラミド繊維の不織布からなるウェブシートである。定着ウェブ４０は、巻き取りローラ４１及び送り出しローラ４２に張架される。定着ウェブ４０は、定着ウェブ４０が巻かれた送り出しローラ４２が定着ローラ３１表面に４．９Ｎの加圧力で接触することにより、定着ローラ３１上の汚れを清掃する。つまり、定着ウェブ４０は、一対の搬送回転体の少なくとも一方である定着ローラ３１の表面を清掃する。以後、定着ローラ３１と定着ウェブ４０の接触部分をクリーニングニップＮ_ＣＬという。定着ウェブ４０のクリーニングニップＮ_ＣＬの部位が清掃面を形成する。本例においてクリーニングニップＮ_ＣＬは、２．０ｍｍである。定着ウェブ４０は、ＣＰＵ２００の制御に基づき定着ウェブ搬送モータ６０により巻き取りローラ４１が回動して巻き取られる。このとき送り出しローラ４２に巻かれた定着ウェブ４０は、新しい面を順次引き出しながら搬送され、清掃面を新しくする。巻き取りローラ４１及び送り出しローラ４２の外径は８ｍｍであり、定着ウェブ４０の長手幅（記録材搬送方向に対し直交方向）は、２２４ｍｍである。巻き取りローラ４１が、本発明の搬送手段に対応する。

本例では定着ローラ３１に接触するようにウェブクリーニング装置３４を配置した。このため、本例では定着ローラ３１が、本発明の回転体に対応する。
しかし、図３（ｂ）に示すように加圧ローラ３２に接触するようにウェブクリーニング装置３４を配置しても良い。この場合には、加圧ローラ３２と定着ウェブ４０の接触部分がクリーニングニップＮ_ＣＬとなる。定着ウェブ４０のクリーニングニップＮ_ＣＬの部位が清掃面を形成する。この場合には、加圧ローラ３２が、本発明の回転体に対応する。
また、図３（ｃ），（ｄ）に示すように、定着ローラ３１或いは加圧ローラ３２に接触するローラ４３に対して接触するように定着ウェブ４０を配置しても良い。この場合には、ローラ４３が、本発明の接触回転体に対応する。定着ローラ３１或いは加圧ローラ３２に接触するローラ４３としては、１次回収ローラや外部加熱ローラ等がある。１次回収ローラとは、定着部材に圧接して回転し、定着部材表面上の汚れを１次回収するためのものであり、その後１次回収ローラ上の汚れは定着ウェブにより２次回収される。また外部加熱ローラとは、内部又は外部に熱源を有し、また定着部材に圧接して回転し、定着部材を表面側から加熱するものである。これらの場合には、ローラ４３と定着ウェブ４０の接触部分がクリーニングニップＮ_ＣＬとなる。定着ウェブ４０のクリーニングニップＮ_ＣＬの部位が清掃面を形成する。

（モータ）
図４に、定着駆動モータ５０と定着ウェブ搬送モータ６０との制御ブロック構成を示す。
定着駆動モータ５０は、回転駆動するＤＣブラシレスモータからなっており、動作はＣＰＵ２００により制御されている。定着駆動モータ制御部５１は、定着駆動モータ５０の駆動制御を司っており、定着駆動モータ５０からの回転状態信号を受け、画像形成に適した回転数になるよう制御している。定着駆動モータ電流検出部５２は定着駆動モータ５０の消費電流を検出し、その出力はＣＰＵ２００に入力されＡ／Ｄ変換される。
定着ウェブ搬送モータ６０は、回転駆動するステッピングモータからなっており、動作はＣＰＵ２００により制御されている。定着ウェブ搬送モータ制御部６１は、定着ウェブ搬送モータ６０の駆動制御を司っており、定着ウェブ４０の搬送量がＣＰＵ２００の指示する所定量になるよう制御している。

図５に、本例に係る定着駆動モータ５０（ＤＣブラシレスモータ）の外観を示す。ロータ部５３の外径Ａは５５ｍｍであり、画像形成装置本体への取り付け部５４端面からロータ部５３端面までの厚みＢは２３ｍｍである。定着駆動モータ５０は、ねじ止め孔５６にて画像形成装置本体に取り付けられ、ピニオンギア５５は、定着駆動モータ５０の回転力を不図示のギアにより定着装置３０の定着ローラ３１へ伝達する。

次に定着駆動モータ電流検出部５２の電流検出方法について、図６を用いて説明する。図６に、定着駆動モータ５０の回路構成を示す。
定着駆動モータ５０は、３相（ＬＵ，ＬＶ，ＬＷ）のＤＣブラシレスモータであり、ロータマグネット直下のＦＧパターンよりＦＧ信号を出力する構成となっている。このＦＧ信号は、モータドライバＩＣ３０８に入力され、モータドライバＩＣ３０８内部に設けられているＦＧアンプにより増幅・コンパレートされ、ＦＧＯＵＴ信号として定着駆動モータ制御部５１に出力される。ホール素子３１０〜３１２は、モータの各相へのスイッチングタイミングを検出するために設けられている。ハイサイド駆動ＦＥＴ３０２〜３０４は、そのドレイン端子をモータ駆動電源に接続され、そのゲート端子をモータドライバＩＣ３０８に接続され、そのソース端子を各相に接続されている。ローサイド駆動ＦＥＴ３０５〜３０７は、そのドレイン端子を各相に接続され、そのゲート端子をモータドライバＩＣ３０８に接続され、そのソース端子をモータドライバＩＣ３０８、抵抗ＲＳ、及び定着駆動モータ電流検出部５２に接続されている。抵抗ＲＳは、モータに流れる電流を検出するための抵抗であり、モータドライバＩＣ３０８は、この抵抗ＲＳによりＩＶ変換された電圧を検出しモータ巻き線に流れる電流に制限をかけている。トルク指定電圧コンデンサ３０９は、定着駆動モータ制御部５１からの出力信号であるＡＣＣ（加速）信号、ＤＥＣ（減速）信号によりその電圧が決定され、モータ出力をコントロールする。定着駆動モータ電流検出部５２は、主に、抵抗３２２、コンデンサ３２３、及びＯＰアンプ３２１からなる。定着駆動モータ電流検出部５２は、抵抗ＲＳに流れる定着駆動モータ電流をＩＶ変換した電圧を平均化すると同時に増幅してＣＰＵ２００に出力し、その出力がＡ／Ｄ変換されることで、定着駆動モータ電流値Ｉが認識できる。定着駆動モータ電流検出部５２が、本発明の電流値検出手段に対応する。

定着ローラ３１の速度が記録材１１の搬送速度４０ｍｍ／ｓｅｃになるように、定着駆動モータ５０の回転数が決められている。この定着駆動モータ５０の回転数を、Ｔ１とする。図７に、本例に係る定着駆動モータ電流値Ｉとトルクの関係を示す。

（定着ウェブ搬送制御）
図８に、定着駆動モータ５０を回転数Ｔ１とし、サーモパイル７３における定着ローラ３１の温度を１８０℃で回転させた場合の、クリーニングニップＮ_ＣＬ内のトナー量と定
着駆動モータ電流値Ｉとの関係を示す。図８に示すように、クリーニングニップＮ_ＣＬ内のトナー量が増大すると、定着駆動モータ電流値Ｉが増大する。これはつまり、クリーニングニップＮ_ＣＬ内に蓄積するトナー量が増大することにより、定着ローラ３１表面とそれに摺擦するクリーニングニップＮ_ＣＬ内の溶融又は固着したトナーとの付着力によりクリーニングニップＮ_ＣＬ内の摩擦力が増大する。この結果として、定着駆動モータ５０への負荷が増大するため、定着駆動モータ電流値Ｉが増大する。つまり、定着駆動モータ電流値Ｉは、クリーニングニップＮ_ＣＬ内の摩擦力の増加に起因して変化する物理量である。
また本例において定着駆動モータ電流値ＩがＩ_aを超過した箇所において、クリーニン
グニップＮ_ＣＬから中心周波数が１００〜２００Ｈｚの異音が発生した。本例においてＩ_a＝１４００ｍＡであり、その時点においてクリーニングニップＮ_ＣＬ内の回収トナー量
Ｋａは２．０ｍｇであった。この異音は、クリーニングニップＮ_ＣＬ内のスティックスリップ現象によるものであり、クリーニングニップＮ_ＣＬ内の摩擦力の増大に伴って発生する。さらにトナー量が増大し、クリーニングニップＮ_ＣＬ内の摩擦力が増大していくと、異音の発生頻度が増加し、また異音の音量も増大する。またクリーニングニップＮ_ＣＬ内のトナー量がさらに増大すると、定着駆動モータ５０の出力不足により回転速度が所定の速度を保てなくなり、紙搬送不良によるＪＡＭが発生したり、定着装置３０の部品が故障してしまったりする場合もある。
ここで図８において、Ｉ_bは本例の定着ウェブ搬送制御に用いる制御閾値であり、本例
においてＩ_b＝１２００ｍＡである。またＩ_cは本例において定着ウェブ４０にトナーが付着していない場合の定着駆動モータ電流値であり、本例においてＩ_c＝１０００ｍＡであ
った。

ここで、定着装置３０の画像形成動作中の動作制御について概要を説明する。画像形成動作中の動作制御は、主に、前回転動作、紙搬送動作、紙間動作、後回転動作に区別される。
前回転動作とは、定着装置３０に対して記録材１１が搬入される前の、定着装置３０の動作制御を示す。紙搬送動作とは、定着装置３０によって記録材１１を搬送している際の、定着装置３０の動作制御を示す。紙間動作とは、記録材１１が複数枚プリントされる場合の、紙搬送動作間に実施される、定着装置３０の動作制御を示す。後回転動作とは、定着装置３０から記録材１１が搬出された後、定着装置３０が停止するまでの間の、定着装置３０の動作制御を示す。
本例において、画像形成装置の主電源がＯＮされると、定着装置３０は待機状態及び画像形成動作状態においてサーモパイル７３の温度が１８０℃に保たれるようＣＰＵ２００により制御される。また画像形成動作時において定着ローラ３１は搬送速度４０ｍｍ／ｓｅｃになるようＣＰＵ２００により制御される。

図９に、前回転動作、紙搬送動作、紙間動作、後回転動作、停止といった通常の画像形成動作時における、定着駆動モータ電流値Ｉの推移を示す。前回転動作、紙間動作、後回転動作中は、記録材１１を搬送する紙搬送動作中よりも定着駆動モータ電流値Ｉが安定していることが分かる。紙搬送動作中は、記録材１１の坪量や表面性や厚み等によって、定着駆動モータ５０に加えられる負荷が異なり、定着駆動モータ電流値Ｉが安定しない。このため、本例では前回転動作、紙間動作、後回転動作中においてのみ後述する定着駆動モータ電流値Ｉによる定着ウェブ搬送制御を実施する。つまり、定着ウェブ搬送制御は、前回転動作、紙間動作、又は後回転動作中という、定着ローラ３１と加圧ローラ３２とが記録材１１を挟持していない場合における定着ローラ３１及び加圧ローラ３２が回転する時に実施される。

次に図１のフローチャートを用いて、本例に係る定着ウェブ搬送制御について説明する。図１に、本例に係る定着ウェブ搬送制御を実行するルーチンのフローチャートを示す。
本ルーチンを実行するＣＰＵ２００が、本発明の制御手段に対応する。
まず、本ルーチンは、画像形成装置本体が電源ＯＮされたり、前回のルーチンの実行から所定時間経過したりすると実行開始される。
ステップ１では、ＣＰＵ２００により、定着駆動モータ電流値Ｉの電流値検出タイミングか否かを判別する。具体的には、定着装置３０の画像形成動作が、前回転動作時、紙間動作時、又は、後回転動作時であると、電流値検出タイミングと判断する。ステップ１において電流値検出タイミングであると肯定判定された場合には、ステップ２へ移行する。ステップ１において電流値検出タイミングではないと否定判定された場合には、本ルーチンを一旦終了する。
ステップ２では、ＣＰＵ２００により、定着ウェブ搬送の実行タイミングか否かを判別する。具体的には、定着駆動モータ電流値Ｉが閾値Ｉ_bを超過している（Ｉ＞Ｉ_b）か否か判別する。
ここで、閾値Ｉ_bは、定着ローラ３１と加圧ローラ３２との回転時における、定着ウェ
ブ４０の清掃面での摩擦力の増加に起因して変化する定着駆動モータ電流値Ｉの予め定めた閾値に対応する電流値である。尚、閾値Ｉ_bは、摩擦力によって問題が発生する程に定
着ウェブ４０の清掃面が汚れた場合の摩擦力の値よりも低い摩擦力の閾値に対応している。
ステップ２において実行タイミングであると肯定判定された場合には、ステップ３へ移行する。ステップ２において実行タイミングではないと否定判定された場合には、本ルーチンを一旦終了する。
ステップ３では、ＣＰＵ２００により、定着ウェブ４０を搬送し、定着ウェブ４０の清掃面を新しくする。本例では、クリーニングニップＮ_ＣＬ分（２．０ｍｍ）搬送する。本ステップの後、本ルーチンを一旦終了する。
尚、本例では、定着ウェブ４０を搬送するための定着駆動モータ電流値Ｉの閾値として１つの閾値Ｉ_bを設定した。しかし、定着駆動モータ電流値Ｉの閾値として複数の閾値を
設定し、低い閾値を超過する場合は定着ウェブ搬送量を少なくし、高い閾値を超過する場合は定着ウェブ搬送量を多くするように定着ウェブ搬送量を多段的に設定しても良い。

図１０に、本例に係る定着ウェブ搬送制御を実施した場合の、定着駆動モータ電流値Ｉの推移を示す。定着駆動モータ電流値Ｉが閾値Ｉ_bを超過していることを判定した後では
、定着ウェブ４０を搬送し、定着ウェブ４０の清掃面が新しくなり、クリーニングニップＮ_ＣＬ内の摩擦力が低下する。この制御により、定着駆動モータ電流値Ｉが閾値Ｉ_bを下
回るように推移していることが分かる。このように前回転動作時、紙間動作時、及び、後回転動作時に、定着駆動モータ電流値Ｉを閾値Ｉ_b以下に制御することにより、清掃面が
汚れた定着ウェブ４０による異音やその他の問題の発生率を低減することができる。

また図１１に、ユーザがモード誤指定をしてプリントを実施した場合の定着駆動モータ電流値Ｉの推移を示す。ここでは厚紙をセットし普通紙モードでプリントした場合を例に挙げる。この場合、加熱不足により多量のオフセットトナーが定着ローラ３１に付着し、やがてクリーニングニップＮ_ＣＬに到達する。図１１におけるタイミングＸはオフセットトナーがクリーニングニップＮ_ＣＬに到達したタイミングを示している。
ここで、従来の制御の場合、図１１（ａ）に示すように、タイミングＸ以降において急激に定着駆動モータ電流値Ｉが上昇している。この時、クリーニングニップＮ_ＣＬ内の多量のトナーによる摩擦力によって、定着駆動モータ５０は通常使用される電流値を超えた状態で使用され、その結果、異音の発生やその他の問題が発生するリスクが高くなる。
しかし、本例では図１１（ｂ）に示すように、タイミングＸ以降において定着駆動モータ電流値Ｉが閾値Ｉ_bを超過したことを検出した段階で定着ウェブ４０を搬送し、定着駆
動モータ電流値Ｉを閾値Ｉ_b以下に保つことができる。その結果、クリーニングニップＮ
_ＣＬ内のトナー量を所定量以下に制御することができ、異音の発生やその他の問題が発生することを回避することができる。

本例では、定着駆動モータ電流値Ｉの検出結果に基づいてのみ定着ウェブ４０を搬送する制御を説明した。しかし、従来の予測制御方法と、本例による定着ウェブ搬送制御方法とを組み合わせても良い。この場合には、通常時はプリントページ毎或いはプリントＪＯＢ毎に最低限必要な定着ウェブ搬送量を搬送する。そして、所定量を超えたトナーがクリーニングニップＮ_ＣＬ内に供給された場合にだけ、本例のように定着駆動モータ電流値Ｉによりそれを検出し、定着ウェブ４０を搬送する。この場合でも、モード誤指定等の想定外に多くのトナーが供給される事態に備えられる一方、予測制御に必要な定着ウェブ搬送量を極力少なく設定することができる。

以上説明したように、本例のように定着駆動モータ電流値Ｉを検出し、定着駆動モータ電流値Ｉが閾値Ｉ_bを超過した場合に定着ウェブ４０を所定量搬送することにより、クリ
ーニングニップＮ_ＣＬ内のトナー回収量を所定量以下に低減することができる。またモード誤指定等の定着ウェブ４０に多量のトナーが付着する場合であっても、即時に対応して定着ウェブ４０を搬送し、定着ウェブ４０の清掃面を新しくすることができる。その結果、クリーニングニップＮ_ＣＬ内のトナー回収量過多による異音の発生や清掃不良による記録材汚れ、定着装置３０の部品の破損等の問題を低減することができる。
また印字率の低いプリントＪＯＢを実施した時等、想定外に定着ウェブ４０にトナーが回収されない場合には、クリーニングニップＮ_ＣＬ内のトナー回収量が所定量に到達するまで定着ウェブ４０は搬送されない。そのため、従来の予測制御と比較して定着ウェブ面を有効活用でき、定着ウェブ４０の消費量を低減することができるため、装置の小型化や低コスト化を図ることができる。

＜実施例２＞
本例では、定着ウェブの張架軸に加わる回転力をトルク検出手段であるトルクセンサにより検出してクリーニングニップＮ_ＣＬ内のトナー量を見積もり、その検出結果を基に定着ウェブを搬送する定着ウェブ搬送制御について説明する。
尚、本例では、上記実施例１と重複する箇所の説明は省略する。

（トルクセンサ）
図１２（ａ）に本例に係るトルクセンサ９０の概略構成を斜視で示す。トルクセンサ９０は、定着ウェブ４０を搬送するためのウェブ搬送回転体としての巻き取りローラ４１の軸上に設置されている。またトルクセンサ９０は、クリーニングニップＮ_ＣＬにおいて定着ウェブ４０に加わる摩擦力によって、巻き取りローラ４１の回転軸が受ける図１２（ａ）におけるＢの方向に与えられる回転力を検出する。ここで図１２（ａ）におけるＡの方向は、定着駆動モータ５０による定着ウェブ４０の巻き取り方向である。

図１２（ｂ）に、本例に係るトルクセンサ９０の内部構造の側面を示す。本例においてトルクセンサ９０は、位相差検出方式を用いている。ギア側及び定着ウェブ側の巻き取りローラ軸９３ａ，ｂは、カップリング９４ａ，ｂによりトルク伝達軸９２に連結される。巻き取りローラ４１の回転軸が受ける回転力は、トルク伝達軸９２にねじれ角を発生させる。そのねじれ角は、歯車９１ａ，ｂの回転量からセンサ９５ａ，ｂによって検出され、その検出結果が、ＣＰＵ２００によりＡ／Ｄ変換されてトルクとして認識される。

図１３に、トルクセンサ９０のねじれ角とトルクの関係を示す。ねじれ角は、図１２（ａ）におけるＢの方向を正としている。本例に用いたトルクセンサ９０による検出結果では、図１３に示すように巻き取りローラ４１の軸のねじれ角が増大すると、トルクが大きくなる傾向がある。つまり、検出されるトルクは、クリーニングニップＮ_ＣＬ内の摩擦力の増加に起因して変化する物理量である。

尚、本例では、トルクセンサ９０を巻き取りローラ４１の軸上に設置した。しかしこれに限られず、トルクセンサを送り出しローラ４２の軸上に設置しても良い。
また、本例では、巻き取りローラ４１の軸の回転力を検知するトルクセンサとして、位相差検出方式を用いた。しかしこれに限られない。トルクセンサとしては、歪みゲージを用いたストレインゲージ方式、透磁率の変化を検出する磁気トルク検出方式、圧電素子を用いた圧電トルク検出方式等を用いても良い。

（モータ）
図１４に、定着駆動モータ５０と定着ウェブ搬送モータ６０との制御ブロック構成を示す。
定着駆動モータ５０は、回転駆動するＤＣブラシレスモータからなっており、動作はＣＰＵ２００により制御されている。定着駆動モータ制御部５１は、定着駆動モータ５０の駆動制御を司っており、定着駆動モータ５０からの回転状態信号を受け、画像形成に適した回転数になるよう制御している。
定着ウェブ搬送モータ６０は、回転駆動するステッピングモータからなっており、動作はＣＰＵ２００により制御されている。定着ウェブ搬送モータ制御部６１は、定着ウェブ搬送モータ６０の駆動制御を司っており、定着ウェブ４０の搬送量がＣＰＵ２００の指示する所定量になるよう制御している。
トルクセンサ９０による検出結果は、上述のようにＣＰＵ２００によりトルクとして認識される。

（定着ウェブ搬送制御）
図１５に、定着駆動モータ５０を回転数Ｔ１とし、サーモパイル７３における定着ローラ３１の温度を１６０℃で回転させた場合の、クリーニングニップＮ_ＣＬ内のトナー回収量とトルクセンサ９０の出力値Ｔとの関係を示す。図１５に示すように、クリーニングニップＮ_ＣＬ内のトナー回収量が増大すると、トルクセンサ９０の出力が増大する。これはつまり、クリーニングニップＮ_ＣＬ内のトナー回収量が増大し、定着ウェブ４０と定着ローラ３１の摩擦力が大きくなると、定着ローラ３１によって巻き取りローラ４１の軸に加えられる回転力が増大する。この巻き取りローラ４１の軸の回転力の変化をトルクセンサ９０が検出するため、トルクセンサ９０の出力するトルクが増大する。
また図１５において、トルクセンサ出力値ＴがＴ_aを超過した場合に中心周波数が１０
０〜２００Ｈｚの異音が発生した。本例においてＴ_a＝２．０Ｖ（０．０６Ｎ・ｍ相当）
であり、その時点においてクリーニングニップＮ_ＣＬ内のトナー回収量Ｌａは２．０ｍｇであった。この異音は、クリーニングニップＮ_ＣＬ内のスティックスリップ現象によるものであり、クリーニングニップＮ_ＣＬ内の摩擦力の増大に伴って発生する。さらにトナー回収量が増大し、クリーニングニップＮ_ＣＬ内の摩擦力が増大していくと、異音の発生頻度が増加し、また異音の音量も増大する。またクリーニングニップＮ_ＣＬ内のトナー回収量がさらに増大すると、定着駆動モータ５０の出力不足により回転速度が所定の速度を保てなくなり、紙搬送不良によるＪＡＭが発生したり、定着装置３０の部品が故障してしまったりする場合もある。
ここで図１５において、Ｔ_bは本例の定着ウェブ搬送制御に用いる制御閾値であり、本
例においてＴ_b＝１．５Ｖ（０．０４Ｎ・ｍ）である。またＴ_cは本例において定着ウェブ４０にトナーが付着していない場合のトルクセンサ出力値であり、本例においてＴ_c＝１
．０Ｖ（０．０２Ｎ・ｍ）であった。

次に図１６のフローチャートを用いて、本例に係るトルクセンサ９０を用いた定着ウェブ搬送制御について説明する。図１６に、本例に係る定着ウェブ搬送制御を実行するルーチンのフローチャートを示す。本ルーチンを実行するＣＰＵ２００が、本発明の制御手段に対応する。
まず、本ルーチンは、画像形成装置本体が電源ＯＮされたり、前回のルーチンの実行か
ら所定時間経過したりすると実行開始される。
ステップ１１では、ＣＰＵ２００により、トルクセンサ９０を用いたトルク検出タイミングか否かを判別する。具体的には、定着装置３０の画像形成動作が、前回転動作時、紙間動作時、又は、後回転動作時であると、トルク検出タイミングと判断する。ステップ１１においてトルク検出タイミングであると肯定判定された場合には、ステップ１２へ移行する。ステップ１１において電流値検出タイミングではないと否定判定された場合には、本ルーチンを一旦終了する。
ステップ１２では、ＣＰＵ２００により、定着ウェブ搬送の実行タイミングか否かを判別する。具体的には、トルクセンサ９０の出力値Ｔが閾値Ｔ_bを超過している（Ｔ＞Ｔ_b）か否か判別する。
ここで、閾値Ｔ_bは、定着ローラ３１と加圧ローラ３２との回転時における、定着ウェ
ブ４０の清掃面での摩擦力の増加に起因して変化する出力値Ｔ（トルク）の予め定めた閾値に対応するトルクの値である。尚、閾値Ｔ_bは、摩擦力によって問題が発生する程に定
着ウェブ４０の清掃面が汚れた場合の摩擦力の値よりも低い摩擦力の閾値に対応している。
ステップ１２において実行タイミングであると肯定判定された場合には、ステップ１３へ移行する。ステップ１２において実行タイミングではないと否定判定された場合には、本ルーチンを一旦終了する。
ステップ１３では、ＣＰＵ２００により、定着ウェブ４０を搬送し、定着ウェブ４０の清掃面を新しくする。本例では、クリーニングニップＮ_ＣＬ分（２．０ｍｍ）搬送する。本ステップの後、本ルーチンを一旦終了する。
尚、本例では、トルクセンサ出力値Ｔの閾値として１つの閾値Ｔ_bを設定した。しかし
、トルクセンサ出力値Ｔの閾値として複数の閾値を設定し、低い閾値を超過する場合は定着ウェブ搬送量を少なくし、高い閾値を超過する場合は定着ウェブ搬送量を多くするように定着ウェブ搬送量を多段的に設定しても良い。

図１７に、本例に係る定着ウェブ搬送制御を実施した場合の、トルクセンサ出力値Ｔの推移を示す。トルクセンサ出力値Ｔが閾値Ｔ_bを超過していることを判定した後では、定
着ウェブ４０を搬送し、清掃面が新しくなり、クリーニングニップＮ_ＣＬ内の摩擦力が低下する。この制御により、トルクセンサ出力値Ｔが低下し、閾値Ｔ_bを下回るように推移
していることが分かる。このように前回転動作時、紙間動作時、及び、後回転動作時に、トルクセンサ出力値Ｔを閾値Ｔ_b以下に制御することにより、清掃面が汚れた定着ウェブ
４０による異音やその他の問題の発生率を低減することができる。

また図１８に、ユーザがモード誤指定をしてプリントを実施した場合のトルクセンサ出力値Ｔの推移を示す。ここでは厚紙をセットし普通紙モードでプリントした場合を例に挙げる。この場合、加熱不足により多量のオフセットトナーが定着ローラ３１に付着し、やがてクリーニングニップＮ_ＣＬに到達する。図１８におけるタイミングＹはオフセットトナーがクリーニングニップＮ_ＣＬに到達したタイミングを示している。
ここで、従来の制御の場合、図１８（ａ）に示すように、タイミングＹ以降において急激にトルクセンサ出力値Ｔが上昇している。この時、クリーニングニップＮ_ＣＬ内には定着ウェブ４０の清掃面で回収すべき多量のトナーによる摩擦力が発生している。その結果、異音の発生やその他の問題が発生するリスクが高くなる。
しかし、本例では図１８（ｂ）に示すように、タイミングＹ以降においてトルクセンサ出力値Ｔが閾値Ｔ_bを超過したことを検出した段階で定着ウェブ４０を搬送し、トルクセ
ンサ出力値Ｔを閾値Ｔ_b以下に保つことができる。その結果、クリーニングニップＮ_ＣＬ
内のトナー回収量を所定量以下に制御することができ、異音の発生やその他の問題が発生することを回避することができる。

本例では、トルクセンサ出力値Ｔの検出結果に基づいてのみ定着ウェブ４０を搬送する
制御を説明した。しかし、従来の予測制御方法と、本例による定着ウェブ搬送制御方法とを組み合わせても良い。この場合には、通常時プリントページ毎或いはプリントＪＯＢ毎に最低限必要な定着ウェブ搬送量を搬送する。そして、所定量を超えたトナーがクリーニングニップＮ_ＣＬ内に供給された場合にだけ、本例のようにトルクセンサ出力値Ｔによりそれを検出し、定着ウェブ４０を搬送する。この場合でも、モード誤指定等の想定外に多くのトナーが供給される事態に備えられる一方、予測制御に必要な定着ウェブ搬送量を極力少なく設定することができる。

以上説明したように、本例ではトルクセンサ９０を用い、定着ウェブ４０の張架軸に加わる回転力からクリーニングニップＮ_ＣＬ内のトナー回収量を見積もることにより、実施例１と同様な制御ができる。即ち、トルクセンサ出力値Ｔを検出し、トルクセンサ出力値Ｔが閾値Ｔ_bを超過した場合に定着ウェブ４０を所定量搬送することにより、クリーニン
グニップＮ_ＣＬ内のトナー回収量を所定量以下に低減することができる。またモード誤指定等の定着ウェブ４０に多量のトナーが付着する場合であっても、即時に対応して定着ウェブ４０を搬送し、定着ウェブ４０の清掃面を新しくすることができる。その結果、クリーニングニップＮ_ＣＬ内のトナー回収量過多による異音の発生や清掃不良による記録紙汚れ、定着装置３０の部品の破損等の問題を低減することができる。
また印字率の低いプリントＪＯＢを実施した時等、想定外に定着ウェブ４０にトナーが回収されない場合には、クリーニングニップＮ_ＣＬ内のトナー回収量が所定量に到達するまで定着ウェブ４０は搬送されない。そのため、従来の予測制御と比較して定着ウェブ面を有効活用でき、定着ウェブ４０の消費量を低減することができるため、装置の小型化や低コスト化を図ることができる。

尚、上記実施例では、定着駆動モータ電流値Ｉやトルクセンサ出力値Ｔが、定着ウェブ４０と定着ローラ３１との間の回転時の、定着ウェブ４０が汚れた場合の摩擦力の増加に起因して変化する物理量であった。しかしこれに限られず、他の物理量を検出しても良い。

３０…定着装置、３１…定着ローラ、３２…加圧ローラ、４０…定着ウェブ、４１…巻き取りローラ、２００…ＣＰＵ

Claims

トナー像を担持する記録材を搬送するニップ部を形成するための回転体と、
前記回転体を駆動するためのモータと、
前記回転体に接触し前記回転体を清掃するためのウェブと、
前記ウェブを搬送して前記ウェブの前記回転体と接触している部分を新しくするための搬送部と、
前記モータに流れる電流値を検知する電流検知部と、
を備え、前記ニップ部で前記トナー像を加熱する像加熱装置において、
前記搬送部は、記録材が前記ニップ部を抜けた後に前記回転体が回転し且つ前記ニップ部で記録材を搬送していない期間に前記電流検知部が検知した前記モータに流れる電流値が閾値を超えた場合のみ前記ウェブを搬送することを特徴とする像加熱装置。
前記搬送部は、全ての記録材が前記ニップ部を抜けた後に前記回転体が回転し且つ前記ニップ部で記録材を搬送していない期間に前記電流検知部が検知した前記モータに流れる電流値が閾値を超えた場合は前記ウェブを搬送することを特徴とする請求項１に記載の像加熱装置。
前記搬送部は、前記ニップ部が先行する記録材と後続する記録材とのインターバルとなる期間に前記電流検知部が検知した前記モータに流れる電流値が閾値を超えた場合は前記ウェブを搬送することを特徴とする請求項１に記載の像加熱装置。
トナー像を担持する記録材を搬送するニップ部を形成するための回転体と、
前記回転体に接触して前記回転体を清掃するためのウェブと、
使用済みの前記ウェブを巻き取って前記ウェブの前記回転体と接触する部分を新しくするためのローラと、
を備え、前記ニップ部で前記トナー像を加熱する像加熱装置において、
前記ローラの軸トルクを検知するトルク検知部を有し、
前記ローラは、記録材が前記ニップ部を抜けた後に前記回転体が回転し且つ前記ニップ部で記録材を搬送していない期間に前記トルク検知部が検知した軸トルクが閾値を超えた場合のみ前記ウェブを巻き取ることを特徴とする像加熱装置。