JP7238417B2 - 定着装置、画像形成装置、定着方法、及びプログラム - Google Patents

Description

本発明は、定着装置、画像形成装置、定着方法、及びプログラムに関する。

従来、画像形成装置には、ドラム方式又はベルトロール方式の定着装置を備えている。
従来、ローラ表面又はベルト表面近傍に配置されている温度検知素子によりローラ又はベルトの表面の温度を検出し、定着装置におけるウォームアップ動作中のヒータ温度－時間特性を求め、その傾きに合わせて点灯デューティの演算補正を行って、定着ヒータの発熱量の最適化を行うように制御された定着装置が知られている。
このような定着装置にあっては、省エネモードから通常使用状態へ遷移する時のヒータ温度－時間特性を用いて点灯デューティの演算補正を行う制御手段が設けられている。

このような従来の定着装置の一例として、特許文献１が知られている。
特許文献１には、省エネモードから通常使用状態へ復帰する時に、温度検知素子によりローラ表面の温度を検出し、定着ユニットにおけるウォームアップ動作中のヒータ温度－時間特性を求め、その傾きに合わせて点灯デューティの演算補正を行って、定着ヒータの発熱量の最適化を行うという技術が開示されている。

詳しくは、特許文献１にあっては、トナー定着用に定着ヒータおよび温度検知素子を備えた定着ユニットと、この定着ユニット外の雰囲気温度を検出する温度検知素子を備え、定着ユニットにおけるウォームアップ動作時のヒータ温度－時間特性を求め、求めたヒータ温度－時間特性の傾きに合わせて点灯デューティの演算補正を行うことにより、定着ヒータのばらつきに関わらず定着ヒータの発熱量の最適化を行うことができる。

しかしながら、特許文献１にあっては、求めたヒータ温度－時間特性の傾きに合わせて点灯デューティの演算補正を行うことにより、定着ヒータや温度検知素子といった部品間のばらつきや、使用者の電源事情による特性変動の問題を解決する可能性はあるが、温度検知素子とローラ間に異物が堆積することに起因して、画像形成動作が停止するといった問題があった。

本発明は、上記に鑑みてなされたもので、その目的としては、温度検知素子に異物が堆積した場合でも、異物堆積の報知と異物の除去動作を行うことにより画像形成動作を継続できることにある。

請求項１記載の発明は、上記課題を解決するため、トナー像を担持した記録媒体を、定着方向へ回転又は移動する加熱部材と加圧部材との間に通過させる際に前記トナー像を前記記録媒体に定着させる定着装置であって、前記定着装置は、前記加熱部材の温度を検知する温度検知手段と、前記加熱部材及び前記加圧部材を前記定着方向、及び逆転方向に駆動する駆動手段と、前記加熱部材が備えた定着ヒータの点灯又は非点灯、及び前記駆動手段の回転方向を制御する制御手段と、を備え、前記制御手段は、前記加熱部材の定着温度を基準値になるように制御し、加熱開始から所定時間経過後に前記定着温度が前記基準値に達していない場合に、前記駆動手段の回転方向を前記逆転方向に切り替え、前記制御手段は、前記加熱部材の非点灯時間に対する点灯時間の比率を変化させることにより前記定着温度を制御し、正常時における前記定着温度が前記基準値に達するまでの前記点灯時間の比率データを記憶する正常時比率データ記憶手段と、運転動作時における前記定着温度が前記基準値に達するまでの前記点灯時間の比率データを記憶する運転時比率データ記憶手段と、を備え、前記制御手段は、前記定着温度が前記基準値に達する時間になったと判断した場合、前記正常時比率データ記憶手段から取得した平均データと、前記運転時比率データ記憶手段から取得した平均データとを比較し、前記運転時比率データ記憶手段から取得した平均データが前記正常時比率データ記憶手段から取得した平均データ以下である場合は正常と判断し、前記運転時比率データ記憶手段から取得した平均データが前記正常時比率データ記憶手段から取得した平均データよりも高い場合は異常と判断することを特徴とする。

本発明によれば、温度検知素子とローラ間に異物が堆積した場合でも、異物堆積の報知と異物の除去動作を行うことにより画像形成動作を継続できることにある。

本発明が適用される画像形成装置の概略的な機構構成を示す断面図である。 本発明が適用される画像形成装置のドラム方式に係る定着装置の要部の構成を示す図であり、（ａ）はサーミスタに異物が堆積していない状態を示し、（ｂ）はサーミスタに異物が堆積している状態を示す。 本発明が適用される画像形成装置のベルトロール方式に係る定着装置の要部の構成を示す図であり、（ａ）はＤＨ（Direct Heating）方式を示し、（ｂ）はベルトロール方式を示す。 本発明の定着ヒータ制御方法について説明する図である。 本発明の定着ヒータ温度と点灯比率の推移について説明する図であり、（ａ）はサーミスタに異物が堆積していない時を示し、（ｂ）はサーミスタに異物が堆積している時を示す。 本発明と従来技術の定着ローラの温度変化を説明する図であり、（ａ）は従来の定着ローラの温度変化を示し、（ｂ）は本発明の定着ローラの温度変化を示す。 本発明が適用される画像形成装置のドラム方式に係る定着装置を用いた場合の要部の機能ブロック図である。 本発明の第１実施形態に係る画像形成装置の動作を説明するフローチャートである。 本発明の第２実施形態に係る画像形成装置の動作を説明するフローチャートである。

以下、本発明を図面に示した実施の形態により詳細に説明する。
本発明は、温度検知素子とローラ間に異物が堆積した場合でも、異物堆積の報知と異物の除去動作を行うことにより画像形成動作を継続させるために、以下の構成を有する。

即ち、本発明の定着装置は、トナー像を担持した記録媒体を、定着方向へ回転又は移動する加熱部材と加圧部材との間に通過させる際に前記トナー像を前記記録媒体に定着させる定着装置であって、前記定着装置は、前記加熱部材の温度を検知する温度検知手段と、前記加熱部材及び前記加圧部材を前記定着方向、及び逆転方向に駆動する駆動手段と、前記加熱部材が備えた定着ヒータの点灯又は非点灯、及び前記駆動手段の回転方向を制御する制御手段と、を備え、前記制御手段は、前記加熱部材の定着温度を基準値になるように制御し、加熱開始から所定時間経過後に前記定着温度が前記基準値に達していない場合に、前記駆動手段の回転方向を前記逆転方向に切り替えることを特徴とする。
以上の構成を備えることにより、温度検知素子に異物が堆積した場合でも、異物堆積の報知と異物の除去動作を行うことにより画像形成動作を継続させることができる。
上記の本発明の特徴に関して、以下、図面を用いて詳細に説明する。

＜画像形成装置の概略構成＞
＜第１実施形態＞
図１は、本発明が適用される画像形成装置の概略的な機構構成を示す断面図である。
画像形成装置１は、複写モードにおいて、原稿束が自動原稿送り装置（ＡＤＦ）２により、順に画像読み取り装置３に給送され、画像読み取り装置３により、画像情報が読み取られる。そして、その読み取られた画像情報は、画像処理手段を介して書き込み手段としての書き込みユニット４により光情報に変換され、感光体６は、感光体ドラムであり、帯電器により一様に帯電された後に書き込みユニット４からの光情報により露光されて静電潜像が形成される。
この感光体６上の静電潜像は、現像部７により現像されてトナー像となる。このトナー像は、搬送ベルト８により搬送された用紙Ｐ上に転写される。用紙Ｐは、定着装置９によりトナー像が定着され排紙トレイ１５に排出される。

給紙部１０は、給紙トレイ１１、給紙ローラ１２及び分離パッド等を備えており、給紙トレイ１１内には、複数枚の用紙（被記録媒体）Ｐが収納される。給紙部１０は、給紙トレイ１１内の用紙Ｐを給紙ローラ１２と分離パッドで１枚ずつ分離して、搬送部５に搬送する。

搬送部５は、レジストローラ１３、搬送路１４を備え、給紙部１０から送り出されてきた用紙Ｐをレジストローラ１３へ搬送し、レジストローラ１３へ搬送される用紙Ｐをレジストセンサが検出する。搬送部５により搬送された用紙Ｐは、感光体６上で形成されたトナー画像を転写させつつ定着装置９に搬送する。

定着装置９は、ドラム方式の場合、定着ローラ９ａと一定圧力の加圧ローラ９ｂを備え、定着ローラ９ａと加圧ローラ９ｂとの間にニップ部を形成し、当該ニップ部に用紙Ｐを挟んで、この用紙Ｐを搬送しつつ加熱・加圧し、用紙Ｐ上のトナー画像を用紙Ｐに定着させる。定着装置９は、定着の完了した用紙Ｐを排紙トレイ１５に搬送する。

＜ドラム方式に係る定着装置の要部の構成＞
図２は、本発明が適用される画像形成装置のドラム方式に係る定着装置の要部の構成を示す図であり、（ａ）はサーミスタに異物が堆積していない状態を示し、（ｂ）はサーミスタに異物が堆積している状態を示す。
すなわち、定着装置９は、定着ローラ９ａ、加圧ローラ９ｂ、定着ヒータ９ｃ、温度検知素子（本実施形態では接触型サーミスタ（以下、単にサーミスタと記す）１６を例に説明する）を備えている。

定着装置９は、上述したように、回転可能に配設されている定着ローラ９ａと加圧ローラ９ｂと定着ヒータ９ｃを備えており、定着ローラ９ａは、内蔵する定着ヒータ９ｃによって所定の待機温度及び定着温度に加熱制御される。

定着装置９は、定着ローラ９ａの表面近傍位置にサーミスタ１６が配設されており、サーミスタ１６は、定着ローラ９ａの表面温度を検出して、検出温度を制御部２０に出力する。なお、サーミスタ１６は、定着ローラ９ａの表面に接触して温度を検出する接触式と、非接触式とのいずれであってもよい。

定着ヒータ９ｃは、例えば、ハロゲンヒータが用いられており、通電量に応じて発熱して、定着ローラ９ａを加熱する。

まず、図２（ａ）を参照すると、定着ローラ９ａが矢印Ａ方向に回転すると、定着ローラ９ａに接触している加圧ローラ９ｂは矢印ａ方向に連れ回る。その結果、未定着トナー１８を転写した用紙Ｐが矢印Ｃの方向に移動すると、定着ローラ９ａと加圧ローラ９ｂのニップ部に挟まれて、定着ローラ９ａの熱により未定着トナー１８が用紙Ｃに定着される。これにより、正常時における定着動作が完了する。

次に、図２（ｂ）を参照すると、定着ローラ９ａが矢印Ａ方向に回転すると、定着ローラ９ａに接触している加圧ローラ９ｂは矢印ａ方向に連れ回る。
その結果、未定着トナー１８を転写した用紙Ｐが矢印Ｃの方向に移動すると、定着ローラ９ａと加圧ローラ９ｂのニップ部に挟まれて、定着ローラ９ａの熱により未定着トナー１８が用紙Ｐに定着される。
しかし、この時、未定着トナー１８が用紙Ｐに全て定着するわけではないので、微量のトナーが定着ローラ９ａに残留し、徐々にその残留トナー１７がサーミスタ１６に堆積していく。

その結果、本来サーミスタ１６が持つ温度―抵抗値の基本特性に対して、実際の定着ローラ９ａの温度とサーミスタ１６が検知する抵抗値との間に誤差が生じて、定着ローラ９ａの温度が基準値に達している。それにも拘わらず、制御部２０は、まだ基準値に達していないと判断してしまい、サービスマンコール（ＳＣ）が発生して画像形成装置を停止させるといった事態が発生する（詳細は図６で説明する）。

＜ベルト方式に係る定着装置の要部の構成＞
図３は、本発明が適用される画像形成装置のベルトロール方式に係る定着装置の要部の構成を示す図であり、（ａ）はＤＨ（Direct Heating）方式を示し、（ｂ）はベルトロール方式を示す。
まず、図３（ａ）を参照すると、定着装置３０は、定着ベルト３１、定着ヒータ３２、加圧ローラ３４、サーミスタ３６、定着パッド３５を備えている。

ＤＨ方式は、定着ベルト３１を定着ヒータ３２で直接加熱する方式である。即ち、低熱容量化した定着ベルト３１を定着ヒータ３２で直接加熱することで、効率よく熱を伝えることができる。
また、図３（ａ）の定着ベルト３１は低熱容量化の為に基材厚を極限まで薄くした金属薄膜層の上に弾性層となるシリコーンゴム層、さらにその上層にトナー離型層となるテフロン（登録商標）層の３層で構成されている。

定着ベルト３１が矢印Ａ方向に移動すると、定着ベルト３１に接触している加圧ローラ３４は矢印ａ方向に連れ回る。
その結果、未定着トナー３３を転写した用紙Ｐが矢印Ｃの方向に移動すると、定着パッド３５により押圧された定着ベルト３１と加圧ローラ３４間のニップ部３７に挟まれて、定着ベルト３１の熱により未定着トナー３３が用紙Ｐに定着される。これにより、正常時における定着動作が完了する。

次に、図３（ｂ）を参照すると、定着装置５０は、内部加熱ローラ４０、定着ベルト４１、定着ヒータ４３、テンションローラ４２、外部加熱ローラ４４、定着ローラ４５、加圧ローラ４８、サーミスタ４９を備えている。

ベルトロール方式は、定着ベルト４１を内部加熱ローラ４０と外部加熱ローラ４４で直接加熱する方式である。即ち、定着ベルト４１を内部加熱ローラ４０と外部加熱ローラ４４で直接加熱することで、効率よく熱を伝えることができる。

定着ベルト４１が矢印Ａ方向に移動すると、定着ローラ４５に接触している加圧ローラ４８は矢印ａ方向に連れ回る。
その結果、未定着トナー４６を転写した用紙Ｐが矢印Ｃの方向に移動すると、定着ローラ４５と加圧ローラ４８のニップ部４７に挟まれて、定着ベルト４１の熱により未定着トナー４６が用紙Ｐに定着される。

しかし、上記ＤＨ方式及びベルトロール方式においても、サーミスタ３６、４９にトナー或いは異物が堆積すると、図２に示したドラム方式と同様の問題を生じ、立ち上げ時に一定時間経過しても基準温度に達していないため、サービスマンコール（ＳＣ）が発生して画像形成装置を停止させるといった事態が発生する。

＜定着ヒータ制御方法＞
図４は、本発明の定着ヒータ制御方法について説明する図である。図２を併せて参照する。
定着ヒータ制御は、予め指定された基準温度と、サーミスタ１６などの定着温度センサで検知した実際の温度を比較し、その比較結果に基づいて、単位時間（図４では制御周期：４００ｍｓｅｃ）あたりに定着ヒータ９ｃに通電する比率（ヒータ点灯比率）を設定してヒータ点灯を行うものである。

図４では、例えば制御周期４００ｍｓｅｃに対して比率を３０％に設定した場合、点灯周期は１２０ｍｓｅｃとなり、図４の波形５１（斜線部分）を通電して残りの３７０ｍｓｅｃを非通電とすることにより実現している。

つまり、ヒータ点灯比率は０％～１００％の設定が可能であり、０％の場合はヒータ消灯、１００％の場合はヒータフル点灯を意味し、ヒータ温度を上げたい場合は比率を上げ、ヒータ温度を下げたい場合は比率を下げるように制御する。
このように、制御周期ごとにヒータ点灯比率を設定してヒータ点灯を繰り返すことで、加熱ローラ９ａの基準温度を保つように制御している。

＜定着ヒータ温度と点灯比率の推移＞
図５は、本発明の定着ヒータ温度と点灯比率の推移について説明する図であり、（ａ）はサーミスタに異物が堆積していない時を示し、（ｂ）はサーミスタに異物が堆積している時を示す。

まず、図５（ａ）を参照すると、横軸に時間（ｓｅｃ）、左縦軸に温度（℃）、右縦軸にヒータ点灯比率（％）を表す。また、ヒータ点灯比率のグラフを６０、基準温度のグラフを６１、検知温度のグラフを６２、真の温度のグラフを６３とし、真の温度のグラフ６３は理想的に検知温度のグラフ６２と同じとして図を描いている。

例えば、冷えた状態にあった定着装置に対して、朝一番最初に、主電源をＯＮ操作した時の温度とヒータ点灯比率の推移について説明する。
正常時（異物が無い時）は、主電源ＯＮ（Ａ点）から定着が開始し、Ａ点～５ｓの期間（ｔ１）経過すると、ヒータ点灯比率を１００％に設定してヒータを点灯し（Ｂ点）、Ａ点～１０ｓの期間（ｔ２）は、検知温度グラフ６２と基準温度グラフ６１の差が大きいため、ヒータ点灯比率を引き続き１００％でヒータを点灯し（Ｂ－Ｃ区間）、Ａ点～１５ｓの期間（ｔ３）は、ある程度、検知温度グラフ６２が上昇して基準温度グラフ６１に近づいて来たので、基準温度を超えないようにヒータ点灯比率を徐々に下げつつ（Ｃ－Ｄ区間）検知温度を目標温度に近づける（Ｄ－Ｅ－Ｆ区間）制御を行う。

図５（ａ）ではＡ点～１０ｓの期間（ｔ２）でヒータ点灯比率を１００％、Ａ点～１５ｓの期間（ｔ３）でヒータ点灯比率を９０％、Ａ点～１８ｓの期間（ｔ４）でヒータ点灯比率を８０％、Ａ点～２０ｓの期間（ｔ５）でヒータ点灯比率を５０％に制御している。

次に、図５（ｂ）を参照する。なお、同じ構成要件には図５（ａ）と同じ符号を付して説明する。
例えば、冷えた状態にあった定着装置に対して、朝一番最初に、主電源をＯＮ操作した時の温度とヒータ点灯比率の推移について説明する。

異常時（異物が堆積した時）は、主電源ＯＮ（Ａ点）から定着が開始し、Ａ点～１０ｓの期間（ｔ２）は、真の温度のグラフ６３より検知温度グラフ６２が低くなるため、ヒータ点灯比率を１００％でヒータを点灯し続ける（Ｂ－Ｃ区間）。

ある程度、検知温度グラフ６２が上昇して基準温度グラフ６１に近づいて来たら、基準温度を超えないようにヒータ点灯比率を徐々に下げる。真の温度のグラフ６３は既に基準温度グラフ６１に到達しているが、検知温度グラフ６２はまだ基準温度グラフ６１に達していないため、ヒータ点灯比率は１００％のままでヒータを点灯し続ける（Ｃ－Ｄ、Ｄ－Ｅ，Ｅ－Ｆ区間）。

そして、Ｆ点で検知温度グラフ６２が基準温度グラフ６１に達するが、その時、真の温度のグラフ６３は温度２５０（℃）に達している。即ち、基準温度１７５（℃）に比べて７５（℃）も高く、このままの状態を続けると定着装置を破損する恐れがあるため、本発明では以下に説明するようにサーミスタに異物が堆積していることを報知すると共に、適正な処置を施すように動作する。

図５（ｂ）では、Ａ点～１０ｓの期間（ｔ２）、Ａ点～１５ｓの期間（ｔ３）、Ａ点～１８ｓの期間（ｔ４）、Ａ点～２０ｓの期間（ｔ５）の全ての期間でヒータ点灯比率を１００％に制御している。

＜定着ローラの温度変化＞
図６は、本発明と従来技術の定着ローラの温度変化を模式的に説明する図であり、（ａ）は従来の定着ローラの温度変化を示し、（ｂ）は本発明の定着ローラの温度変化を示す。
まず、図６（ａ）を参照すると、従来の定着ローラの温度変化は、電源ＯＮ（Ａ点）から温度が上昇し、Ｂ点で基準温度に達して正常であれば実線のように１つのジョブが完了するまで（Ｃ点）一定の温度を維持する。その後、一定時間の間にジョブが発生しないと、省エネモードに移行して温度が少し低下する（Ｃ－Ｄ間）。

一方、サーミスタに異物等が堆積して定着ローラの温度を正確に検知できない場合は、破線のように実際の温度は基準値より高く維持される。この状態が続くと、定着過多や定着ローラの寿命に悪影響を及ぼしかねない。そればかりでなく、エネルギーの無駄を引き起こすことになる。

次に、図６（ｂ）を参照すると、本発明の定着ローラの温度変化は、電源ＯＮ（ａ点）から温度が上昇し、ｂ点で基準温度に達して正常であれば実線のように１つのジョブが完了するまで（ｅ点）一定の温度を維持する。その後、一定時間の間にジョブが発生しないと、省エネモードに移行して温度が少し低下する（ｆ－ｇ間）。

一方、サーミスタに異物等が堆積して定着ローラの温度を正確に検知できない場合は、破線のようにｂ－ｃ間で図５を参照して説明したようにヒータ点灯比率を検証し、異物が堆積していると判断されると、定着ローラを逆回転して異物を除去するように動作する（Ｃ－Ｄ間）。その結果、異物が除去されると温度は破線のように基準値（ｅ点）に戻る。

＜機能ブロック図＞
図７は、本発明が適用される画像形成装置のドラム方式に係る定着装置を用いた場合の要部の機能ブロック図である。

制御部２０は、温度検知部２１、ヒータ制御部２２、正常時比率データ記憶部２３ａ、運転時比率データ記憶部２３ｂ、比較部２６、ローラ駆動部２７、ＲＯＭ（Read Only Memory）２４、ＲＡＭ（Random Access Memory）２５等を備えている。

温度検知部２１は、定着装置９のサーミスタ１６の抵抗値変化を電圧に変換して制御部２０に渡す。

ヒータ制御部２２は、温度検知部２１により検知した温度に基づいて、ヒータ９ｃの点灯比率を制御する。

正常時比率データ記憶部２３ａは、正常時における定着温度が基準値に達するまでの点灯時間の比率データを記憶する。
運転時比率データ記憶部２３ｂは、運転動作時における定着温度が基準値に達するまでの点灯時間の比率データを記憶する。

比較部２６は、定着温度が基準値に達する時間になったと制御部２０が判断した場合、正常時比率データ記憶部２３ａから取得した正常時比率データの平均データと、運転時比率データ記憶部２３ｂから取得した運転動作時比率データの平均データとを比較する。

ローラ駆動部２７は、比較部２６が比較した結果に基づいて、加熱ローラ９ａ及び加圧ローラ９ｃを正転又は逆転方向に駆動する。

ＲＯＭ２４は、画像形成装置１の基本プログラム、本発明の画像形成制御プログラム等のプログラム及びシステムデータ等を格納しており、ＲＡＭ２５は、制御部２０のワークメモリとして利用される。
また、定着装置９に異常が発生した場合に、利用者にその内容を報知する表示部２８を備えている。

＜第１実施形態＞
＜定着制御の動作説明＞
図８は、本発明の第１実施形態に係る画像形成装置の動作を説明するフローチャートである。図５及び図７と併せて参照しながら説明する。
ステップＳ１では、制御部２０に備えられたヒータ制御部２２は、定着装置９のヒータ９ｃに電力を供給して定着制御を開始する（図５Ａ点）。
次にステップＳ３では、制御部２０は、タイマをスタートさせてｔ１ｓ後（Ａ点から５秒後：Ｂ点）のヒータ点灯比率を運転時比率データ記憶部２３ｂに記憶する。

次にステップＳ５では、制御部２０は、ｔ２ｓ後（Ａ点から１０秒後：Ｃ点）のヒータ点灯比率を運転時比率データ記憶部２３ｂに記憶する。
次にステップＳ７では、制御部２０は、ｔ３ｓ後（Ａ点から１５秒後：Ｄ点）のヒータ点灯比率を運転時比率データ記憶部２３ｂに記憶する。

次にステップＳ９では、制御部２０は、タイマがｔ４ｓ経過したか否かを監視し、経過すると（Ｓ９でＹＥＳ）ステップ１１に進む。
次にステップＳ１１では、制御部２０の温度検知部２１は、定着装置９の加熱ローラ９ａの温度をサーミスタ１６で検知して、基準値に達したか否かを監視し、基準値に達すると（Ｓ１１でＹＥＳ）ステップ１３に進む。
次にステップＳ１３では、制御部２０は、定着装置９が正常であると判定して、通常動作としてローラ駆動部２７により加熱ローラ９ａを正回転して定着動作を継続する。

一方、ステップＳ１１で、制御部２０は、温度検知部２１により定着装置９の加熱ローラ９ａの温度をサーミスタ１６で検知して、基準値に達していないと判断すると（Ｓ１１でＮＯ）ステップＳ１５に進む。

次にステップＳ１５では、制御部２０は、ステップＳ３～Ｓ７で記憶した運転時比率データ記憶部２３ｂのデータの平均値と、正常時比率データ記憶部２３ａのデータの平均値とを計算して、その値を比較部２６により基準値未満か否かを判断する。例えば、基準のヒータ点灯比率を９５％とした場合、図５（ａ）の場合（正常時）、ｔ１ｓでは１００％、ｔ２ｓでは１００％、ｔ３ｓでは８０％となり、平均は約９３％なので基準値未満となる（ステップＳ１５でＹＥＳ）。この時は、サーミスタ１６には異物が堆積していないと判断して、正常動作を行う。

一方、ステップＳ１５では、制御部２０は、ステップＳ３～Ｓ７において運転時比率データ記憶部２３ｂに記憶したデータに注目して、運転時比率データ記憶部２３ｂから取得したデータの平均値と、正常時比率データ記憶部２３ａから取得したデータの平均値とを計算して、その値を比較部２６により基準値未満か否かを判断する。例えば、基準のヒータ点灯比率を９５％とした場合、図５（ｂ）の場合（異常時）、ｔ１ｓ～ｔ３ｓでは全て１００％となり、平均は１００％なので基準値以上となり（ステップＳ１５でＮＯ）ステップＳ１７に進む。
次にステップＳ１７では、制御部２０は、ローラ駆動部２７に対して加熱ローラ９ａを逆回転するように制御する。なお、加熱ローラ９ａを逆回転する場合、複数回回転してもよいし、半回転程度でも構わない。

＜第２実施形態＞
＜定着制御の動作説明＞
図９は、本発明の第２実施形態に係る画像形成装置の動作を説明するフローチャートである。図５及び図７と併せて参照しながら説明する。
ステップＳ２１では、制御部２０は、制御部２０内のカウンタを初期化する（Ｎ＝０を入力）。
ステップＳ２３では、制御部２０は、定着装置９内の定着ヒータ９ｃの電源をＯＮ／ＦＦするためのリレーをＯＮにセットする。なお、このリレーはラッチタイプのリレーで、一度ＯＦＦされるとサービスマンコール（ＳＣ）をかけてサービスマンによりＯＮに復帰される。

ステップＳ２５では、制御部２０は、ヒータ制御部２２により定着装置９のヒータ９ｃに電力を供給して定着制御を開始する（図５Ａ点）。
次にステップＳ２７では、制御部２０は、タイマをスタートさせてｔ１ｓ後（Ａ点から５秒後：Ｂ点）のヒータ点灯比率を運転時比率データ記憶部２３ｂに記憶する。

次にステップＳ２９では、制御部２０は、ｔ２ｓ後（Ａ点から１０秒後：Ｃ点）のヒータ点灯比率を運転時比率データ記憶部２３ｂに記憶する。
次にステップＳ３１では、制御部２０は、ｔ３ｓ後（Ａ点から１５秒後：Ｄ点）のヒータ点灯比率を運転時比率データ記憶部２３ｂに記憶する。

次にステップＳ３３では、制御部２０は、タイマがｔ４ｓ経過したか否かを監視し、経過すると（Ｓ３３でＹＥＳ）ステップ３５に進む。
次にステップＳ３５では、制御部２０は、温度検知部２１により定着装置９の加熱ローラ９ａの温度をサーミスタ１６で検知して、基準値に達したか否かを監視し、基準値に達すると（Ｓ３５でＹＥＳ）ステップ３７に進む。
次にステップＳ３７では、制御部２０は、定着装置９が正常あると判定して、通常動作としてローラ駆動部２７により加熱ローラ９ａを正回転して定着動作を継続する。

一方、ステップＳ３５で、制御部２０は、温度検知部２１により定着装置９の加熱ローラ９ａの温度をサーミスタ１６で検知して、基準値に達していないと判断すると（Ｓ３５でＮＯ）ステップ３９に進む。

次にステップＳ３９では、制御部２０は、ステップＳ２７～Ｓ３１において運転時比率データ記憶部２３ｂに記憶したデータに注目して、運転時比率データ記憶部２３ｂから取得したデータの平均値と、正常時比率データ記憶部２３ａから取得したデータの平均値とを計算して、その値を比較部２６により基準値未満か否かを判断する。例えば、基準のヒータ点灯比率を９５％とした場合、図５（ａ）の場合（正常時）、ｔ１ｓでは１００％、ｔ２ｓでは１００％、ｔ３ｓでは８０％となり、平均は約９３％なので基準値未満となる（ステップＳ３９でＹＥＳ）。この時は、サーミスタ１６には異物が堆積していないと判断して正常動作を行う。

一方、ステップＳ３９で、制御部２０は、ステップＳ２７～Ｓ３１において運転時比率データ記憶部２３ｂに記憶したデータに注目して、運転時比率データ記憶部２３ｂから取得したデータの平均値と、正常時比率データ記憶部２３ａから取得したデータの平均値とを計算して、その値を比較部２６により基準値未満か否かを判断する。例えば、基準のヒータ点灯比率を９５％とした場合、図５（ｂ）の場合（異常時）、ｔ１ｓ～ｔ３ｓでは全て１００％となり、平均は１００％なので基準値以上となり（ステップＳ３９でＮＯ）ステップＳ４１に進む。

次にステップＳ４１では、制御部２０は、カウンタをインクリメントする（Ｎ＝Ｎ＋１を入力）。
次にステップＳ４３では、制御部２０は、カウンタの値が２以下か否かを判断し、２以下であれば（ステップＳ４３でＹＥＳ）ステップＳ４５に進む。
次にステップＳ４５では、制御部２０は、サービスマンコール（ＳＣ）を発報する。
次にステップＳ４７では、制御部２０は、表示部２８にサーミスタ１６に異物が堆積している旨を表示する。

一方、ステップＳ４３では、制御部２０は、カウンタの値が２以下か否かを判断し、２以下でなければ（ステップＳ４３でＮＯ）ステップＳ４９に進む。
次にステップＳ４９では、制御部２０は、ステップＳ２３でＯＮした定着リレーをＯＦＦにしてステップＳ５１に進む。
次にステップＳ５１では、制御部２０は、ローラ駆動部２７に対して加熱ローラ９ａを逆転するように制御してステップＳ５３に進む。
次にステップＳ５３では、制御部２０は、表示部２８に電源をＯＦＦする旨を表示する。

＜本発明の実施態様例の構成、作用、効果＞
＜第１態様＞
本態様の定着装置９は、トナー像を担持した記録媒体を、定着方向へ回転又は移動する加熱ローラ９ａ（加熱部材）と加圧ローラ９ｃ（加圧部材）との間に通過させる際にトナー像を記録媒体に定着させる定着装置９（定着装置）であって、定着装置９は、加熱ローラ９ａの温度を検知するサーミスタ１６（温度検知手段）と、加熱ローラ９ａ及び加圧ローラ９ｃを定着方向、及び逆転方向に駆動するローラ駆動部２７（駆動手段）と、加熱ローラ９ａが備えたヒータの点灯又は非点灯、及びローラ駆動部２７の回転方向を制御する制御部２０（制御手段）と、を備え、制御部２０は、加熱ローラ９ａの定着温度を基準値になるように制御し、加熱開始から所定時間経過後に定着温度が基準値に達していない場合に、ローラ駆動部２７の回転方向を逆転方向に切り替えることを特徴とする。
本態様によれば、制御部２０は、加熱ローラ９ａの定着温度を基準値になるように制御し、加熱開始から所定時間経過後に定着温度が基準値に達していない場合は、サーミスタ１６の異常か或いはサーミスタ１６に異物が堆積している可能性が有ると判断して、ローラ駆動部２７の回転方向を逆転方向に切り替える。
以上の動作により、サーミスタ１６に堆積している異物を、加熱ローラ９ａが逆回転することによる抵抗で異物を除去して画像形成動作を継続することが可能となる。

＜第２態様＞
制御部２０は、加熱ローラ９ａの非点灯時間に対する点灯時間の比率を変化させることにより定着温度を制御し、正常時における定着温度が基準値に達するまでの点灯時間の比率データを記憶する正常時比率データ記憶部２３ａ（正常時比率データ記憶手段）と、運転動作時における定着温度が基準値に達するまでの点灯時間の比率データを記憶する運転時比率データ記憶部２３ｂ（運転時比率データ記憶手段）と、を備えたことを特徴とする。
本態様によれば、正常時における定着温度が基準値に達するまでの点灯時間の比率データと、運転動作時における定着温度が基準値に達するまでの点灯時間の比率データを記憶する。
これにより、一回のジョブを受け付けるとその都度、ヒータ点灯比率データが正常か否かを判断することができるので、定着動作の異常を即座に見つけることができる。

＜第３態様＞
制御部２０は、定着温度が基準値に達する時間になったと判断した場合、正常時比率データ記憶部２３ａから取得した平均データと、運転時比率データ記憶部２３ｂから取得した平均データとを比較し、運転時比率データ記憶部２３ｂから取得した平均データが正常時比率データ記憶部２３ａから取得した平均データ以下である場合は正常と判断し、運転時比率データ記憶部２３ｂから取得した平均データが正常時比率データ記憶部２３ａから取得した平均データよりも高い場合は異常と判断することを特徴とする。
本態様によれば、正常時比率データの平均値と運転時比率データの平均値とを比較して、正常時の平均値未満であれば点灯比率が正常と判断し、正常時の平均値以上であれば異常と判断する。
これにより、簡単な演算で定着動作が正常か否かを判断することができる。

＜第４態様＞
制御部２０は、正常時比率データ記憶部２３ａから取得した平均データと、運転時比率データ記憶部２３ｂから取得した平均データとを比較した結果、正常時比率データ記憶部２３ａの平均データよりも運転時比率データ記憶部２３ｂの平均データが高いと判断した場合に、サーミスタ１６に異物が付着していると判断して、サーミスタ１６に異物が付着している旨を報知することを特徴とする。
本態様によれば、正常時比率データの平均値と運転時比率データの平均値とを比較した結果、異常と判断されるとサーミスタ１６に異物が付着していると判断して、サーミスタ１６に異物が付着している旨を報知する。
これにより、使用者に対して現在の画像形成装置１の状態を認識させて、メンテナンス時に重点的に定着装置９をメンテナンスすることができる。

＜第５態様＞
制御部２０は、サーミスタ１６に異物が付着していると判断して、サーミスタ１６に異物が付着している旨を報知した後、再度異常が検知された場合に、ローラ駆動部２７の駆動方向を逆方向に切り替えて画像形成装置１を停止する旨を報知することを特徴とする。
本態様によれば、サーミスタ１６に異物が付着している旨を報知した後、再度異常が検知された場合は、ローラ駆動部２７の駆動方向を逆方向に切り替えて画像形成装置１を停止する。
以上の動作により、サーミスタ１６に付着した異物を機械的に除去することができ、画像形成動作を継続することが可能となる。

＜第６態様＞
請求項１乃至５のいずれか一項に記載の定着装置９を備える画像形成装置１であることを特徴とする。
本態様によれば、画像形成装置１は定着装置９の状態を常に監視するように構成されている。これにより、画像形成装置１の信頼性とメンテナンスの精度を高めることができる。

＜第７態様＞
トナー像を担持した記録媒体を、定着方向へ回転又は移動する加熱ローラ９ａ（加熱部材）と加圧ローラ９ｃ（加圧部材）との間に通過させる際にトナー像を記録媒体に定着させる定着方法であって、定着装置９は、加熱ローラ９ａの温度を検知するサーミスタ１６（温度検知手段）と、加熱ローラ９ａ及び加圧ローラ９ｃを定着方向、及び逆転方向に駆動するローラ駆動部２７（駆動手段）と、を備え、加熱ローラ９ａが備えたヒータの点灯又は非点灯、及びローラ駆動部２７の回転方向を制御する制御ステップを実行し、制御ステップ（ステップＳ１７）は、加熱ローラ９ａの定着温度を基準値になるように制御し、加熱開始から所定時間経過後に定着温度が基準値に達していない場合に、ローラ駆動部２７の回転方向を逆転方向に切り替えることを特徴とする。
本態様によれば、制御部２０は、加熱ローラ９ａの定着温度を基準値になるように制御し、加熱開始から所定時間経過後に定着温度が基準値に達していない場合は、サーミスタ１６の異常か或いはサーミスタ１６に異物が堆積している可能性が有ると判断して、ローラ駆動部２７の回転方向を逆転方向に切り替える。
以上の動作により、サーミスタ１６に堆積している異物を、加熱ローラ９ａが逆回転することによる抵抗で異物を除去して画像形成動作を継続することが可能となる。

＜第８態様＞
請求項７に記載された定着装置画像形成方法における各ステップをプロセッサに実行させることを特徴とする。
本態様によれば、各ステップをプロセッサに実行させることができる。このため、サーミスタ１６に堆積している異物を、加熱ローラ９ａが逆回転することによる抵抗で異物を除去して画像形成動作を継続することが可能となる。

１…画像形成装置、２…自動原稿送り装置、３…画像読み取り装置、４…書き込みユニット、５…搬送部、６…感光体、７…現像部、８…搬送ベルト、９…定着部、１６…サーミスタ、２０…制御部、２１…温度検知部、２２…ヒータ制御部、２３ａ…正常時比率データ記憶部、２３ｂ…運転時比率データ記憶部、２４…ＲＯＭ、２５…ＲＡＭ、２６…比較部、２７…ローラ駆動部、２８…表示部

特開２００５－３３８６３４公報

Claims (6)

1. トナー像を担持した記録媒体を、定着方向へ回転又は移動する加熱部材と加圧部材との間に通過させる際に前記トナー像を前記記録媒体に定着させる定着装置であって、
   前記定着装置は、
   前記加熱部材の温度を検知する温度検知手段と、
   前記加熱部材及び前記加圧部材を前記定着方向、及び逆転方向に駆動する駆動手段と、
   前記加熱部材が備えたヒータの点灯又は非点灯、及び前記駆動手段の回転方向を制御する制御手段と、を備え、
   前記制御手段は、前記加熱部材の定着温度を基準値になるように制御し、加熱開始から所定時間経過後に前記定着温度が前記基準値に達していない場合に、前記駆動手段の回転方向を前記逆転方向に切り替え、
   前記制御手段は、前記加熱部材の非点灯時間に対する点灯時間の比率を変化させることにより前記定着温度を制御し、正常時における前記定着温度が前記基準値に達するまでの前記点灯時間の比率データを記憶する正常時比率データ記憶手段と、
   運転動作時における前記定着温度が前記基準値に達するまでの前記点灯時間の比率データを記憶する運転時比率データ記憶手段と、を備え、
   前記制御手段は、前記定着温度が前記基準値に達する時間になったと判断した場合、前記正常時比率データ記憶手段から取得した平均データと、前記運転時比率データ記憶手段から取得した平均データとを比較し、
   前記運転時比率データ記憶手段から取得した平均データが前記正常時比率データ記憶手段から取得した平均データ以下である場合は正常と判断し、
   前記運転時比率データ記憶手段から取得した平均データが前記正常時比率データ記憶手段から取得した平均データよりも高い場合は異常と判断することを特徴とする定着装置。
2. 前記制御手段は、前記正常時比率データ記憶手段から取得した平均データと、前記運転時比率データ記憶手段から取得した平均データとを比較した結果、前記正常時比率データ記憶手段から取得した平均データよりも前記運転時比率データ記憶手段から取得した平均データが高いと判断した場合に、前記温度検知手段に異物が付着していると判断して、前記温度検知手段に異物が付着している旨を報知することを特徴とする請求項１に記載の定着装置。
3. 前記制御手段は、前記温度検知手段に異物が付着していると判断して、前記温度検知手段に異物が付着している旨を報知した後、再度異常が検知された場合に、前記駆動手段の駆動方向を逆方向に切り替えて画像形成装置を停止する旨を報知することを特徴とする請求項２に記載の定着装置。
4. 請求項１乃至３のいずれか一項に記載の定着装置を備えることを特徴とする画像形成装置。
5. トナー像を担持した記録媒体を、定着方向へ回転する加熱部材と加圧部材との間に通過させる際に前記トナー像を前記記録媒体に定着させる定着装置による定着方法であって、
   前記定着装置は、
   前記加熱部材の温度を検知する温度検知手段と、
   前記加熱部材及び前記加圧部材を前記定着方向、及び逆転方向に駆動する駆動手段と、を備え、
   前記加熱部材が備えたヒータの点灯又は非点灯、及び前記駆動手段の回転方向を制御する制御ステップを実行し、
   前記制御ステップは、前記加熱部材の定着温度を基準値になるように制御し、加熱開始から所定時間経過後に前記定着温度が前記基準値に達していない場合に、前記駆動手段の回転方向を前記逆転方向に切り替え、
   前記制御ステップは、前記加熱部材の非点灯時間に対する点灯時間の比率を変化させることにより前記定着温度を制御し、正常時における前記定着温度が前記基準値に達するまでの前記点灯時間の比率データを記憶する正常時比率データ記憶ステップと、
   運転動作時における前記定着温度が前記基準値に達するまでの前記点灯時間の比率データを記憶する運転時比率データ記憶ステップと、を実行し、
   前記制御ステップは、前記定着温度が前記基準値に達する時間になったと判断した場合、前記正常時比率データ記憶ステップから取得した平均データと、前記運転時比率データ記憶ステップから取得した平均データとを比較し、
   前記運転時比率データ記憶ステップから取得した平均データが前記正常時比率データ記憶ステップから取得した平均データ以下である場合は正常と判断し、
   前記運転時比率データ記憶ステップから取得した平均データが前記正常時比率データ記憶ステップから取得した平均データよりも高い場合は異常と判断することを特徴とする定着方法。
6. 請求項５に記載された定着方法における制御ステップをプロセッサに実行させることを特徴とするプログラム。

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