(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
定着ローラと、該定着ローラに圧接する加圧ローラと、前記定着ローラを回転駆動する駆動手段とを備え、現像剤による画像を担持したシートを、回転駆動させた定着ローラ及び加圧ローラにより挟持しながら搬送して前記シート上に画像を定着させる定着装置において、
前記定着ローラを所定回転速度で回転させるべく前記駆動手段を制御する制御手段と、前記定着ローラに付着した未定着の現像剤を除去するクリーニング手段と、前記定着ローラの回転速度を検出することにより前記駆動手段の負荷の変動を検出する検出手段と、該検出手段により前記駆動手段の負荷の増大を検出した場合、前記クリーニング手段の交換時期である旨を報知する報知手段とを備え、
前記制御手段は、シート上に画像を定着させる際、第１回転速度で前記定着ローラを回転させるべく前記駆動手段を制御し、前記検出手段により負荷変動を検出する際、前記第１回転速度より速い第２回転速度で回転させるべく前記駆動手段を制御するようにしてあり、
前記制御手段が前記定着ローラを前記第２回転速度で回転させるべく前記駆動手段を制御した際に、前記定着ローラの回転速度が第２回転速度に到達しないことを検出した場合、前記検出手段は、前記駆動手段の負荷の増大を検出したと判断し、前記報知手段が前記クリーニング手段の交換時期である旨を報知するようにしてあることを特徴とする定着装置。
【請求項２】
前記制御手段は、シート上への画像の定着を行う場合、前記検出手段による負荷変動の検出を実施しないようにしてあることを特徴とする請求項１に記載の定着装置。
【請求項３】
前記定着ローラを加熱する手段を備えることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の定着装置。
【請求項４】
前記クリーニング手段は、前記定着ローラの周面に当接する部材を備えることを特徴とする請求項１から請求項３の何れか１つに記載の定着装置。
【請求項５】
画像データを受付ける手段と、受付けた画像データに基づいて現像剤による画像をシート上に転写する転写手段と、請求項１から請求項４の何れか１つに記載の定着装置とを備え、前記転写手段により転写されたシート上の画像を前記定着装置により定着させて画像形成を行うようにしてあることを特徴とする画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、クリーニングユニットを備えた定着装置及び画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
電子写真方式を採用した画像形成装置では、所望のトナー像を感光体ドラム上に形成し、そのトナー像を用紙上に転写した後、定着装置によって用紙上にトナー像を定着させることを行う。定着装置は、通常、一対の加熱部材を備えている。この一対の加熱部材の代表例として、用紙搬送路を挟んで互いに圧接するように配置される定着ローラ及び加圧ローラが挙げられる。定着ローラ及び加圧ローラは搬送されてくる用紙を挟持し、熱及び圧力を加えることによりトナー像を熱圧着させ、用紙上への画像形成を完成させる。
【０００３】
ところで、このような定着装置では、定着ローラは用紙上に付着したトナーに接触することとなるため、定着処理においてトナーが定着ローラに付着する場合がある。また、定着ローラに付着したトナーは、両者の圧接部位を介して加圧ローラにも付着する場合がある。
【０００４】
そこで、従来では、クリーニングローラを定着ローラに当接させることにより、定着ローラに付着したトナーを取り除く定着装置が提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【特許文献１】特開平５−１１９６６１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
前述した従来の定着装置では、定着処理を行った後に定着ローラに付着したトナーはクリーニングローラによって除去される構成であるが、除去したトナーはクリーニングローラに付着することとなるため、クリーニングローラが一回転したときに両者の当接部位を介して定着ローラにトナーが再付着する。また、定着ローラに付着したトナーの量が増加すると、定着ローラとクリーニングローラとの摩擦力が増大し、定着動作時に用紙詰りなどの問題が生じていた。
【０００６】
本発明は斯かる事情に鑑みてなされたものであり、定着ローラを回転駆動する駆動手段の負荷変動を検出し、その検出結果に基づいて定着ローラのクリーニング状態を検出する構成とすることにより、クリーニングローラの交換時期等を適切に報知することができる定着装置及び該定着装置を備えた画像形成装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明に係る定着装置は、定着ローラと、該定着ローラに圧接する加圧ローラと、前記定着ローラを回転駆動する駆動手段とを備え、現像剤による画像を担持したシートを、回転駆動させた定着ローラ及び加圧ローラにより挟持しながら搬送して前記シート上に画像を定着させる定着装置において、前記定着ローラを所定回転速度で回転させるべく前記駆動手段を制御する制御手段と、前記定着ローラに付着した未定着の現像剤を除去するクリーニング手段と、前記定着ローラの回転速度を検出することにより前記駆動手段の負荷の変動を検出する検出手段と、該検出手段により前記駆動手段の負荷の増大を検出した場合、前記クリーニング手段の交換時期である旨を報知する報知手段とを備え、前記制御手段は、シート上に画像を定着させる際、第１回転速度で前記定着ローラを回転させるべく前記駆動手段を制御し、前記検出手段により負荷変動を検出する際、前記第１回転速度より速い第２回転速度で回転させるべく前記駆動手段を制御するようにしてあり、前記制御手段が前記定着ローラを前記第２回転速度で回転させるべく前記駆動手段を制御した際に、前記定着ローラの回転速度が第２回転速度に到達しないことを検出した場合、前記検出手段は、前記駆動手段の負荷の増大を検出したと判断し、前記報知手段が前記クリーニング手段の交換時期である旨を報知するようにしてあることを特徴とする。
【０００８】
定着ローラに付着した未定着の現像剤の量が多くなると、定着ローラとクリーニングローラとの摩擦力が大きくなるため、定着ローラを回転駆動する駆動手段の負荷が増大する。本発明にあっては、駆動手段の負荷変動を検出することにより、定着ローラのクリーニング状態が検出される。
【００１０】
本発明にあっては、シート上に画像を定着させる際、定着ローラは第１回転速度で回転し、クリーニング状態の検出を行う際、定着ローラは第１回転速度より速い第２回転速度で回転する。
【００１１】
本発明に係る定着装置は、前記制御手段は、シート上への画像の定着を行う場合、前記検出手段による負荷変動の検出を実施しないようにしてあることを特徴とする。
【００１２】
本発明にあっては、通常の画像形成動作が行われている間はクリーニング状態の検出が行われない。
【００１３】
本発明に係る定着装置は、前記定着ローラを加熱する手段を備えることを特徴とする。
【００１４】
本発明にあっては、定着ローラを加熱する手段を備えているため、この定着ローラは、現像剤による画像が転写された面に接することとなり、未定着の現像剤が残留する虞があるローラ表面のクリーニング状態が検出される。
【００１５】
本発明に係る定着装置は、前記クリーニング手段は、前記定着ローラの周面に当接する部材を備えることを特徴とする。
【００１６】
本発明にあっては、クリーニング手段は、定着ローラの周面に当接する部材を備えており、この部材により定着ローラの周面に付着した現像剤が除去される。
【００１８】
本発明にあっては、クリーニング状態の検出結果を報知する手段を備えているため、クリーニング手段の交換時期が報知される。
【００１９】
本発明に係る画像形成装置は、画像データを受付ける手段と、受付けた画像データに基づいて現像剤による画像をシート上に転写する転写手段と、前述した発明の何れか１つに記載の定着装置とを備え、前記転写手段により転写されたシート上の画像を前記定着装置により定着させて画像形成を行うようにしてあることを特徴とする。
【００２０】
本発明にあっては、転写手段により転写されたシート上の画像を前述した何れかの定着装置により定着させて画像形成を行うようにしている。定着装置内の定着ローラ及び加圧ローラ周面のクリーニング状態は良好に保たれ、定着処理での画像劣化が防止される。
【発明の効果】
【００２１】
本発明による場合は、駆動手段の負荷変動を検出することにより、定着ローラのクリーニング状態を検出することができる。すなわち、定着ローラに付着した未定着の現像剤の量が多くなると、定着ローラとクリーニングローラとの摩擦力が大きくなり、定着ローラを回転駆動する駆動手段の負荷が増大することとなるため、負荷変動を検出することにより間接的に定着ローラのクリーニング状態を検出することができる。
【００２２】
本発明による場合は、シート上に画像を定着させる際、定着ローラは第１回転速度で回転し、クリーニング状態の検出を行う際、定着ローラは第１回転速度より速い第２回転速度で回転する。したがって、通常の定着動作時にはトルクの上限値までマージンがある状態で動作させておき、クリーニング状態の検出時には定着ローラの回転速度を上昇させることにより、トルクの上限値までマージンがほとんどない状態にすることができる。このとき、小さな負荷変動でも確実に検出することが可能となり、クリーニング状態の劣化を速やかに検出することができる。
【００２３】
本発明による場合は、通常の画像形成動作が行われている間はクリーニング状態の検出を禁止しているため、定着処理を優先させることができる。
【００２４】
本発明による場合は、定着ローラを加熱する手段を備えているため、この定着ローラは、現像剤による画像が転写された面に接することとなり、未定着の現像剤が残留する虞があるローラ表面のクリーニング状態を検出することができる。
【００２５】
本発明による場合は、クリーニング手段は、定着ローラの周面に当接する部材を備えており、この部材により定着ローラの周面に付着した現像剤を除去することができる。
【００２６】
本発明による場合は、クリーニング状態の検出結果を報知する手段を備えているため、クリーニング手段の交換時期を報知することができる。
【００２７】
本発明による場合は、転写手段により転写されたシート上の画像を前述した何れかの定着装置により定着させて画像形成を行うようにしている。したがって、定着装置内の定着ローラ及び加圧ローラ周面のクリーニング状態は良好に保たれることになり、定着処理での画像劣化を防止することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２８】
以下、本発明をその実施の形態を示す図面に基づいて具体的に説明する。
図１は本実施の形態に係る画像形成装置の内部構成を示す模式的断面図である。本実施の形態に係る画像形成装置は、具体的には、デジタルカラープリンタ、デジタルカラー複写機、デジタルカラー複合機等である。画像形成装置は、ブラック（Ｋ）、シアン（Ｃ）、マゼンタ（Ｍ）、イエロ（Ｙ）の各色を用いて多色画像を形成するために、各色に応じた４種類の潜像を形成する露光ユニット１ａ，１ｂ，１ｃ，１ｄ、各色の潜像を現像する現像器２ａ，２ｂ，２ｃ，２ｄ、現像されたトナー像を担持するための感光体ドラム３ａ，３ｂ，３ｃ，３ｄ、トナー像を転写した後の残留トナーを除去するクリーナユニット４ａ，４ｂ，４ｃ，４ｄ、感光体ドラム３ａ〜３ｄの表面を一様に帯電させる帯電器５ａ，５ｂ，５ｃ，５ｄを備えている。なお、各符号に付したａ、ｂ、ｃ、ｄの記号は、それぞれブラック（Ｋ）、シアン（Ｃ）、マゼンタ（Ｍ）、イエロ（Ｙ）の各色に対応するように記載している。
【００２９】
露光ユニット１ａは、レーザダイオード及び反射ミラーを備えており、他の色成分の露光ユニット１ｂ〜１ｄと共にレーザスキャニングユニット（ＬＳＵ）を構成する。なお、露光ユニット１ａは、ＥＬ（Electro Luminescence）、ＬＥＤ（Light Emitting Diode）等の発光素子をアレイ状に並べた書込みヘッドを用いたものであってもよい。露光ユニット１ａは、入力される画像データに応じて露光することにより、感光体ドラム３ａ上に静電潜像を形成する。現像器２ａは、感光体ドラム３ａ上に形成された静電潜像をブラックのトナーによって顕像化する。感光体ドラム３ａは、画像形成装置の中心部に配置され、その表面に静電潜像又はトナー像を形成して担持する。クリーナユニット４ａは、感光体ドラム３ａ上に残留したトナーの除去および回収を行う。帯電器５ａは、感光体ドラム３ａの表面を所定の電位に均一に帯電させる。帯電器５ａは、感光体ドラム３ａに接触するローラ型やブラシ型の他に、感光体ドラム３ａに接触しないチャージャー型等が用いられる。図１に示した画像形成装置ではチャージャー型帯電器を用いている。
【００３０】
ブラック以外の色に対応した露光ユニット１ｂ〜１ｄ、現像器２ｂ〜２ｄ、感光体ドラム３ｂ〜３ｄ、クリーナユニット４ｂ〜４ｄ、及び帯電器５ｂ〜５ｄの構成についても前述と同様である。
【００３１】
感光体ドラム３ａ〜３ｄの下方には転写搬送ベルトユニット７が配置される。転写搬送ベルトユニット７は、転写ベルト７０、転写ベルト駆動ローラ７１、転写従動ローラ７３、転写ベルトテンションローラ７２，７４、転写ローラ６ａ，６ｂ，６ｃ，６ｄ、及び転写ベルトクリーニングユニット９を備える。これらのローラ６ａ〜６ｄ，７１〜７４は、転写ベルト７０を張架して図１に示した白抜矢符の方向に回転駆動させるものである。
【００３２】
転写ローラ６ａ〜６ｄは、転写搬送ベルトユニット７のハウジングに回転可能に支持されており、直径８〜１０ｍｍの金属軸をベースとし、その表面は、ＥＰＤＭ（Ethylene Propylene Diene Monomer）、発泡ウレタン等の導電性の弾性材によって覆われている。転写ローラ６ａ〜６ｄには、トナーの帯電極性とは逆極性の高電圧が均一的に印加され、感光体ドラム３ａ〜３ｄに形成されたトナー像を、転写ベルト７０又は転写ベルト７０上に吸着されて搬送される記録用紙に転写する。
【００３３】
転写ベルト７０は、厚さ１００μｍ程度のポリカーボネイト、ポリイミド、ポリアミド、ポリフッ化ビニリデン、ポリテトラフルオロエチレン重合体、エチレンテトラルフルオロエチレン重合体等で形成され、感光体ドラム３ａ〜３ｄに接触するように設けられている。この転写ベルト７０上に吸着されて搬送される記録用紙上に、感光体ドラム３ａ〜３ｄにて形成された各色のトナー像を順次転写することによって多色トナー像を形成する。転写ベルトクリーニングユニット９は、転写ベルト７０に残留するトナーを除去および回収する。
【００３４】
以上の構成を有する画像形成装置の動作について次に説明する。画像形成装置に出力用の画像データが入力された場合、入力された画像データに基づいて露光ユニット１ａ〜１ｄが感光体ドラム３ａ〜３ｄ上に静電潜像を書込む。現像器２ａ〜２ｄは各色のトナーを供給することによって感光体ドラム３ａ〜３ｄ上に書込まれた静電潜像を現像する。一方、給紙トレイ１０に蓄積された記録用紙は、ピックアップローラ１０ａによって１枚ずつ取り出された後、用紙搬送路１１を通じて搬送され、レジストローラ１４にて一旦保持される。レジストローラ１４は、図示しないレジスト前検知スイッチの検知信号に基づいて感光体ドラム３ａ〜３ｄ上のトナー像の先端を記録用紙の画像形成領域の先端に合わせるようなタイミングに制御し、記録用紙を感光体ドラム３ａ〜３ｄの回転に合わせて転写ベルト７０へ導く。転写ベルト７０に導かれた記録用紙はその表面にて吸着されて搬送される。
【００３５】
感光体ドラム３ａ〜３ｄから記録用紙へのトナー像の転写は、感光体ドラム３ａ〜３ｄに対向して設けられている転写ローラ６ａ〜６ｄによって行われる。転写ローラ６ａ〜６ｄにはトナーと逆極性を有する高電圧が印加されており、これによって記録用紙にトナー像が転写される。転写ベルト７０によって吸着される記録用紙には、ブラック、シアン、マゼンタ、イエロに対応したトナー像が順次的に重ねられる。
【００３６】
各色のトナー像が転写された記録用紙は、転写搬送ベルトユニット７の後段に設けられた定着ユニット８０へ導かれる。定着ユニット８０は、定着ローラ８１及び加圧ローラ８２を備えている。定着ローラ８１は、温度センサ１２１（図２参照）によって検出された温度検出値に基づいてヒータ８１ｃ，８１ｃ（図２参照）をオン・オフすることにより所定の温度（例えば、１６０〜２００℃）となるように制御されている。定着ローラ８１及び加圧ローラ８２は、トナー像が転写された記録用紙を挟んで回転させ、定着ローラ８１の熱により、記録用紙にトナー像を熱圧着させる。
【００３７】
定着ユニット８０を通過した記録用紙は、装置側面に設けられた排紙トレイ４０上に排出されるか、又は用紙搬送路４１に沿って設置された搬送ローラ４２，４３により装置上方へ搬送され、排紙ローラ４４を通じて排紙トレイ４５上へ排出される。なお、排出先のトレイの選択は、本画像形成装置へ画像データを入力させる際にユーザが設定した条件に依存する。画像形成装置では、画像データが入力されたときに設定されている条件に従って搬送切替えガイド４６を切替え、ユーザが所望する排紙トレイ（４０又は４５）への排出を行う。
【００３８】
図２は定着ユニットの構成を示す模式的断面図である。定着ユニット８０は、用紙Ｐの搬送方向に対して上側に配置されるハウジング８０Ａと、下側に配置されるハウジング８０Ｂとを備えており、それらの内側に定着ローラ８１、加圧ローラ８２、クリーニングローラ８３等を配置している。ハウジング８０Ａ，８０Ｂは、例えば、ＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）、ＰＢＴ（ポリブチレンテレフタレート）等の熱硬化樹脂により形成されており、両者を近接して配置することにより定着ユニット８０の外部へ熱が拡散することを防止している。
【００３９】
定着ローラ８１は、芯金８１ａ及び離型層８１ｂにより形成されており、芯金８１ａの内部に熱源となるヒータ８１ｃ，８１ｃを備えている。芯金８１ａの素材としては、鉄、ステンレス鋼、銅、アルミニウム等の金属又はこれらの合金を採用することができる。芯金８１ａは、例えば、直径４０ｍｍ、肉厚１ｍｍ程度の中空円筒形状に形成されており、その軸長方向の長さは、Ａ４サイズの用紙の縦の長さと略同一の長さを有している。ここで、芯金８１ａの肉厚を１ｍｍ程度に設定しているのは熱容量を低く抑えるためである。
【００４０】
離型層８１ｂの素材としては、ＰＦＡ（テトラフルオロエチレンとペルフルオトアルキルビニルエーテルとの共重合体）、ＰＴＦＥ（ポリテトラフルオロエチレン）等のフッ素樹脂、シリコーンゴム、フッ素ゴム等が用いられる。離型層８１ｂの肉厚は、例えば２５μｍ程度であり、芯金８１ａの周面に形成される。
【００４１】
ヒータ８１ｃは、ハロゲンヒータによって構成されており、後述するヒータ制御回路１２０（図３参照）からの制御によって通電されることにより発光し、赤外線を放射する。定着ローラ８１の内周面（すなわち、芯金８１ａの内周面）は、ヒータ８１ｃ，８１ｃから放射される赤外線により加熱される。また、定着ローラ８１の表面温度を検出するために温度センサ１２１を備えている。温度センサ１２１としては、サーミスタを用いることができ、定着ローラ８１の外周面（すなわち、離型層８１ｂの表面）に接触するように設けられている。なお、温度センサ１２１としては、サーミスタの他、非接触式の赤外線センサを用いることができる。
【００４２】
加圧ローラ８２は、芯金８２ａ、耐熱弾性材層８２ｂ、離型層８２ｃにより構成されている。芯金８２ａ及び離型層８２ｃは、定着ローラ８１に用いられる芯金８１ａ及び離型層８１ｂと同様の材料により形成されている。また、耐熱弾性材層８２ｂの素材としてはシリコーンゴムが使用され、厚さ６ｍｍ程度のシリコーンゴム（ゴム硬度ＪＩＳ−Ａ５０°）が芯金８２ａの周面に形成されている。
【００４３】
クリーニングローラ８３は、直径１５ｍｍ程度の円筒状の芯金８３ａと、定着ローラ８１表面に付着したトナーを除去するクリーニング部材８３ｂとにより構成されている。クリーニング部材８３ｂは、定着ローラ８１の離型層８１ｂよりも離型性が悪い材料（例えば、フェルト等）により形成されている。クリーニングローラ８３は、クリーニング部材８３ｂの外周面と定着ローラ８１の離型層８１ｂとが当接するようにハウジング８０Ａの適宜箇所に設置されている。そのため、定着ローラ８１の表面に付着しているトナーは、定着ローラ８１とクリーニングローラ８３との当接部位においてクリーニングローラ８３側へ移り、定着ローラ８１の表面をクリーニングした状態に保つことができる。
【００４４】
このような構成の定着ユニット８０に、トナーＴが付着した用紙Ｐが搬送されてきた場合、その用紙Ｐは、定着ユニット８０の側面上流側に設けられた用紙搬送ガイド８６Ａ，８６Ｂにより、定着ローラ８１と加圧ローラ８２との圧接部位（定着ニップ）に導かれる。定着ローラ８１及び加圧ローラ８２は、用紙Ｐを挟持しながら用紙搬送路４１の下流側へ搬送することにより熱と圧力とを加え、用紙Ｐ上に付着しているトナーＴをその用紙Ｐ上に定着させる。トナーＴが定着した用紙Ｐは、定着ローラ８１及び加圧ローラ８２の表面の離型性により自然に剥がれるか、又は定着ローラ８１及び加圧ローラ８２の周面に当接させた状態で配置した分離爪８７Ａ，８７Ｂにより剥がされ、用紙搬送路４１の下流側へ搬送される。
【００４５】
図３は画像形成装置の制御系の構成を説明するブロック図である。画像形成装置は、ハードウェア全体を制御するＣＰＵ１０１を備えている。ＣＰＵ１０１にはバス１０２を介してＲＯＭ１０３及びＲＡＭ１０４が接続されている。ＲＯＭ１０３は、半導体メモリにより構成されており、各種ハードウェアを制御するための制御プログラム、制御する際に必要なデータ、テーブル等が予め記憶されている。ＲＡＭ１０４は、揮発性の半導体メモリにより構成されており、ＣＰＵ１０１が前記プログラムを実行して各種ハードウェアの制御を行う際に生成する各種データ、又は外部から入力される各種データが一時的に記憶される。
【００４６】
ＣＰＵ１０１が制御すべき各種ハードウェアは入出力インタフェース１０５を介して接続されている。入出力インタフェース１０５に接続されているハードウェアとしては、操作パネル１１０、通信ＩＦ１１１、ファクシミリモデム１１２、ヒータ制御回路１２０、温度センサ１２１、モータユニット１３０等が挙げられる。
【００４７】
操作パネル１１０は、利用者による操作指示を受付ける操作部１１０ａと、利用者に対して報知すべき情報を表示する表示部１１０ｂとにより構成される。通信ＩＦ１１１は、図に示していないＬＡＮ等のネットワークへ接続するためのインタフェースであり、ネットワーク上のパーソナルコンピュータ等から送信されるプリントジョブを受信して出力用の画像データに展開する。また、ファクシミリモデム１１２は、外部のファクシミリ装置を接続するための回線終端回路を備えており、公衆回線網を介してファクシミリデータを送受信できるようにしている。
【００４８】
ヒータ制御回路１２０は、ヒータ８１ｃ，８１ｃへの通電を行うことにより定着ローラ８１を加熱する制御と、ヒータ８１ｃ，８１ｃへの通電を停止することにより定着ローラ８１を冷却（除熱）する制御とを行う。温度センサ１２１は、定着ローラ８１の表面温度に応じた出力値を出力する。例えば、温度センサ１２１としてサーミスタを用いている場合、ＣＰＵ１０１は、温度センサ１２１の抵抗値を所定のサンプリング周期にて所得した後、ＲＯＭ１０３に予め記憶されている変換テーブルに従って温度のデータに変換し、定着ローラ８１の表面温度の情報を取得する。
【００４９】
モータユニット１３０は、モータコントローラ１３１、モータドライバ１３２、モータ１３３、及びエンコーダ１３４を備えている。モータユニット１３０としては、例えば、シナノケンシ株式会社製の「テイチャクモーター（ＤＲ−６２３６−１６３）」を使用することができる。モータコントローラ１３１は、ＤＳＰ（Digital Signal Processor）を備えており、ＣＰＵ１０１と通信を行い、モータドライバ１３２を介してＰＷＭ制御によりモータ１３３の回転速度、位相制御を行う。モータ１３３は、例えば、ＤＣブラシレスモータであり、図に示していないギア等を介して、少なくとも定着ユニット８０の定着ローラ８１を回転駆動する。エンコーダ１３４は、モータ１３３の回転速度及び位置を検出するセンサであり、検出結果をモータコントローラ１３１へフィードバックする。
【００５０】
本実施の形態では、エンコーダ１３４の出力を基にしてモータ１３３の負荷変動を検出することにより、クリーニングローラ８３による定着ローラ８１のクリーニング状態を検出する。図４はモータ１３３の特性を表すグラフである。横軸はモータ１３３の出力トルク（Ｎ・ｍ）を表し、縦軸はモータ１３３の回転速度（回転／分）又はモータ１３３に流れる電流（アンペア）を表している。「○」及び「●」のシンボルを付したグラフは、回転速度に対する出力トルクの特性を示しており、印加電圧をそれぞれ３４．２Ｖ及び３８Ｖとしている。一方、「◇」及び「◆」のシンボルを付したグラフは、モータ１３３に流れる電流に対する出力トルクの特性を示しており、印加電圧をそれぞれ３４．２Ｖ及び３８Ｖとしている。
【００５１】
定着ローラ８１に付着したトナーの量が多くなると、定着ローラ８１とクリーニングローラ８３との摩擦力が大きくなるため、定着ローラ８１を回転駆動しているモータ１３３にかかる負荷が増大する。負荷の増大は、モータ１３３の回転速度の減少として検出される。すなわち、モータ１３３にかかる負荷が増大したとき、回転速度が減少することになるが、これはエンコーダ１３４により検出され、検出信号がモータコントローラ１３１に入力される。モータコントローラ１３１は、モータドライバ１３２に入力する信号波形とエンコーダ１３４から出力される信号波形とを比較することにより、実際のモータ１３３の回転速度が、設定してある回転速度と相違するか否かを判断し、相違する場合には、回転速度を調整すると共に、入出力インタフェース１０５を通じてエラー信号をＣＰＵ１０１へ送信する。ＣＰＵ１０１は、このエラー信号を受信したか否かにより、モータ１３３の負荷変動が生じたか否かを判断することができる。
【００５２】
本発明では、クリーニングローラ８３によるクリーニング状態を検出する際、モータ１３３の負荷変動を確実に検出するために、以下の制御を行う。
【００５３】
通常の定着動作時は、例えば、印加電圧を３８ｖとし、回転速度２０００回転／分、負荷トルク０．１５Ｎ・ｍでマージンをもって動作させる。定着ローラ８１に付着したトナーの量が多くなり、定着ローラ８１とクリーニングローラ８３との摩擦力が増大した場合、定着ローラ８１を駆動しているモータ１３３の負荷が増大する。例えば、負荷が０．１７Ｎ・ｍとなった場合、クリーニングローラ８３の交換時期として検知するよう、モータ１３３の回転速度を、例えば、３０００回転／分に上昇させる。このとき、モータ１３３は負荷トルク０．１７Ｎ・ｍの時に３０００回転／分で回転させる駆動能力がないので、実際のモータ１３３の回転速度はおよそ２９００回転／分となり、所望の回転速度３０００回転／分を下回る。これをエンコーダ１３４により検出することで、クリーニングローラ８３の交換時期として検出する。
【００５４】
図５は画像形成装置が実行する処理の手順を説明するフローチャートである。まず、画像形成装置のＣＰＵ１０１は、定着ローラ８１のクリーニング状態を検出すべきタイミングであるか否かを判断する（ステップＳ１）。検出すべきタイミングとしては、画像形成装置の電源投入時または休止時などの定着動作が行われていない任意の時点を選択することができる。また、予め定めた時刻に検出を行うこととしておき、その時刻に定着動作が行われている場合には、検出動作を禁止し、定着動作の完了後にクリーニング状態の検出を行うようにしてもよい。なお、検出すべきタイミングの情報は、ＲＯＭ１０３内に格納しておけばよい。
【００５５】
クリーニング状態を検出すべきタイミングでないと判断した場合（Ｓ１：ＮＯ）、ＣＰＵ１０１は待機する。クリーニング状態を検出すべきタイミングであると判断した場合、ＣＰＵ１０１はモータユニット１３０と通信を行い、クリーニング状態検出時の回転速度でモータ１３３を駆動する（ステップＳ２）。本実施の形態では、クリーニング状態検出時のモータ１３３の回転速度を、定着動作時のモータ１３３の回転速度よりも高く設定している。
【００５６】
次いで、ＣＰＵ１０１は、クリーニング状態が良好であるか否かを判断する（ステップＳ３）。負荷変動を検出した場合、モータユニット１３０は、その旨を表すエラー信号（前述した「テイチャクモーター」にあってはロック信号）を出力するので、このエラー信号を受信した場合、ＣＰＵ１０１は、定着ローラ８１のクリーニング状態が良好でないと判断し（Ｓ３：ＮＯ）、クリーニングローラ８３の交換時期である旨を報知する（ステップＳ４）。操作パネル１１０は表示部１１０ｂを備えているため、この表示部１１０ｂに文字情報を表示することにより、クリーニングローラ８３の交換時期である旨を報知することができる。また、画像形成装置は、通信ＩＦ１１１を備えているため、この通信ＩＦ１１１を介して接続されているパーソナルコンピュータ等へクリーニング状態が悪化している旨の情報を通知する構成としてもよい。
【００５７】
ＣＰＵ１０１は、モータユニット１３０からのエラー信号を受信しない場合、クリーニング状態が依然として良好であると判断し（Ｓ３：ＹＥＳ）、本フローチャートによる処理を終了する。
【図面の簡単な説明】
【００５８】
【図１】本実施の形態に係る画像形成装置の内部構成を示す模式的断面図である。
【図２】定着ユニットの構成を示す模式的断面図である。
【図３】画像形成装置の制御系の構成を説明するブロック図である。
【図４】モータの特性を表すグラフである。
【図５】画像形成装置が実行する処理の手順を説明するフローチャートである。
【符号の説明】
【００５９】
１０１  ＣＰＵ
１０３  ＲＯＭ
１０４  ＲＡＭ
１１０  操作パネル  
１１１  通信ＩＦ
１１２  ファクシミリモデム
１３０  モータユニット
１３１  モータエンコーダ
１３２  モータドライバ
１３３  モータ
１３４  エンコーダ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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