(57)【要約】【課題】本発明は、定着装置に異常な温度上昇が生じた場合に、熱による影響を抑止することができる定着装置、画像形成装置及び定着制御方法を提供することを目的とする。【解決手段】定着装置は、定着ベルトを回転させるモータＭを駆動するモータ部１０６ａ、加熱ローラの中央部分に配置した中央部温度検知センサ２７及び端部分に配置した端部温度検知センサ２８からの検知信号に基づいて加熱制御を行う定着部１０６ｂを備えている。定着装置は、中央部温度検知センサ２７及び端部温度検知センサ２８で検知された加熱ローラの表面温度が装置本体の耐熱温度よりも低く設定された回転開始温度以上に上昇した場合に定着ベルトを所定時間回転させるように制御する。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転駆動される回転部材を含む定着用被加熱部材と、前記回転部材を回転させる回転駆動源と、前記定着用被加熱部材を加熱する加熱手段と、前記定着用被加熱部材の表面温度を検知する温度検知手段と、前記温度検知手段からの検知信号に基づいて前記加熱手段及び前記回転駆動源を制御して記録媒体に対して定着処理を行う制御手段とを備え、
前記制御手段は、前記温度検知手段が検知した前記定着用被加熱部材の表面温度が、装置本体の耐熱温度よりも低く設定された回転開始温度以上に上昇したとき、前記回転部材を所定時間回転させるように前記回転駆動源を制御する定着装置。
【請求項２】
請求項１に記載された定着装置であって、
前記温度検知手段は、前記定着用被加熱部材の前記記録媒体に接触しない部分及び／又は前記記録媒体に接触する部分の表面温度を検知する定着装置。
【請求項３】
請求項１又は２に記載された定着装置であって、
装置内部の空気を機外に排気する定着排気ファンを備え、前記制御手段は、前記温度検知手段が検知した前記定着用被加熱部材の表面温度が前記回転開始温度以上に上昇した場合に前記定着排気ファンを所定時間回転させる定着装置。
【請求項４】
請求項１から３のいずれかに記載された定着装置であって、
前記制御手段は、前記温度検知手段が検知した前記定着用被加熱部材の表面温度が前記回転開始温度以上に上昇した場合に前記回転開始温度に到達するまでの所定時間内における温度上昇値が基準値を超えたか否か判定して前記回転部材を回転させる定着装置。
【請求項５】
請求項１から３のいずれかに記載された定着装置であって、
前記制御手段は、前記温度検知手段が検知した前記定着用被加熱部材の表面温度が前記回転開始温度以上に上昇した場合に前記回転開始温度に到達するまでに前記加熱手段の継続加熱時間が基準時間を超えたか否か判定して前記回転部材を回転させる定着装置。
【請求項６】
請求項１から３のいずれかに記載された定着装置であって、
前記制御手段は、前記温度検知手段が検知した前記定着用被加熱部材の表面温度が前記回転開始温度以上に上昇した場合に前記定着用被加熱部材の前記記録媒体に接触しない部分の表面温度及び前記記録媒体に接触する部分の表面温度の温度差が基準値を超えたか否か判定して前記回転部材を回転させる定着装置。
【請求項７】
請求項１から６のいずれかに記載された定着装置であって、
前記制御手段は、給紙ジャムの発生時に前記回転駆動源を制御する定着装置。
【請求項８】
請求項１から７のいずれかに記載された定着装置であって、
前記定着用被加熱部材は、定着ベルトを備えており、前記制御手段は、前記定着ベルトの積算走行距離及び定着処理した記録媒体の積算枚数に基づいて前記回転開始温度を設定する定着装置。
【請求項９】
請求項１から８のいずれかに記載された定着装置を備えた画像形成装置。
【請求項１０】
回転駆動される回転部材を含む定着用被加熱部材を加熱して当該回転部材を回転させながら定着処理を行う画像形成装置における定着制御方法であって、
前記定着用被加熱部材の表面温度を検知して、検知した表面温度が定着装置本体の耐熱温度よりも低く設定された回転開始温度以上に上昇した場合に前記回転部材を所定時間回転させる定着制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、定着装置、定着装置を備えた画像形成装置及び画像形成装置における定着制御方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、複写機、プリンタ、ファクシミリ等の画像形成装置では、用紙等の記録媒体に電子写真方式による画像形成処理が用いられている。電子写真方式による画像形成処理では、感光体の表面に形成した静電潜像にトナーを付着させて現像し、現像化されたトナー像を用紙に転写して加熱によりトナー像を用紙に定着し、画像形成処理が行われる。
この画像形成処理では、トナー像の定着のために主に加熱ローラ及び加圧ローラが用いられている。定着処理は、加熱ローラに対して加圧ローラを対向配置して圧接した状態に設定し、両ローラの間にトナー像が形成された用紙を通過させ、加熱ローラに用紙を圧接させることで行われる。
【０００３】
加熱ローラを用いる定着方式では、加熱ローラを常時定着温度に設定しておく必要があるため、装置の待機状態等においても加熱ローラを加熱するための消費電力が発生することになり、装置の省電力の点で課題となっている。
そのため、装置の待機状態での省電力化を図るために誘導加熱による定着方式が提案されている。誘導加熱による定着方式では、加熱時間及び立ち上がり時間の短縮化が可能となり、その分消費電力を節減することができ、装置の省電力化に寄与することになる。誘導加熱による定着方式では、加熱源により定着ベルトを加熱し、加熱された定着ベルトをトナー像が転写された用紙に圧接して定着処理を行うため、装置の異常等により定着ベルトを停止した状態にすると、定着ベルトが局所的に異常加熱状態となって定着ベルトの破損や変形の原因となるおそれがある。
【０００４】
こうした定着ベルトに関する課題に対応するものとして、特許文献１には、定着装置の回転駆動源が停止中に定着装置の異常等で、定着装置の温度が高温と検知された時には、定着装置の駆動源を強制的にオンさせて定着ベルトを強制回転させることで、定着ベルトの誘導加熱が継続されても回転状態での加熱となり、少なくとも停止状態での誘導加熱の場合の不具合を回避する定着制御装置が記載されている。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上述した特許文献１に記載された定着制御装置では、回転駆動源が停止した状態でインバータ回路の暴走などで高温異常が検出された時に定着装置の回転駆動源を強制的に回転させることで、定着ベルトの破損や変形等を防止している。しかし、回転駆動源を回転したままの状態が継続すると駆動機構や駆動伝達機構の異常状態や損傷が生じるおそれがある。また、装置の部品によっては経年変化により劣化が進んで部品の耐熱温度が低下するようになり、新品の部品の耐熱温度に基づいて所定の異常温度を設定したとしても、部品の耐熱温度の低下により熱による部品の破損等が避けられないといった不具合が生じる問題がある。
そこで、本発明は、定着装置に異常な温度上昇が生じた場合に、熱による影響を抑止することができるようにすることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明に係る定着装置は、回転駆動される回転部材を含む定着用被加熱部材と、前記回転部材を回転させる回転駆動源と、前記定着用被加熱部材を加熱する加熱手段と、前記定着用被加熱部材の表面温度を検知する温度検知手段と、前記温度検知手段からの検知信号に基づいて前記加熱手段及び前記回転駆動源を制御して記録媒体に対して定着処理を行う制御手段とを備え、前記制御手段は、前記温度検知手段が検知した前記定着用被加熱部材の表面温度が、装置本体の耐熱温度よりも低く設定された回転開始温度以上に上昇したとき、前記回転部材を所定時間回転させるように前記回転駆動源を制御する定着装置である。
なお、ここで、装置本体の耐熱温度とは、定着装置の部品が熱の影響を受けて破損、変形等の不可逆的な変化が生じるおそれのある温度である。
耐熱温度まで上昇した異常高温状態では定着装置の故障の原因となるため、本発明では耐熱温度まで上昇しないように定着装置が制御される。
【発明の効果】
【０００７】
本発明は、上記の構成を有することで、定着装置に異常な温度上昇が生じたときに、熱による影響を抑止することができる。すなわち、定着装置が熱の影響を受ける異常高温になる前に定着装置の駆動源を動作させることで、温度上昇による熱の影響を低減して定着装置の部品の破損を防止し、部品の破損による定着画像の劣化を防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】本実施形態に係る定着装置を備えた画像形成装置の概略構成図である。
【図２】定着装置の概略構成に関する側面図である。
【図３】定着装置の概略構成に関する正面図である。
【図４】画像形成装置の制御部に関するブロック構成図である。
【図５】ヒータの加熱制御による定着ベルトの表面温度の推移を示すグラフである。
【図６】ウォーミングアップ時の加熱ローラの中央部及び端部における表面温度の推移を示すグラフである。
【図７】図６に示す例で定着ベルトの回転区間の時間を延長した場合の加熱ローラの中央部及び端部の表面温度の推移を示すグラフである。
【図８】給紙ジャムの発生時の加熱ローラの中央部及び端部の表面温度の推移を示すグラフである。
【図９】図８に示す例で給紙ジャムの発生後にも定着ベルトを回転させた場合の加熱ローラの中央部及び端部の表面温度の推移を示すグラフである。
【図１０】定着装置の耐熱温度と定着処理した用紙の枚数の関係を示すグラフである。
【図１１】定着ベルトの表面温度制御に関する処理フローである。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、本発明の実施形態について図面を用いて説明する。
図１は、本実施形態に係る定着装置を備えた画像形成装置の概略構成図であり、その要部を模式的に示している。
画像形成装置１は、図示のように、複数枚の記録用紙Ｐを収納可能な給紙トレイ４と、その上方に配置された転写ベルト５と、転写ベルト５に沿って配置された複数のカートリッジ（電子写真プロセス部）６Ｋ、６Ｍ、６Ｃ、６Ｙと、それらの上方に配置された露光器１１と、記録用紙Ｐの搬送経路４０中に設けられた定着装置２０等を備えている。ここではカラー成分色をブラック（Ｋ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、イエロー（Ｙ）として、４色分のカートリッジ６Ｋ、６Ｍ、６Ｃ、６Ｙを有し、それぞれ電子写真プロセスによって各成分色のトナー画像を生成する。
【００１０】
給紙トレイ４内には、複数枚の記録用紙Ｐが積載された状態で収納され、画像形成時に、所定方向（図では反時計方向）に回転駆動される給紙ローラ２により、最も上に位置するものから順に搬送経路４０に向かって送り出されて給紙される。また、送り出された記録用紙Ｐは、複数のローラ３、７、１６、２１、２２、１８等により、搬送経路４０に沿って搬送されて装置の外部に排紙される。
【００１１】
転写ベルト５は、カートリッジ６Ｋ、６Ｍ、６Ｃ、６Ｙから転写されたトナー画像を記録用紙Ｐに転写するための中間転写体であるエンドレスベルトであり、回転可能な二次転写駆動ローラ７及び転写ベルトテンションローラ８に巻回されている。二次転写駆動ローラ７はモータ等の駆動源（図示せず）により回転駆動され、従動回転する転写ベルトテンションローラ８と共に、架け渡された転写ベルト５を、上下方向に対向して略水平に延びるように支持している。従って、これら各ローラ７、８及び駆動源が、転写ベルト５を回転移動させる駆動手段を構成し、ローラ７、８間で転写ベルト５を所定方向（図では矢印で示す反時計回り）に循環させて回転駆動する。
【００１２】
カートリッジ６Ｋ、６Ｍ、６Ｃ、６Ｙは、転写ベルト５の上面側に、その回転方向に沿って上流から順に所定間隔で配列されている。カートリッジ６Ｋ、６Ｍ、６Ｃ、６Ｙは、後述するように、感光体ドラムを含む感光体ユニット、トナーが充填されたトナー充填部、現像装置、及びクリーニング系等が一体化された、いわゆるＡＩＯ（All In One）カートリッジであり、それぞれ形成すべき画像の色に応じた異なる色のトナーを収容している。また、ここでは、転写ベルト５の上流側から順に、ブラック（Ｋ）の画像を形成する第１のカートリッジ６Ｋ、マゼンタ（Ｍ）の画像を形成する第２のカートリッジ６Ｍ、シアン（Ｃ）の画像を形成する第３のカートリッジ６Ｃ及び、イエロー（Ｙ）の画像を形成する第４のカートリッジ６Ｙを、転写ベルト５に沿って一列に配置している。
【００１３】
露光器１１は、各カートリッジ６Ｋ、６Ｍ、６Ｃ、６Ｙが形成する画像色に対応する露光であるレーザ光１４Ｋ、１４Ｍ、１４Ｃ、１４Ｙ（図では点線で示す）を、各カートリッジ６Ｋ、６Ｍ、６Ｃ、６Ｙの所定位置にそれぞれ照射するための装置である。従って、露光器１１は、各レーザ光１４Ｋ、１４Ｍ、１４Ｃ、１４Ｙを発生させる複数（ここでは４つ）の光源（図示せず）等を備え、各レーザ光１４Ｋ、１４Ｍ、１４Ｃ、１４Ｙを、下面側から下方向に向かって、各カートリッジ６Ｋ、６Ｍ、６Ｃ、６Ｙの感光体９Ｋ、９Ｍ、９Ｃ、９Ｙに照射して露光させる。
【００１４】
次に、カートリッジ６Ｋ、６Ｍ、６Ｃ、６Ｙについて説明するが、これらは、形成するトナー画像の色が異なるだけで内部構成は共通であり、同様に構成されている。そのため、ここでは、転写ベルト５の回転方向最上流側（図では右側）に位置する第１のカートリッジ６Ｋ（ブラック画像形成部）を例に採って説明し、それ以外の色の画像を形成する他のカートリッジ６Ｍ、６Ｃ、６Ｙの説明は省略する。なお、これらカートリッジ６Ｋ、６Ｍ、６Ｃ、６Ｙの各構成要素については、同じ構成要素には同一の番号を付すとともに、その後に、各カートリッジ６Ｋ、６Ｍ、６Ｃ、６Ｙの形成する色に対応する上記したＫ、Ｍ、Ｃ、Ｙの符号を付して区別する。
【００１５】
第１のカートリッジ６Ｋ（画像形成部）は、転写ベルト５の上側面に対向して設けられた感光体ドラムである感光体９Ｋと、その周囲に配置された帯電器１０Ｋ、現像器１２Ｋ、クリーナーブレード（感光体クリーナー）１３Ｋ等から構成されている。
感光体９Ｋは、画像形成に際し、その外周面が暗中にて帯電器１０Ｋにより一様に帯電された後、上記した露光器１１からのブラック画像に対応したレーザ光１４Ｋにより露光され、外周面（感光面）に静電潜像が形成される。その際、露光器１１は、例えば、主走査方向のライン画像信号に応じてレーザ光１４Ｋの光源の発光を制御することにより、発生させた光を所定周期で走査ビームとして感光体９Ｋの感光面に投射する。同時に、感光体９Ｋを、主走査方向に交わる副走査方向に移動（回転）させる（この副走査方向の制御は、感光体９Ｋを回転させる図示しないモータの制御により行う）等して、走査ビームによる２次元画像の走査露光を行う。
【００１６】
現像器１２Ｋは、この感光体９Ｋの静電潜像を現像してブラックのトナーにより可視像化し、感光体９Ｋ上にブラックのトナー画像を形成する。その後、このトナー画像は、感光体９Ｋ及び転写ベルト５が接する位置（一次転写位置）で、転写ベルト５を挟んで感光体９Ｋと対向して配置された一次転写ローラ１５Ｋの働きにより転写ベルト５上に転写される。これにより、転写ベルト５上にブラックのトナーによる単色画像が形成される。一方、トナー画像の転写が終了した感光体９Ｋは、外周面に残留した不要なトナーがクリーナーブレード１３Ｋにより払拭されてクリーニングされ、次の画像形成に備えて待機する。
【００１７】
以上のプロセスを経て、第１のカートリッジ６Ｋによりブラックのトナー画像が転写された転写ベルト５は、二次転写駆動ローラ７の回転により回転駆動され、そのトナー画像が形成された部分（面）が回転方向下流側に位置する次の第２のカートリッジ６Ｍに移動し、その下側位置までトナー画像を搬送する。この第２のカートリッジ６Ｍでは、第１のカートリッジ６Ｋでの画像形成プロセスと同様のプロセスにより、感光体９Ｍ上にマゼンタのトナー画像が形成され、このトナー画像を転写ベルト５上に形成されたブラックのトナー画像に重ねて転写する。
【００１８】
続いて、転写ベルト５は、さらに下流側に位置する第３のカートリッジ６Ｃ、第４のカートリッジ６Ｙに順に移動し、これまでと同様のプロセスや動作により、感光体９Ｃ上に形成されたシアンのトナー画像と、感光体９Ｙ上に形成されたイエローのトナー画像が、転写ベルト５上のトナー画像に重畳して順次転写される。このようにして、転写ベルト５上に複数色のトナー画像が重ねて転写されて、フルカラーの重ね画像（カラー画像）が形成された後、転写ベルト５のカラーのトナー画像の形成部は、その回転に伴い二次転写ローラ１６の位置まで移動する。
【００１９】
ここで、画像形成に際し、ブラックのみの画像を形成するときには、第２〜第４のカートリッジ６Ｍ、６Ｃ、６Ｙは作動させず、それぞれ対応する一次転写ローラ１５Ｍ、１５Ｃ、１５Ｙを各感光体９Ｍ、９Ｃ、９Ｙから離間した位置に退避させ、第１のカートリッジ６Ｋによるブラックの画像形成プロセスのみを実行させる。
【００２０】
また、以上の転写ベルト５の移動（回転）に同期して、記録用紙Ｐの搬送経路４０に沿う搬送動作も開始される。その際、まず、給紙トレイ４に収納された記録用紙Ｐは、給紙ローラ２の回転により最上位置のものから順に送り出され、レジストローラ３の位置にて、二次転写ローラ１６の手前側（搬送方向上流側）で待機する。このレジストローラ３の回転駆動の開始は、上記した転写ベルト５の移動により搬送されるトナー画像と記録用紙Ｐの位置が、二次転写ローラ１６上（対向する二次転写駆動ローラ７との間）で重なり合うようなタイミングで行われ、レジストローラ３を駆動手段（図示せず）により反時計方向に回転駆動して、記録用紙Ｐが送り出される。
【００２１】
このレジストローラ３にて送り出された記録用紙Ｐは、二次転写ローラ１６により転写ベルト５上のトナー画像が転写されつつ、その移動に伴い搬送経路４０の下流側に向かって搬送される。続いて、記録用紙Ｐは、定着装置２０の一対の回転体である定着ローラ２１と加圧ローラ２２との間に形成されるニップ部を通過して加熱及び加圧され、トナー画像が熱と圧力により加熱定着される。その後、記録用紙Ｐは、駆動手段（図示せず）により所定方向（ここでは時計方向）に回転駆動される排紙ローラ１８により、画像形成装置１の外部（ここでは上部）に排紙される。
【００２２】
一方、記録用紙Ｐに対して両面印刷を行う場合には、記録用紙Ｐが排紙ローラ１８を通過する手前で、排紙ローラ１８を逆方向（ここでは反時計方向）に回転駆動し、記録用紙Ｐを両面搬送経路４１に送り出す。この両面搬送経路４１において、記録用紙Ｐは、回転する両面ローラ１９を経由して、再びレジストローラ３まで搬送される。レジストローラ３に到達した記録用紙Ｐは、再びレジストローラ３により搬送経路４０に沿って給紙され、二次転写ローラ１６により、先に画像が形成された面と逆側の面に転写ベルト５からトナー画像が転写される。その後、記録用紙Ｐは、上記と同様に定着装置２０により新たなトナー画像が加熱定着されて、排紙ローラ１８により画像形成装置１の外部に排紙される。
【００２３】
図２は、定着装置２０の概略構成に関する側面図であり、図３は、その正面図である。定着装置２０は、定着ローラ２１、加圧ローラ２２、加熱ローラ２３及びテンションローラ２４の４つのローラを備えている。定着装置２０の回転駆動源であるモータ（図示せず）を回転駆動させることにより、加熱ローラ２３と定着ローラ２１との間に架け渡されている定着ベルト２５が反時計回りに回動し、定着ローラ２１と加圧ローラ２２との間のニップ部に記録用紙Ｐが通過して定着装置２０から排出される。
【００２４】
加熱ローラ２３の内部には軸方向にヒータ２６が配置されている。ヒータ２６は、定着処理時にオンすることで加熱ローラ２３の表面温度を所望の温度まで昇温させることができる。定着ベルト２５では、記録用紙Ｐの通紙領域は非通紙領域よりも多くの熱量を必要とするため、定着ベルト２５の通紙領域に対応する加熱ローラ２３の中央部分の発熱量が多くなるようにコイルの巻き数を調整している。
【００２５】
加熱ローラ２３の周囲には、軸方向の中央部分に中央部温度検知センサ２７が配置されるとともに端部分に端部温度検知センサ２８が配置されている。いずれの温度検知センサも加熱ローラ２３の周囲に巻回された定着ベルト２５に接触するように設置されている。加熱ローラ２３の表面温度は、中央部温度検知センサ２７及び端部温度検知センサ２８により測定され、中央部温度検知センサ２７については、定着ベルト２５の通紙領域に配置されており、記録用紙Ｐの通過に伴う表面温度の低下を検知することができる。
そのため、後述する制御部１００は、中央部温度検知センサ２７からの検知信号に基づいて所定温度より低下した場合に、加熱ローラ２３の内部に配置されているヒータ２６をオンして加熱制御して加熱ローラ２３を昇温させる。
一方の端部に配置された端部温度検知センサ２８は、定着ベルト２５の非通紙領域に配置されて異常温度の検知等に利用される。
【００２６】
定着ローラ２１が停止する待機状態では、加熱ローラ２３の中央部分の発熱量が端部分に比べて多くなるように設定されているため、通紙領域に配置されている中央部温度検知センサ２７で検知される温度は、非通紙領域に配置されている端部温度検知センサ２８で検知される温度よりも高くなる。また、定着ローラ２１及び加圧ローラ２２の接触部分であるニップ部はヒータ２６から離れているため、待機状態等の定着ローラが停止した場合には、ニップ部の温度は中央部温度検知センサ２７により検知される温度と温度差が生じる。
【００２７】
一方、定着処理時では、加熱ローラ２３の中央部分は記録用紙により熱を奪われ、端部分は記録用紙により直接熱を奪われることはないため、中央部温度検知センサ２７により検知される温度は端部温度検知センサ２８より検知される温度よりも低くなる。
以上説明した例では、加熱ローラ２３及び定着ベルト２５が定着用被加熱部材に相当し、ヒータ２６が加熱手段に相当する。そして、中央部温度検知センサ２７及び端部温度検知センサ２８が温度検知手段に相当し、サーミスタ等のセンサが使用される。
【００２８】
図４は、画像形成装置の制御部に関するブロック構成図である。制御部１００は、装置に付属する操作パネル２０１からの操作入力信号及び外部の情報処理装置２００からの送信信号に基づいて装置全体を制御する。
制御部１００は、中央処理演算装置（以下、ＣＰＵと略す）１０１、ＣＰＵ１０１の制御プログラムを格納しているＲＯＭ１０２、ＣＰＵ１０１が制御プログラムを実行するのに必要なワークメモリＲＡＭ１０３を中心にして構成されている。
【００２９】
入出力インターフェース（Ｉ／Ｆ）１０４は、ＣＰＵ１０１と操作パネル２０１及びパーソナルコンピュータ等の外部の情報処理装置２００との間でデータの送受信処理を行うとともに、情報処理装置２００から送信される画像データを露光制御部１０５に送信する。
露光制御部１０５は、露光器１１を制御してレーザ光を発生する。
機構制御部１０６は、ＣＰＵ１０１に制御されて画像形成処理を行う機構群を制御し、モータ部１０６ａ、定着部１０６ｂ、クリーナ部１０６ｃ、帯電部１０６ｄ、転写部１０６ｅ、現像部１０６ｆ等を制御する信号の入出力を行う。モータ部１０６ａは、モータ駆動指示信号Ｓ１及びモータ回転速度指示信号Ｓ２をモータ制御部１０７に出力する。
【００３０】
モータ制御部１０７は、給紙ローラ２及び定着装置２０を駆動する回転駆動源であるモータＭを制御するように接続されており、モータ部１０６ａから入力されるモータ駆動指示信号Ｓ１に基づいて駆動信号Ｓ３を出力してモータＭを動作させ、モータ回転速度指示信号Ｓ２よりモータＭの回転速度を決定する。
【００３１】
定着部１０６ｂは、中央部温度検知センサ２７及び端部温度検知センサ２８からの検知信号に基づいて、検知温度が目標温度より低下する場合にヒータ２６の加熱時間を決定して加熱制御を行う。また、割り込み制御部１０８において割り込み処理（ゼロクロス割込み（ハード割込み））が開始された場合にヒータ２６を加熱制御する。
また、図示していないが、定着部１０６ｂでは、定着排気ファンの制御も行う。
【００３２】
定着排気ファンは、定着装置２０の内部の空気を機外に排気して内部の熱を外部に逃がし、内部の温度を低下させる。定着排気ファンの回転制御は、中央部温度検知センサ２７又は端部温度検知センサ２８の検知温度に基づいて行えばよく、中央部温度検知センサ２７の検知温度が端部温度検知センサ２８に比べて高くなる傾向にあることから、中央部温度検知センサ２７の検知温度に基づいて定着排気ファンの回転制御を行うことが好ましい。
この例では、制御部１００が定着装置の制御手段に相当し、具体的には、ＣＰＵ１０１、機構制御部１０６のモータ部１０６ａ及び定着部１０６ｂ並びにモータ制御部１０７が制御手段として機能する。
【００３３】
図５は、ヒータの加熱制御による定着ベルト２５の表面温度Ｔの推移を示すグラフである。画像形成装置の定着制御では、装置の待機状態及び画像形成処理中において定着装置２０で必要となる温度（目標温度）Ｔｒを実験等により予め決めておき、定着装置２０内に配置した温度検知センサからの検知信号に基づいて目標温度を保持するようにヒータ２６の加熱制御を行うことが一般的である。
【００３４】
ヒータ２６が内蔵されている加熱ローラ２３の表面はシリコンゴム等からなる部材で覆われており、定着ベルト２５にヒータ２６の発熱が伝導するまでに時間がかかる。そのため、図５に示すように、定着ベルト２５の表面温度Ｔが目標温度Ｔｒより低下した場合に、ヒータ２６の加熱開始から定着ベルト２５の表面温度が上昇に転じるまでに一定時間（ｔｓ）かかることになる。
したがって、画像形成処理時等において定着装置２０に用紙が通過することで、ニップ部の定着温度が低下することが予測できる場合は、用紙の通過する前にヒータ２６を加熱状態としておくことで、ニップ部の定着温度の低下による不具合を防止している。
【００３５】
上述したように、定着制御処理では、待機装置の待機状態及び画像形成処理中に予め決められた目標温度に保持されるようにヒータ２６を加熱制御するが、温度検知センサ２７、２８や回路基板等の異常発生によりヒータ２６が加熱状態のままとなる場合がある。こうした異常時では、定着装置２０の部品が熱の影響を受けて発煙、発火等のトラブルが発生しないように、部品に破損、変形等の不可逆的な変化が生じるおそれのある耐熱温度になった場合に、ヒータ２６の電源供給を停止してヒータの加熱を停止状態とするのが一般的である。
【００３６】
しかしながら、耐熱温度に上昇したことを温度検知センサ２７、２８により検知してヒータ２６の加熱をすぐ停止したとしても、図５で説明したように、ヒータ２６の発熱が温度検知センサ２７、２８まで伝導するのに時間がかかるため、定着ベルト２５の表面温度Ｔは加熱停止時の温度からさらに温度上昇が継続して耐熱温度を超えてしまい、定着装置２０の熱によるトラブルを回避することができなくなる。
【００３７】
図６は、ウォーミングアップ時の加熱ローラの中央部及び端部における表面温度の推移を示すグラフである。中央部の表面温度の推移を実線で示し、端部の表面温度を点線で示している。ウォーミングアップ中には、定着装置２０に用紙が搬送されることはないが、定着ベルト２５は、色あわせ処理などの関連で所定時間回転させ、処理が終了した時点で回転を停止する。この場合、定着ベルト２５の回転区間では、待機状態等の定着ベルト２５の非回転区間に比べて温度上昇が緩やかなになる。ヒータ２６が加熱状態の間、余分な熱量を機外に排出するために、定着排気ファンも回転状態となるように制御される。
【００３８】
しかしながら、ウォーミングアップ終了後、定着ベルト２５の回転を停止すると、異常時と同様にヒータ２６の加熱を停止しても温度上昇が継続して耐熱温度を超えてしまうおそれがある。また、異常時において耐熱温度まで上昇したことを検知して定着ベルト２５を回転させ、温度上昇を抑える制御を行う場合でも、耐熱温度より低下した時点で定着ベルト２５の回転を停止すると、ヒータ加熱の余熱により再び温度上昇が生じて耐熱温度を超えてしまうおそれがある。
【００３９】
このような異常時及びウォーミングアップの際の耐熱温度を超えるような温度上昇は、耐熱温度より低い所定温度に上昇した際に、ヒータ２６が既に一定時間以上継続して加熱状態にあること、又は、一定時間の間の温度上昇値が所定値以上であったことにより耐熱温度を超える高温状態になることが予測できる。
そのため、定着ベルト２５の回転開始温度を耐熱温度よりも低く設定して、設定した回転開始温度に上昇した時点でヒータ２６の加熱を停止して定着ベルト２５の回転を開始するように制御することで、温度上昇を抑えて耐熱温度を超える温度上昇を防止することができる。
【００４０】
また、図６に示すように、定着ベルト２５の回転が停止されても温度上昇が継続している場合、加熱ローラ２３の中央部及び端部における表面温度の差が大きくなる。定着ベルト２５が回転した状態では、発熱量の多い加熱ローラ２３の中央部から端部へ熱の伝導が促進されるため、中央部と端部との間の温度差は小さくなる。しかし、定着ベルト２５の回転が停止した状態では、中央部から端部への熱の伝導が小さくなるため、中央部と端部との間の温度差が大きくなる。
そのため、中央部と端部との間の温度差が一定値以上となった場合に異常状態と判定してヒータ２６の加熱を停止するとともに定着ベルト２５を回転させるようにする。
【００４１】
図７は、図６に示す例で定着ベルト２５の回転区間の時間を延長した場合の加熱ローラ２３の中央部及び端部の表面温度の推移を示すグラフである。中央部の表面温度の推移を実線で示し、端部の表面温度を点線で示している。
ヒータ２６の加熱状態で定着ベルト２５を回転させて温度上昇を抑え、耐熱温度よりも低く設定された回転開始温度以上に上昇したときに定着ベルト２５の回転時間を延長すると、回転停止時と比べ温度上昇が抑えられる。また、定着排気ファンの回転時間も延長するように制御することで、さらに温度上昇を抑えることができる。こうして温度上昇を抑えることで、耐熱温度を超えるような温度上昇を生じないように制御して、定着装置２０への熱の影響を抑止することができる。
【００４２】
図８は、給紙ジャムの発生時の加熱ローラ２３の中央部及び端部の表面温度の推移を示すグラフである。中央部の表面温度の推移を実線で示し、端部の表面温度を点線で示している。
この例では、給紙ジャムが発生した際に定着ベルト２５を回転するモータを停止するように制御される。
スリープモード等の省電力設定時に画像形成処理を行う指示があった場合、装置の動作設定等のイニシャル処理及び色ずれ、濃度調整等のウォーミングアップ処理を実施した後、画像形成処理を実行するように制御される。画像形成処理では、定着装置に用紙が通過するため定着ベルト２５の表面温度が低下することから、加熱ローラ２３から定着ベルト２５への熱伝導にかかる時間を考慮して用紙の通過前から早めにヒータ２６を加熱するように定着制御が行われることが多い。
【００４３】
そのため、給紙トレイ４の用紙セット不良等により給紙ジャムが生じると、定着装置２０において用紙の通過のない状態でヒータ２６が加熱されて表面温度の上昇が通常よりも急激になる。
図８では、用紙の通過前に予めヒータ２６の加熱及び定着ベルト２５の回転が行われ、給紙ジャムの発生時にヒータ２６の加熱及び定着ベルト２５の回転が停止されように定着制御が行われている。この場合、定着ベルトの回転停止後にヒータ２６の加熱による余熱で温度上昇が継続し、定着ベルト２５の表面温度が耐熱温度まで上昇するようになっている。
したがって、給紙ジャム時において定着装置２０に熱の影響によるトラブルの発生するおそれがある。
【００４４】
図９は、図８に示す例で給紙ジャムの発生後にも定着ベルト２５を回転させた場合の加熱ローラ２３の中央部及び端部の表面温度の推移を示すグラフである。給紙ジャムの発生後も定着ベルト２５の回転を継続するように制御することで、温度上昇を抑えることができ、耐熱温度を超えるような温度上昇を防止することができる。また、定着ベルト２５の回転とともに定着排気ファンも回転させることにより、熱量を機外に排出して、さらに温度上昇を抑えられる。
したがって、給紙ジャムの発生時における定着装置２０での熱の影響を避けるためには、ウォーミングアップ時と同様に、耐熱温度よりも低く設定された回転開始温度以上に温度上昇が検知された場合には、定着ベルト２５及び定着排気ファンの回転を継続させて温度上昇を抑えて耐熱温度を超えることのないように定着制御を行う。
【００４５】
図１０は、定着装置２０の耐熱温度と定着処理した用紙の枚数の関係を示すグラフである。定着装置２０が新品の場合は、定着装置２０内の温度が高温であっても、部品の故障、定着ベルト２５の融解及び変形は確認されないが、定着処理枚数が増加すると部品や定着ベルト２５の劣化が進み、耐熱温度が低下してくる。このため、定着処理枚数に応じて低下する耐熱温度に合わせて、ヒータ２６の加熱制御及び定着ベルト２５の回転制御を行う必要がある。定着処理枚数と同様に、定着ベルト２５の走行距離が増加すると耐熱温度は低下するようになるため、定着ベルト２５の走行距離に応じて定着制御を行う必要がある。
【００４６】
図１１は、定着ベルト２５の表面温度制御に関する処理フローである。まず、ステップＳ１１０１では、定着ベルト２５の積算走行距離に応じた定着ベルト２５の回転開始温度を決定する。定着ベルト２５の積算走行距離は、定着ベルト２５が回転動作を行う毎に１回転当りの走行距離に回転数をかけた値を算出し、その値を積算して記憶しておく。また、定着ベルト２５の回転開始温度は、走行距離に対応して予め設定された温度データをテーブル化しておき、記憶された積算走行距離に対応する温度データを読み出して定着ベルト２５の回転開始温度を決定する。
【００４７】
次に、ステップＳ１１０２では、定着処理した用紙の積算枚数に応じた定着ベルト２５の回転開始温度を決定する。定着処理した用紙の積算枚数は、画像形成処理した用紙の積算枚数となるため、画像形成処理が行われる毎にカウントして積算枚数を記憶しておく。定着ベルト２５の回転開始温度は、積算枚数に対応して予め設定された温度データをテーブル化しておき、記憶された積算枚数に対応する温度データを読み出して定着ベルト２５の回転開始温度を決定する。
【００４８】
次に、ステップＳ１１０３では、ステップＳ１１０１及びＳ１１０２において決定された回転開始温度のうち低い温度と温度検知センサで検知された温度とを比較して、検知温度が回転開始温度以上かチェックする。上述した例では、中央部温度検知センサ２７及び端部温度検知センサ２８が加熱ローラ２３の周囲に配置されており、いずれの温度検知センサ２７、２８の検知データを用いることができる。例えば、端部温度検知センサ２８の方が用紙通過の影響を受けにくく異常温度の検知には好ましく、定着排気ファンの回転駆動には中央部温度検知センサ２７の検知データを用いた方がよい。
【００４９】
ステップＳ１１０３において、検知温度が回転開始温度未満の場合は（Ｓ１１０３、ＮＯ）、回転開始温度以上になるまで待ち状態となる。検知温度が回転開始温度以上となった場合は（Ｓ１１０３、ＹＥＳ）、ステップＳ１１０４に進み、定着ベルトの回転時間と定着排気ファンの回転時間を決定する。回転時間は、温度上昇及び回転開始温度に至るまでの温度推移により決定する。例えば、回転開始温度に到達するまでの間のヒータ２６の継続加熱時間、回転開始温度に到達するまでの所定時間内における温度上昇値、中央部温度検知センサ２７及び端部温度検知センサ２８の検知温度の差、といったパラメータに基づいて決定することができる。
【００５０】
なお、この例では、検知温度が回転開始温度以上となったことで定着ベルト２５の回転を開始するようにしているが、さらに回転開始温度に到達するまでの温度推移やヒータ２６の加熱制御を加味して回転を開始するか否か判定してもよい。例えば、回転開始温度以上であることが検知された場合に回転開始温度に到達するまでの所定時間内の温度上昇値が基準値を超えていると判定されたときに定着ベルト２５の回転を開始するように制御することもできる。また、回転開始温度以上であることが検知された場合にヒータ２６の継続加熱時間が基準時間を超えていると判定されたときに定着ベルト２５の回転を開始するように制御することもできる。また、回転開始温度以上であることが検知された場合に中央部温度検知センサ２７及び端部温度検知センサ２８の検知温度の差が基準値を超えていると判定されたときに回転を開始するように制御することもできる。
【００５１】
次に、ステップＳ１１０５では、定着ベルト２５の回転指示を行い、定着装置２０の回転駆動源であるモータを回転駆動する。ステップＳ１１０６では、定着排気ファンの回転指示を行い、定着排気ファンのモータを回転駆動する。定着ベルト２５を回転させることで表面温度の温度上昇を抑え、定着排気ファンを回転させることで余分な熱量を機外に排出する。
【００５２】
次に、ステップＳ１１０７では、定着ベルト２５の表面温度が回転開始温度以下になったかチェックする。回転開始温度以下となっていない場合には（Ｓ１１０７、ＮＯ）、ステップＳ１１０８に進み、定着ベルト２５の回転後決定された回転時間を経過したかチェックする。回転時間が経過していない場合には（Ｓ１１０８、ＮＯ）、ステップＳ１１０７に戻る。回転時間が経過している場合には（Ｓ１１０８、ＹＥＳ）、ステップＳ１１０４に戻り、再び回転時間を決定して再度定着ベルト及び定着排気ファンの回転制御を行う。
ステップＳ１１０７で回転開始温度以下となった場合には（Ｓ１１０７、ＹＥＳ）、ステップＳ１１０９に進み、定着ベルト及び定着排気ファンの回転を停止し、処理を終了する。
【符号の説明】
【００５３】
１・・・画像形成装置、２・・・給紙ローラ、３・・・レジストローラ、４・・・給紙トレイ、５・・・転写ベルト、６Ｋ、６Ｍ、６Ｃ、６Ｙ・・・カートリッジ、７・・・二次転写駆動ローラ、８・・・転写ベルトテンションローラ、９Ｋ、９Ｍ、９Ｃ、９Ｙ・・・感光体、１０Ｋ、１０Ｍ、１０Ｃ、１０Ｙ・・・帯電器、１１・・・露光器、１２Ｋ、１２Ｍ、１２Ｃ、１２Ｙ・・・現像器、１３Ｋ、１３Ｍ、１３Ｃ、１３Ｙ・・・クリーナーブレード、１４Ｋ、１４Ｍ、１４Ｃ、１４Ｙ・・・レーザ光、１５Ｋ、１５Ｍ、１５Ｃ、１５Ｙ・・・一次転写ローラ、１６・・・二次転写ローラ、１８・・・排紙ローラ、１９・・・両面ローラ、２０・・・定着装置、２１・・・定着ローラ、２２・・・加圧ローラ、２３・・・加熱ローラ、２４・・・テンションローラ、２５・・・定着ベルト、２６・・・ヒータ、２７・・・中央部温度検知センサ、２８・・・端部温度検知センサ、１００・・・制御部、Ｐ・・・記録用紙。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００５４】
【特許文献１】特開２００５−７０５１０号公報
【図１】
2013105157.tif 000003
【図２】
2013105157.tif 000004
【図３】
2013105157.tif 000005
【図４】
2013105157.tif 000006
【図５】
2013105157.tif 000007
【図６】
2013105157.tif 000008
【図７】
2013105157.tif 000009
【図８】
2013105157.tif 000010
【図９】
2013105157.tif 000011
【図１０】
2013105157.tif 000012
【図１１】
2013105157.tif 000013