JP2006201400A - 画像形成装置及び定着装置の制御方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 変動幅の大きいヒステリシスを持たせてハロゲンヒータの制御／定着ローラの温度制御を行う際の、定着ローラの過度の温度上昇を防ぐことのできる画像形成装置及び定着装置の制御方法を提供することを目的とする。
【解決手段】 画像形成装置の動作状態が印刷待機中か否かを判断し、（Ｓ３１１）印刷待機中である場合（Ｓ３１１／Ｙｅｓ）には、検出動作時点でのハロゲンヒータ１１２のＯＮ／ＯＦＦ状態をチェックする（Ｓ３１２）。ハロゲンヒータ１１２が点灯している場合には（Ｓ３１３／Ｙｅｓ）、システム制御部１５０に設けられたヒータ連続点灯カウンタの数値を「１」加算する（Ｓ３１４）。このヒータ連続点灯カウンタの値と予め定められた所定値を比較し、連続ヒータ点灯カウンタの値が所定値よりも大きい場合には（Ｓ３１５／Ｙｅｓ）、ハロゲンヒータ１１２をＯＦＦ制御する（Ｓ３１６）。
【選択図】 図７

Description

本発明は、画像形成装置及び定着装置の制御方法に関し、特に、印刷待機時にハロゲンヒータの温度制御を行う画像形成装置及び定着装置の制御方法に関する。

画像形成装置においては、読み取られた画像の出力処理が静電複写プロセスに行われている。静電複写プロセスにより画像の出力処理を行う画像形成装置の構成を図１０に示す。

画像形成装置１００は、原稿台１０１と、読み取り装置１０２と、書き込み装置１０３と、現像装置１０４と、感光体１０５と、定着装置１０６と、排紙ローラ１０７と、排紙トレイ１０８と、給紙トレイ１０９と、給紙ローラ１１０と、から構成される。なお、定着装置１０６は、熱定着を行う定着ローラ１１１と、定着ローラ１１１の加熱、温度制御を行うハロゲンヒータ１１２と、から構成される。

読み取り装置１０２は、原稿台１０１に置かれた原稿の画像データを読み取り、読み取った画像データを、画像信号として書き込み装置１０３に送信する。書き込み装置１０３は、該画像信号に基づいて書き込みレーザを照射し、感光体１０５上に静電潜像を形成する。現像装置１０４は、感光体１０５上の静電潜像を現像し、トナー像を形成する。該トナー像は、給紙トレイ１０９から給紙ローラ１１０により搬送されてきた出力用紙上に転写される。定着装置１０６は、出力用紙上に転写されたトナー像を熱定着する。トナー像の熱定着された出力用紙は、排紙ローラ１０７を介して排紙トレイ１０８上に排紙される。

このような画像形成装置において、近年では、電力エネルギー消費効率、操作性、生産性の向上の観点から、定着ローラ１１１のウォームアップ時間（定着ローラをリロード温度付近にまで上昇させるまでの時間）の短縮が図られている。

定着ローラのウォームアップ時間の短縮は、ゴム厚が薄く熱容量／熱抵抗の小さい定着ローラと、高出力のハロゲンヒータあるいは複数構成のハロゲンヒータと、を定着装置に用いることで実現されている。

上記のような画像形成装置の定着装置においては、定着ローラの熱容量／熱抵抗が小さいため、通紙される用紙のサイズ、厚さ、種類等に応じて定着ローラの温度状態が大きく変動してしまう。具体的には、定着ローラ表面の温度が奪われて急激な温度低下が生じてしまう。通常、定着装置は温度低下を検出した後にハロゲンヒータを調整して温度制御を行うが、このような温度制御ではフィードバック遅延が大きいため、定着ローラ温度の過度の低下やオーバーシュート等の発生により温度変化が大きくなり定着不良が発生するという問題がある。

上記の問題に鑑み、特許文献１では定着ローラの温度制御方法が提案されている。これはサンプリング手段により一定間隔毎に定着ローラの温度を検出し、最新の検出温度と１つ前の検出温度とから変化分を演算し、最新の検出温度と演算された変化分に基づいてデータテーブルを検索し、検索結果に基づいてヒータのＯＮ／ＯＦＦ制御を行うものである。このように制御することにより、定着ローラの温度低下の兆しがあればヒータの温度を高く維持し、温度上昇の兆しがあればヒータの温度を低く維持するので、定着ローラの表面温度の所定値からの高低差及び温度リップルを最小に抑えることが可能となる。

このような定着ローラの温度制御方法において、特に近年では、ヒータのＯＮ／ＯＦＦ切替の頻度を少なくする制御が行われている。具体的には、ヒータのＯＮ時に使用するデータテーブルとヒータのＯＦＦ時に使用するデータテーブルの２種類のデータテーブルを備え、制御にヒステリシスを持たせることでヒータのＯＮ／ＯＦＦ切替の頻度を少なくしている。このような制御を行うことで近年のフリッカー規制やヒータの長寿命化の要請に応えることが可能となる。
特開平７−１７５３６３号公報

しかし、上記のような定着ローラの温度制御方法では、必然的にヒータのＯＮ時間が長くなってしまう。定着ローラの温度制御においてはフィードバック遅延が大きいので、ヒータのＯＮ時間が長くなると定着ローラの必要以上の温度上昇が起きてしまう可能性がある。定着ローラの過度の温度上昇は定着不良や故障の原因となりうる。

本発明は、上記問題点に鑑みて提案されたものであり、変動の大きいヒステリシスを持たせて定着ローラの温度制御を行う際の、定着ローラの過度の温度上昇を防ぐことのできる画像形成装置及び定着装置の制御方法を提供することを目的とする。

請求項１記載の発明は、現像剤の熱定着を行う定着ローラと、前記定着ローラの加熱を行う定着ヒータと、前記定着ヒータの温度を検出する温度検出手段と、前記温度検出手段により検出された前記定着ローラの温度情報と、前記定着ヒータの制御温度情報とから、所定期間単位で前記定着ヒータの駆動制御を決定する管理テーブルと、前記管理テーブルに基づいて、前記所定期間単位で前記定着ヒータの駆動制御及び温度制御を行うヒータ制御手段と、を有する画像形成装置であって、前記ヒータ制御手段は、直前まで前記定着ヒータが点灯していたか否かを検知する検知処理と、前記所定期間単位で前記定着ヒータが連続点灯していた場合の連続点灯数を検出する検出処理と、前記連続点灯数と予め定められた連続点灯限界値とを比較する比較処理と、を前記所定期間毎に実行し、前記画像形成装置が印刷待機中で、かつ、前記比較処理において前記連続点灯数が前記連続点灯限界値を超えたと判断された場合には、前記ヒータ制御手段は前記管理テーブルの制御決定に関わらず前記定着ヒータをオフ制御することを特徴とする画像形成装置である。

請求項２記載の発明は、請求項１記載の発明において、前記ヒータ制御手段は、前記定着ヒータの前記オフ制御を実行した場合には、前記オフ制御を行う直前までの前記定着ヒータに点灯による前記定着ローラの温度変化量を、前記温度検出手段を用いて検出し、前記定着ローラの前記温度変化量が所定の変化量である場合には、前記定着ヒータの前記オフ制御を解除し、前記定着ローラの前記温度変化量が所定の変化量でない場合には、異常発生の旨を外部に報知することを特徴とする。

請求項３記載の発明は、請求項１または２に記載の発明において、前記ヒータ制御手段は、さらに、前記定着ローラが回転制御されているか否かを判断する判断処理を、前記所定期間毎に実行し、前記判断処理において前記定着ローラが回転制御されていると判断された場合には、前記定着ヒータの前記オフ制御を実行しないことを特徴とする。

請求項４記載の発明は、請求項１から３のいずれか１項に記載の発明において、前記ヒータ制御手段は、さらに、前記定着ヒータの制御温度と前記制御温度の所定値とを比較する制御温度比較処理を、前記所定期間毎に実行し、前記制御温度比較処理において前記定着ヒータの制御温度が前記制御温度の所定値を下回っていると判断された場合には、前記定着ヒータの前記オフ制御を実行しないことを特徴とする。

請求項５記載の発明は、請求項１から４のいずれか１項に記載の発明において、前記ヒータ制御手段は、さらに、前記定着ローラの検出温度と前記検出温度の所定値とを比較する検出温度比較処理を、前記所定期間毎に実行し、前記検出温度比較処理において前記定着ローラの検出温度が前記検出温度の所定値を下回っていると判断された場合には、前記定着ヒータの前記オフ制御を実行しないことを特徴とする。

請求項６記載の発明は、請求項１から５のいずれか１項に記載の発明において、前記画像形成装置は、前記管理テーブルを複数有し、前記複数の前記管理テーブルは、前記定着ヒータが制御決定直前までオン制御されていた場合に用いる管理テーブルと、前記定着ヒータが制御決定直前までオフ制御されていた場合に用いる管理テーブルと、を含むことを特徴とする。

請求項７記載の発明は、現像剤の熱定着を行う定着ローラと前記定着ローラの加熱を行う定着ヒータとを備える定着装置と、前記定着ヒータの温度を検出する温度検出手段と、所定期間単位で前記定着ヒータの駆動制御を決定する管理テーブルと、前記管理テーブルに基づいて前記所定期間単位で前記定着ヒータの駆動制御及び温度制御を行うヒータ制御手段と、を有する定着装置の制御方法であって、直前まで前記定着ヒータが点灯していたか否かを検知する第１の工程と、前記所定期間単位で前記定着ヒータが連続点灯していた場合の連続点灯数を検出する第２の工程と、前記連続点灯数と予め定められた連続点灯限界値とを比較する第３の工程と、前記画像形成装置が印刷待機中で、かつ、前記第３の工程において前記連続点灯数が前記連続点灯限界値を超えたと判断された場合には、前記ヒータ制御手段は前記管理テーブルの制御決定に関わらず前記定着ヒータをオフ制御する第４の工程と、を有することを特徴とする定着装置の制御方法である。

請求項８記載の発明は、請求項７記載の発明において、前記第１の工程の前に、前記定着ローラが回転制御されているか否かを判断する判断工程を有し、前記判断工程において前記定着ローラが回転制御されていると判断された場合には、前記定着ヒータを前記オフ制御する前記第４の工程を実行しないことを特徴とする。

請求項９記載の発明は、請求項７または８に記載の発明において、前記第１の工程の前に、前記定着ヒータの制御温度と前記制御温度の所定値とを比較する制御温度比較工程を有し、前記制御温度比較工程において前記定着ヒータの制御温度が前記制御温度の所定値を下回っていると判断された場合には、前記定着ヒータを前記オフ制御する前記第４の工程を実行しないことを特徴とする。

請求項１０記載の発明は、請求項７から９のいずれか１項に記載の発明において、前記第１の工程の前に、前記定着ローラの検出温度と前記検出温度の所定値とを比較する検出温度比較工程を有し、前記検出温度比較工程において前記定着ローラの検出温度が前記検出温度の所定値を下回っていると判断された場合には、前記定着ヒータを前記オフ制御する前記第４の工程を実行しないことを特徴とする。

本発明により、変動の大きいヒステリシスを持たせた定着ローラの温度制御において、印刷待機中に所定回数以上連続して定着ヒータがＯＮ制御される場合には、ヒータ強制ＯＦＦ制御を行うので、ヒータの連続ＯＮ状態にインターバルを置くことができ、定着ローラの必要以上の温度上昇を防ぐことが可能となる。

まず、図１を参照して、本実施形態の画像形成装置の印刷系の構成を説明する。画像形成装置の印刷系は、書き込み装置１０３と、現像装置１０４と、感光体１０５と、帯電ローラ１１９と、定着装置１０６と、転写ローラ１２０と、レジストセンサ１２１と、から構成される。なお、現像装置１０４は、現像剤担持体１１５と、現像剤収容容器１１６と、攪拌アジテータ１１７と、トナーセンサ１１８と、から構成される。また、定着装置１０６は、定着ローラ１１１と、二つのハロゲンヒータ１１２と、から構成される。

帯電ローラ１１９は、感光体１０５を一様に帯電させる。書き込み装置１０３は、入力された画像データに基づいて帯電された感光体１０５上にレーザ光を出力／偏向走査し、感光体１０５上に静電潜像を形成する。現像装置１０４は、感光体１０５上の静電潜像を現像しトナー像を形成する。具体的には、現像剤収容容器１１６に収容されたトナー（現像剤）を現像剤担持体１１５を介して感光体１０５に塗布することで静電潜像を現像する。該トナー像は、転写ローラ１２０により、感光体１０５上から出力用紙上に転写される。定着装置１０６は、二つのハロゲンヒータ１１２により加熱された定着ローラ１１１を用いて、出力用紙上に転写されたトナー像を熱定着する。

なお、現像装置１０４の下部には、現像装置内部のトナー残量を検出するためのトナーセンサ１１８が配置されており、装置内部にトナーが残っている場合には”Ｈ”を、残っていない場合には”Ｌ”をトナー検知信号として出力する。また、レジストセンサ１２１は、出力用紙の先端検知、用紙状態検知を行う。

次に、図２を参照して、本実施形態の画像形成装置の制御系の構成を説明する。画像形成装置の印刷系は、システム制御部１５０と、読み取り制御部１５１と、書き込み制御部１５２と、Ｉ／Ｏ制御部１５３と、から構成される。

システム制御部１５０は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）１６０と、ＲＯＭ（Read Only Memory）１６１と、ＲＡＭ（Random Access Memory）１６２と、不揮発性ＲＡＭ１６３と、から構成され、システム全体のタイミング制御、コマンドの入出力制御、プリンタやＦＡＸ等の各アプリケーションの実行制御、変倍補正やγ補正等の画像データ処理、画像データの記憶蓄積等を行う。

なお、後述するハロゲンヒータの制御処理は、システム制御部１５０のＣＰＵ１６０により実行される。また、後述のヒータ点灯デューティテーブル等の管理テーブルはＲＯＭ１６１に記憶されている。

読み取り制御部１５１は、原稿情報を読み取るためのＣＣＤの動作制御及びタイミング生成を行い、読み取った画像データをデジタル信号としてシステム制御部１５０に送信する。書き込み制御部１５２は、露光のためのレーザ光源とレーザ光の偏向操作を行うポリゴンスキャナの動作制御を行い、システム制御部１５０からの画像データに基づいて書き込み処理を行う。

Ｉ／Ｏ制御部１５３は、トナーセンサ１１８やレジストセンサ１２１等の各種センサ、アクチュエータ、モータ、ソレノイド、クラッチ、高圧電源等への入出力信号の集約部分であり、各信号の出入力や中継、Ａ／Ｄ変換等を行う。なお、定着ローラの温度検知を行うサーミスタも上記の各種センサに含まれる。

次に、図３を参照して、ハロゲンヒータの電源制御部について説明する。ハロゲンヒータ１１２の電源制御部１７０は、ＡＣ電源遮断用のリレー回路と、ＡＣ出力を制御するため特定周期でＯＮ／ＯＦＦ制御を行うトライアック回路等から構成されており、各ハロゲンヒータ１１２は、それぞれの回路により独立した駆動（ＯＮ／ＯＦＦ）が可能な構成となっている。なお、リレー回路、トライアック回路のＯＮ／ＯＦＦ処理は、システム制御部１５０のＣＰＵ１６０によりＩ／Ｏ制御部１５３のポートを介して実行される。

なお、二つあるハロゲンヒータ１１２のうち、一方は定着ローラ１１１の中央部の配光分布が大きい構成となっており、もう一方は定着ローラ１１１の端部の配光分布が大きい構成となっている。

また、定着ローラ１１１の温度検知を行うサーミスタ１７１が、Ｉ／Ｏ制御部１５３に接続されている。サーミスタ１７１は二つあり、１つは定着ローラ１１１の中央部に、もう１つは定着ローラ１１１の端部に設置される。中央部は小サイズ（はがき、ＨＬＴ）の転写紙の搬送に該当するような位置であり、端部は大サイズ（Ａ３）のみ転写紙の搬送に該当するような位置でありローラ軸受部の近傍にあたる。

次に、ソフトスタート処理について、図４を参照して説明する。ハロゲンヒータ１１２の電源投入に際しては非常に大きい電力を消費してしまうので、ハロゲンヒータ１１２の電源投入時にいきなり１００％の出力を出すと電源電圧の変動をもたらし、突入電流の発生による機器の故障やフリッカー（ちらつき）等が発生してしまう。そこで、起動電流を徐々に上げていき、急激な電力の変動を緩和するソフトスタート処理がなされている。

ハロゲンヒータ１１２は交流電源（ＡＣ）であるため、瞬間的な電圧値は常に変化している。そこで、ハロゲンヒータ１１２の電圧値が０Ｖになる瞬間を検出し、半波（０Ｖから０Ｖまでの期間）ごとの出力を変えることでソフトスタート処理を実現している。なお、半波期間全てで出力したときが１００％の出力となる。

次に、本実施形態のハロゲンヒータのＯＮ／ＯＦＦ制御について説明する。ハロゲンヒータ１１２のＯＮ／ＯＦＦ制御（温度制御）の判断は、定着ローラ１１１上のサーミスタ１７１により検出された温度に基づいてシステム制御部１５０のＣＰＵ１６０が行う。

しかし、このような温度制御では、ハロゲンヒータ１１２がＯＮされ、定着ローラ１１１の温度が上昇し、サーミスタ１７１の出力値が変化し、この出力値変化（温度変化）がシステム制御部１５０のＣＰＵ１６０に入力されることで初めて温度変化の検出がなされるので、現在ＯＮされているハロゲンヒータ１１２による温度変動が数十ｍｓから数百ｍｓ後にならないと検出できない。このような温度変動検出の遅延をフィードバック遅延というが、このフィードバック遅延特性のため、ハロゲンヒータ１１２のＯＮ／ＯＦＦ判断は所定間隔毎に行わないと温度リップルが大きくなってしまい好ましくない。

そこで、本実施形態では、所定間隔毎に定着ローラ１１１の温度を検出し、温度検出結果に基づいて、予め設定されている動作テーブルに定められたハロゲンヒータ１１２の動作制御を行う。

なお、以下の説明においては、上記の所定間隔を１秒として説明する。

ハロゲンヒータ１１２のＯＮ／ＯＦＦ制御において、１秒間のうちどの程度の割合で電源をＯＮするのか、といったハロゲンヒータ１１２の制御状態を決める要素、パラメータとしては以下のようなものが考えられる。

要素： 前回制御時の中央検出温度、今の中央検出温度、中央制御温度、
前回制御時の端部検出温度、今の端部検出温度、端部制御温度、
パラメータ例：
（今の中央検出温度 − 前回の中央検出温度）
（中央制御温度 − 今の中央検出温度）
（今の端部検出温度 − 前回の端部検出温度）
（端部制御温度 − 今の端部検出温度）

上記のようなパラメータ例のうち２種類を選びだし、予め設けられた制御テーブルからパラメータ値に基づいて、１秒間のうちハロゲンヒータ１１２をつける時間の割合を決定する。なお、このハロゲンヒータ１１２をつける割合のことをヒータ点灯デューティ（ヒータ点灯間隔）と呼ぶ。表１に、ヒータ点灯デューティテーブルを示す。

表１のヒータ点灯デューディテーブルにおいて、例えば両パラメータとも０℃である場合には、点灯デューティは３０（％）であり、１秒間の３０％においてハロゲンヒータ１１２をＯＮすることになる。この場合、１秒間のうち後半の０．３秒間、すなわち０．７秒から１．０秒までの期間においてハロゲンヒータ１１２をＯＮすることになる。なお、ハロゲンヒータ１１２がＯＦＦからＯＮに切り替える際には前述のソフトスタート処理を行う。

図５は、ハロゲンヒータ１１２の制御状態のタイムチャートを示したものである。図のパーセンテージは、その期間での点灯デューティを示す。なお、ヒータＯＮ時の出力線の傾きはソフトスタート処理を行っていることを示す。

次に、ハロゲンヒータ１１２が２本ある場合の制御について説明する。ヒータ点灯デューティテーブルを用いて２本のヒータを制御する方法は多数存在するが、ここでは２つのテーブルを用いて制御する方法について説明する。

ある時点でのヒータの制御の決定にテーブルを２つ用いるが、用いるテーブルの１つは表２に示すような点灯ヒータ選択用テーブルであり、これにより定着ローラ１１１中央部の配光分布の大きい構成のヒータと端部の配光分布の大きい構成のヒータのうち、どちらをつけるのかの選択する。もう一方のテーブルは表１のようなヒータ点灯デューティテーブルであり、点灯デューティを選択する。なお、２つのテーブルにおいて使用される縦軸／横軸を決定するためのパラメータは、両テーブルで同じものを使用しても良いし、全く違うものを使用しても良い。

次に、図６を参照して、本実施形態のハロゲンヒータの制御方法において、印刷待機時にヒステリシスを持たせる方法について説明する。図６は、ハロゲンヒータの制御にヒステリシスを持たせる際のテーブル選択のフローを示す。

まず、ハロゲンヒータの点灯デューティを決定する際に使用するヒータ点灯デューティテーブルを、ヒータＯＮ時用とヒータＯＦＦ時用の２種類用意する。表３にヒータＯＮ時用のヒータ点灯デューティテーブルを、表４にヒータＯＦＦ時用のヒータ点灯デューティテーブルを示す。

ヒータＯＮ時に使用するテーブルとヒータＯＦＦ時に使用するテーブルとではデータ（点灯デューティ）の持ち方を異ならせている。具体的には、ヒータＯＦＦ時用のテーブルでハロゲンヒータＯＮと判定する条件（表において「１００」の数字の入っている条件）を、ヒータＯＮ時用のテーブルの条件と比較して低い温度を検出したところに設定している。

ハロゲンヒータ制御を行う際には、まず、ハロゲンヒータ１１２の制御温度及び定着ローラ１１１の現在温度を検出する（Ｓ３０１、Ｓ３０２）。次に、検出動作時点でのハロゲンヒータ１１２のＯＮ／ＯＦＦ状態をチェックする（Ｓ３０３）。ハロゲンヒータ１１２がＯＮ状態であれば（Ｓ３０４／Ｙｅｓ）、ヒータＯＮ時に使用するテーブルを使用して点灯デューティを決定し（Ｓ３０５、Ｓ３０７）、ハロゲンヒータ１１２がＯＦＦ状態であれば（Ｓ３０４／Ｎｏ）、ヒータＯＦＦ時に使用するテーブルを使用して点灯デューティを決定する（Ｓ３０６、Ｓ３０７）。

このように制御することにより、印刷待機時のハロゲンヒータ制御にヒステリシスを持たせることができるので、ヒータのＯＮ／ＯＦＦ切替の頻度を少なくすることができ、素子の長寿命を図ることができる。

次に、本実施形態のハロゲンヒータ制御におけるハロゲンヒータの強制ＯＦＦ制御について説明する。

上述のように、本実施形態のハロゲンヒータ制御では、素子の長寿命を図るといった観点から印刷待機時のヒータ制御にヒステリシスを持たせて制御するため、温度リップルが大きくなってしまうことが避けられない。また、ヒータオン時間が延びる方向の制御を行うこととなるので、定着ローラ１１１の制御想定温度以上の温度上昇が起こりうる。この際、フィードバック遅延特性のため、ヒータ点灯制御とサーミスタ検出結果との相互関係が取りにくいので、サーミスタによって温度の必要以上の上昇（過昇）の防止を図ることが困難である。

上述のようなヒステリシスを持たせたハロゲンヒータ制御では、ヒータのＯＮ状態、ＯＦＦ状態がそれぞれ連続して現れる。そこで、本実施形態のハロゲンヒータ制御では、印刷待機中のヒータの連続点灯のみに限定してヒータ強制ＯＦＦ制御を行う。

図７を参照して、本実施形態のヒータ強制ＯＦＦ制御について説明する。図７は、本実施形態のヒータ強制ＯＦＦ制御のフローを示す。

まず、画像形成装置の動作状態が印刷待機中か否かを判断する（Ｓ３１１）。印刷待機中である場合（Ｓ３１１／Ｙｅｓ）には、検出動作時点でのハロゲンヒータ１１２のＯＮ／ＯＦＦ状態をチェックする（Ｓ３１２）。ハロゲンヒータ１１２が点灯している場合には（Ｓ３１３／Ｙｅｓ）、システム制御部１５０に設けられたヒータ連続点灯カウンタの数値を「１」加算する（Ｓ３１４）。

次に、前述のヒータ連続点灯カウンタの値と予め定められた所定値を比較する（Ｓ３１５）。連続ヒータ点灯カウンタの値が所定値よりも大きい場合には（Ｓ３１５／Ｙｅｓ）、ハロゲンヒータ１１２は所定回数連続ＯＮ制御されており温度過昇のおそれがあるので、ハロゲンヒータ１１２をＯＦＦ制御する（Ｓ３１６）。逆に、連続ヒータ点灯カウンタの値が所定値以下の場合には（Ｓ３１５／Ｎｏ）、通常のハロゲンヒータ制御を実行する（Ｓ３１８）。

なお、ハロゲンヒータ１１２のＯＮ／ＯＦＦ状態チェック（Ｓ３１２）においてハロゲンヒータ１１２が点灯していないと判断された場合には（Ｓ３１３／Ｎｏ）、ヒータ連続点灯カウンタの数値を「０」にリセットし、通常のハロゲンヒータ制御を実行する（Ｓ３１８）。

また、画像形成装置の動作状態チェック（Ｓ３１１）において印刷動作中であると判断された場合には（Ｓ３１１／Ｎｏ）、定着ローラ１１１は熱定着動作を行うため温度上昇の危惧がない。よって、通常のハロゲンヒータ制御を実行する（Ｓ３１８）。

このように、印刷待機中に所定回数以上連続してハロゲンヒータ１１２がＯＮ制御される場合に強制的にヒータＯＦＦ制御を実行するよう制御することによって、印刷待機中のヒータの連続ＯＮ状態にインターバルを置くことが可能となり、定着ローラ１１１の必要以上の温度上昇を防ぐことが可能となる。

なお、ヒータ強制ＯＦＦ制御を実行した際には（Ｓ３２１）、そのヒータＯＦＦ期間中にＯＦＦ制御直前までのヒータＯＮ制御による温度変化の検出を行う（Ｓ３２２）。所定の温度上昇が認められれば（Ｓ３２３／Ｙｅｓ）、ヒータＯＦＦ制御を解除して通常のハロゲンヒータ制御を行う（Ｓ３２５）。この際、ヒータ連続点灯カウンタの数値は「０」にリセットする（Ｓ３２４）。他方、所定の温度上昇が認められない場合には（Ｓ３２３／Ｎｏ）、装置に何らかの異常が発生したとして、異常発生の報知等の異常処理を行う（Ｓ３２６）。以上の制御フローを図８に示す。

このように制御することにより、一時的な温度異常が発生しても安全に定着制御を継続させることができるので装置の安全性、ユーザの利便性に資することが可能となる。

なお、本実施形態のヒータ強制ＯＦＦ制御において、画像形成装置の動作状態によっては、ヒータ強制ＯＦＦ制御を行う必要性がない場合がある。

例えば、定着ローラ１１１が回転制御されている場合は定着ローラ１１１の温度上昇カーブがゆるやかになるので、温度過昇までの時間が長く取れる。そのため、フィードバック遅延があっても温度過昇が発生しにくので、ヒータ強制ＯＦＦ制御を行う必要性がない。

また、ハロゲンヒータ制御温度が低めに設定されている場合も、定着ローラ１１１の温度上昇カーブがゆるやかになり温度過昇までの時間が長く取れるので、ヒータ強制ＯＦＦ制御を行う必要性がない。

また、何らかの要因により、定着ローラ１１１の温度が通常の制御温度より低い場合には、早急に制御温度付近に上昇させなくてはならないため、ヒータ連続ＯＮ制御を実行する必要があり、ヒータ強制ＯＦＦ制御を行う必要性がない。

そこで、本実施形態のハロゲンヒータ制御において、上記の３ケースに該当する場合にはヒータ強制ＯＦＦ制御を実行しないように制御しても良い。このように制御することにより、特定の条件を満たす場合にはヒータ強制ＯＦＦ制御を行わないのでハロゲンヒータ制御を精度良く行うことが可能となり、ユーザに資することができる。

なお、上記の制御は図９に示す制御フローを用いることで実現することが可能となる。

まず、画像形成装置の動作状態が印刷待機中か否かを判断する（Ｓ３３１）。印刷待機中である場合（Ｓ３３１／Ｙｅｓ）には、特定条件を満たすか否かのチェックを行う（Ｓ３３２）。なお、ここでいう特定条件とは、「定着ローラが回転中」「ヒータの制御温度が低い」「検出温度が低い」のいずれかである。特定条件を満たす場合には（Ｓ３３２／Ｙｅｓ）、通常のハロゲンヒータ制御を実行する（Ｓ３３９）。

他方、特定条件を満たさない場合には（Ｓ３３２／Ｎｏ）、検出動作時点でのハロゲンヒータ１１２のＯＮ／ＯＦＦ状態をチェックする（Ｓ３３３）。ハロゲンヒータ１１２が点灯している場合には（Ｓ３３４／Ｙｅｓ）、システム制御部１５０に設けられたヒータ連続点灯カウンタの数値を「１」加算する（Ｓ３３５）。

次に、前述のヒータ連続点灯カウンタの値と予め定められた所定値を比較する（Ｓ３３６）。連続ヒータ点灯カウンタの値が所定値よりも大きい場合には（Ｓ３３６／Ｙｅｓ）、ハロゲンヒータ１１２は所定回数連続ＯＮ制御されており温度過昇のおそれがあるので、ハロゲンヒータ１１２をＯＦＦ制御する（Ｓ３３７）。逆に、連続ヒータ点灯カウンタの値が所定値以下の場合には（Ｓ３３６／Ｎｏ）、通常のハロゲンヒータ制御を実行する（Ｓ３３９）。

なお、ハロゲンヒータ１１２のＯＮ／ＯＦＦ状態チェック（Ｓ３３３）においてハロゲンヒータ１１２が点灯していないと判断された場合には（Ｓ３３４／Ｎｏ）、ヒータ連続点灯カウンタの数値を「０」にリセットし、通常のハロゲンヒータ制御を実行する（Ｓ３３９）。

また、画像形成装置の動作状態チェック（Ｓ３３１）において印刷動作中であると判断された場合には（Ｓ３２１／Ｎｏ）、通常のハロゲンヒータ制御を実行する（Ｓ３３９）。

画像形成装置の印刷系の構成を示す図である。 画像形成装置の制御系の構成を示す図である。 ハロゲンヒータの電源制御部を示す図である。 ソフトスタート処理を説明するための図である。 ハロゲンヒータの制御状態のタイムチャートを示した図である。 印刷待機時にヒステリシスを持つハロゲンヒータの制御フローを示す図である。 ヒータ強制ＯＦＦ制御のフローを示す図である。 ヒータ強制ＯＦＦ制御後の制御のフローを示す図である。 ヒータ強制ＯＦＦ制御のフローを示す図である。 画像形成装置の構成を示す図である。

符号の説明

１０６ 定着装置
１１１ 定着ローラ
１１２ ハロゲンヒータ
１５０ システム制御部
１５３ Ｉ／Ｏ制御部
１６０ ＣＰＵ
１７１ サーミスタ

Claims (10)

1. 現像剤の熱定着を行う定着ローラと、
   前記定着ローラの加熱を行う定着ヒータと、
   前記定着ヒータの温度を検出する温度検出手段と、
   前記温度検出手段により検出された前記定着ローラの温度情報と、前記定着ヒータの制御温度情報とから、所定期間単位で前記定着ヒータの駆動制御を決定する管理テーブルと、
   前記管理テーブルに基づいて、前記所定期間単位で前記定着ヒータの駆動制御及び温度制御を行うヒータ制御手段と、を有する画像形成装置であって、
   前記ヒータ制御手段は、
   直前まで前記定着ヒータが点灯していたか否かを検知する検知処理と、
   前記所定期間単位で前記定着ヒータが連続点灯していた場合の連続点灯数を検出する検出処理と、
   前記連続点灯数と予め定められた連続点灯限界値とを比較する比較処理と、を前記所定期間毎に実行し、
   前記画像形成装置が印刷待機中で、かつ、前記比較処理において前記連続点灯数が前記連続点灯限界値を超えたと判断された場合には、前記ヒータ制御手段は前記管理テーブルの制御決定に関わらず前記定着ヒータをオフ制御することを特徴とする画像形成装置。
2. 前記ヒータ制御手段は、
   前記定着ヒータの前記オフ制御を実行した場合には、前記オフ制御を行う直前までの前記定着ヒータに点灯による前記定着ローラの温度変化量を、前記温度検出手段を用いて検出し、
   前記定着ローラの前記温度変化量が所定の変化量である場合には、前記定着ヒータの前記オフ制御を解除し、
   前記定着ローラの前記温度変化量が所定の変化量でない場合には、異常発生の旨を外部に報知することを特徴とする請求項１記載の画像形成装置。
3. 前記ヒータ制御手段は、さらに、前記定着ローラが回転制御されているか否かを判断する判断処理を、前記所定期間毎に実行し、
   前記判断処理において前記定着ローラが回転制御されていると判断された場合には、前記定着ヒータの前記オフ制御を実行しないことを特徴とする請求項１または２に記載の画像形成装置。
4. 前記ヒータ制御手段は、さらに、前記定着ヒータの制御温度と前記制御温度の所定値とを比較する制御温度比較処理を、前記所定期間毎に実行し、
   前記制御温度比較処理において前記定着ヒータの制御温度が前記制御温度の所定値を下回っていると判断された場合には、前記定着ヒータの前記オフ制御を実行しないことを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載の画像形成装置。
5. 前記ヒータ制御手段は、さらに、前記定着ローラの検出温度と前記検出温度の所定値とを比較する検出温度比較処理を、前記所定期間毎に実行し、
   前記検出温度比較処理において前記定着ローラの検出温度が前記検出温度の所定値を下回っていると判断された場合には、前記定着ヒータの前記オフ制御を実行しないことを特徴とする請求項１から４のいずれか１項に記載の画像形成装置。
6. 前記画像形成装置は、前記管理テーブルを複数有し、
   前記複数の前記管理テーブルは、
   前記定着ヒータが制御決定直前までオン制御されていた場合に用いる管理テーブルと、
   前記定着ヒータが制御決定直前までオフ制御されていた場合に用いる管理テーブルと、を含むことを特徴とする請求項１から５のいずれか１項に記載の画像形成装置。
7. 現像剤の熱定着を行う定着ローラと前記定着ローラの加熱を行う定着ヒータとを備える定着装置と、前記定着ヒータの温度を検出する温度検出手段と、所定期間単位で前記定着ヒータの駆動制御を決定する管理テーブルと、前記管理テーブルに基づいて前記所定期間単位で前記定着ヒータの駆動制御及び温度制御を行うヒータ制御手段と、を有する定着装置の制御方法であって、
   直前まで前記定着ヒータが点灯していたか否かを検知する第１の工程と、
   前記所定期間単位で前記定着ヒータが連続点灯していた場合の連続点灯数を検出する第２の工程と、
   前記連続点灯数と予め定められた連続点灯限界値とを比較する第３の工程と、
   前記画像形成装置が印刷待機中で、かつ、前記第３の工程において前記連続点灯数が前記連続点灯限界値を超えたと判断された場合には、前記ヒータ制御手段は前記管理テーブルの制御決定に関わらず前記定着ヒータをオフ制御する第４の工程と、を有することを特徴とする定着装置の制御方法。
8. 前記第１の工程の前に、前記定着ローラが回転制御されているか否かを判断する判断工程を有し、
   前記判断工程において前記定着ローラが回転制御されていると判断された場合には、前記定着ヒータを前記オフ制御する前記第４の工程を実行しないことを特徴とする請求項７記載の定着装置の制御方法。
9. 前記第１の工程の前に、前記定着ヒータの制御温度と前記制御温度の所定値とを比較する制御温度比較工程を有し、
   前記制御温度比較工程において前記定着ヒータの制御温度が前記制御温度の所定値を下回っていると判断された場合には、前記定着ヒータを前記オフ制御する前記第４の工程を実行しないことを特徴とする請求項７または８に記載の定着装置の制御方法。
10. 前記第１の工程の前に、前記定着ローラの検出温度と前記検出温度の所定値とを比較する検出温度比較工程を有し、
    前記検出温度比較工程において前記定着ローラの検出温度が前記検出温度の所定値を下回っていると判断された場合には、前記定着ヒータを前記オフ制御する前記第４の工程を実行しないことを特徴とする請求項７から９のいずれか１項に記載の定着装置の制御方法。

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