JP2006276618A - 画像形成装置および定着装置の制御方法 - Google Patents

Abstract

【課題】トナー汚れの防止のための処理の実行を必要最小限に抑えて、定着装置の使用の初期段階では加圧ローラの熱劣化や消費電力の低減、ＦＰＯＴ短縮を図る。
【解決手段】画像形成装置は、定着装置の定着回転体の後回転停止後に加熱体の温度を制御して、定着ニップ部を前記トナーの軟化点以上の温度にまで加熱させる終了後温度制御機能（Ｓ２４）および経年変化検知手段（Ｓ１６〜Ｓ１８）を有する。この経年変化検知手段の検知結果に応じて、終了後温度制御の実行頻度を変化させる（Ｓ１９〜Ｓ２１）。
【選択図】図６

Description

本発明は、画像形成装置に用いられて、記録材上に形成されたトナー像を溶融定着する定着装置に関する。

例えば、複写機・プリンタ・ファクシミリ等の画像形成装置における加熱定着装置、すなわち、電子写真方式・静電記録方式・磁気記録方式等の適宜の画像形成プロセスにより加熱定着性の顕画剤（トナー）を用いて記録材（記録材シート・印刷紙・エレクトロファックスシート・静電記録シートなど）の表面に間接（転写）方式、又は直接方式で形成され担持された未定着トナー像（目的の画像情報に対応した未定着顕画剤像）を記録材に熱定着させるための加熱装置としては、従来一般に、熱ローラ方式の加熱装置が多用されていた。

この熱ローラ方式の加熱装置は、ハロゲンヒータ等の内蔵熱源により加熱して所定の温度を維持させた加熱ローラ（定着ローラ）と、これに圧接させた弾性を有する加圧ローラとの圧接ニップ部（定着ニップ部）に記録材を導入して挟持搬送させることで、定着ローラの熱で記録材表面の未定着トナー像を熱定着させるものである。

最近では、フィルム加熱方式の加熱装置が提案され、実用化されている（特許文献１〜５参照）。このようなフィルム加熱方式の加熱装置は、支持部材に固定支持させた加熱体に被加熱材としての記録材を、耐熱性・薄肉のフィルム材を介して密着させ、フィルム材を加熱体に対して摺動移動させて加熱体の熱をフィルム材を介して記録材へ与えるものであり、未定着トナー画像を記録材表面に永久固着像として熱定着処理する装置として活用できる。また、例えば、トナー像を担持した記録材を加熱して艶などの表面性を改質する装置、仮定着処理する装置、その他、シート状の被加熱材を加熱処理する装置として広く使用することができる。

フィルム加熱方式の加熱装置は、加熱体として、昇温の速い低熱容量のもの、例えば、絶縁性・良熱伝導性のセラミック基材と、この基材の表面に設けられた通電により発熱する抵抗発熱層を基本構成体とするいわゆるセラミックヒータを用いることができ、またフィルム材として薄膜で低熱容量のものを用いることができる。このため、短時間に加熱体の温度が上昇し、スタンバイ時に加熱体に電力供給をする必要がなく、被加熱材としての記録材をすぐに通紙しても記録材が定着ニップ部に到達するまでに加熱体を所定温度まで十分に昇温させることができ、ウェイトタイムの短縮化（クイックスタート性：オンデマンドで作動）や省電力化が可能となる、画像形成装置本体の装置内の昇温を抑えることができる、等の利点を有する。

ここで、記録材表面に担持された未定着トナーは、そのすべてが適度に加熱溶融されて、記録材表面に定着されるのが、理想的であるが、溶けきらないコールドオフセット状態のトナー、溶けすぎたホットオフセット状態のトナー、静電的に定着ローラ、定着フィルムにオフセットしたトナー等が存在すると、これらのトナーは、記録材表面に接する定着ローラや定着フィルムに転移し、これら定着ローラや定着フィルムに転移したトナーが紙間等で加圧ローラにさらに転移し、これにより、定着ローラ、定着フィルム、加圧ローラに付着してトナー汚れを発生させることになる。

これらトナー汚れを蓄積させないために、定着装置に用いられる定着ローラ、定着フィルム、加圧ローラの表層には、トナーとの離型性を考慮して、ＰＴＦＥ、ＰＦＡ、ＦＥＰといったフッ素樹脂層や、ＬＴＶ、ＲＴＶといったシリコーンゴム層からなる離型層を設ける方法がある。しかしながら、上述の従来例にある定着ローラ、定着フィルム、加圧ローラの表層に用いるフッ素樹脂等の離型層は、トナー汚れに対してこれを完全になくすことはできない。このため、加圧ローラのトナー汚れは、一旦、定着ローラや定着フィルムにオフセットした後、加圧ローラに移ることになる。加圧ローラは定着ローラ、定着フィルムと比べて温度が低いため、移動したトナー汚れは加圧ローラ上では必ずしも完全に溶融した状態では存在しない。特に、定着フィルムを用いたオンデマンド方式の定着装置においては、加圧ローラが通紙以外は加熱されないため温度が上昇しにくく最大でも１００℃程度にしか昇温しない。このため、前述のようにオフセットして加圧ローラに転移したトナー汚れはほとんど加圧ローラ上では溶融しない。また、加圧ローラ側には記録材表面のトナー像は接触しないため、トナー汚れがトナー像に持って行かれることは少なく、一旦、汚れると汚れが蓄積されていくといった欠点があった。

これを解決するため、特許文献６に記載されたように、画像形成動作終了後の後回転停止後に、加熱体の温度を制御して、前記定着ニップ部を前記トナーの軟化点以上の温度にまで加熱させ、次の画像形成動作開始時に定着回転体の回転を先に開始する空回転動作の実行後、加熱体による温度制御を開始する制御によって、オフセット等で付着したトナーを加圧ローラ側から定着フィルム側に転移させて、目に見えない程度の微量なトナーを記録材に転移させて排出する方法が提案されている。
特開昭６３−３１３１８２号公報 特開平１−２６３６７９号公報 特開平２−１５７８７８号公報 特開平４−４４０７５号公報 特開平４−２０４９８０号公報 特開平１１−３４４８９４号公報

しかしながら、定着装置の設置初期の状態では定着ニップの最適ニップ幅が確保されており、加圧ローラ表面も傷等の発生がなく表面粗さが低いので離型性が高く、オフセットによる定着装置のトナー汚れはほとんど発生しない。この状態で、画像形成動作終了後の後回転停止後に、加熱体の温度を制御して、定着ニップ部を前記トナーの軟化点以上の温度にまで加熱する制御（便宜上、終了後温度制御または後回転後温度制御という）を画像形成動作後に毎回実行しても、効果は少なく、にもかかわらず温度制御動作が頻繁に実行されてしまうため少なからぬ電力を無駄に費やすこととなる。

更に定着装置の停止中に定着ニップを加熱するので、加圧ローラの熱劣化による硬度低下を促進してしまう。

また、上記提案では、次の画像形成動作開始時に空回転動作を実行し、その後に加熱体による温度制御を開始するので、毎回実行すると空回転動作の時間分、ＦＰＯＴ（First Print Out Time）が長くなってしまう問題点があった。

しかし、定着装置が継続的に使用されていくと、上述の加圧ローラは通紙枚数の増加による熱劣化等により硬度が低下し、ニップ幅が個体差だけでなく使用時間に応じて変化する。更に加圧ローラの表面粗さも通紙枚数の増加により傷等の発生により表面性粗さが低くなり、離型性が低下して、トナー汚れを発生しやすくなる。更に、加圧ローラの硬度低下に伴いニップ幅が拡大していくと、熱量過多による高温オフセットを生じやすくなり、この要因においてもトナー汚れが発生しやすくなる。

本発明は、上述事情に鑑みてなされたものであり、トナー汚れの防止のための処理の実行を必要最小限に抑えて、定着装置の使用の初期段階では加圧ローラの熱劣化や消費電力の低減、ＦＰＯＴ短縮を図ることができる画像形成装置およびその定着装置の制御方法を提供することを目的とする。

本発明による画像形成装置は、一対の定着回転体を接触させて定着ニップ部を構成し、未定着トナー像を担持した記録材を前記定着ニップ部にて挟持搬送しつつ加熱体により加熱し、前記記録材上に前記トナー像を定着させる定着装置と、前記定着装置の定着回転体の回転および前記定着ニップ部の加熱温度の制御を行う制御手段と、前記定着装置の経年変化の度合を検知する経年変化検知手段を備える。この制御手段は、前記定着回転体の画像形成動作終了後に前記加熱体の温度を制御して、前記定着ニップ部を前記トナーの軟化点以上の温度にまで加熱させる終了後温度制御機能を有し、前記経年変化検知手段の検知結果に応じて、前記終了後温度制御の実行の有無を決定する。

検知された経年変化の度合は、加圧ローラ硬度低下や表面粗さを推測する指標となる。したがって、検知された経年変化の度合に応じて、経年変化の少ない時期には終了後温度制御の実行の必要性は低いと判断して例えばその実行頻度を低くし、加圧ローラの熱劣化や消費電力の低減、ＦＰＯＴ短縮を図ることができる。逆に、使用経過に応じて経年変化の多くなった時期には終了後温度制御の必要性が高まったと判断し、例えばその実行頻度をより高くすることによりトナー汚れの防止を図ることができる。

すなわち、本発明では、定着装置の使用の初期段階では加圧ローラの熱劣化や消費電力の低減、ＦＰＯＴ短縮を重視し、その後の使用経過に応じて加圧ローラの熱劣化や消費電力の低減、ＦＰＯＴ短縮から、トナー汚れの防止へ比重を移していく。

前記経年変化検知手段は、例えば、前記定着装置に対する通紙枚数を検知する通紙枚数検知手段を有し、検知された累積通紙枚数に基づいて前記経年変化の度合を検知することができる。

あるいは、前記経年変化検知手段は、前記定着回転体の回転を検知する回転検知手段を有し、検知された累積回転数に基づいて前記経年変化の度合を検知することができる。

前記制御手段は、実行の有無の決定の態様として、前記経年変化検知手段の検知結果に応じて、前記定着装置の経年変化の度合が所定値に達する毎に前記終了後温度制御の実行頻度を増加させていくことができる。

前記制御手段は、１ジョブの印字枚数あるいは印字率が所定条件を満たした場合、前記経年変化検知手段の検知結果に関係なく、前記終了後温度制御を実行するようにしてもよい。これにより、経年変化の度合によらず（経年変化の度合が小さくても）、特殊な１ジョブの印字に伴って発生するトナー汚れを有効に防止することができる。

前記１ジョブの印字枚数あるいは印字率の所定条件は、１ジョブの枚数が予め定めた所定枚数以上である、および／または印字率が予め定めた所定％以上である。

本発明による定着装置の制御方法は、一対の定着回転体を接触させて定着ニップ部を構成し、未定着トナー像を担持した記録材を前記定着ニップ部にて挟持搬送しつつ加熱体により加熱し、前記記録材上に前記トナー像を定着させる定着装置の制御方法であって、前記定着装置の経年変化の度合を検知するステップと、この検知された経年変化の度合に基づいて、前記定着回転体の画像形成動作終了後に前記加熱体の温度を制御して、前記定着ニップ部を前記トナーの軟化点以上の温度にまで加熱させる終了後温度制御の実行頻度を定めるステップと、印字終了時に前記実行頻度に応じて、前記終了後温度制御を実行するか否かを判断するステップと、前記終了後温度制御を実行すると判断されたとき、前記終了後温度制御を実行するステップとを備えたことを特徴とする。

この方法によって、より必要性の低い、経年変化の少ない時期には終了後温度制御の実行頻度を低くして、加圧ローラの熱劣化や消費電力の低減、ＦＰＯＴ短縮を図ることができる。逆により必要性の高い、すなわち、使用経過に応じて経年変化の多くなった時期には終了後温度制御の実行頻度をより高くすることによりトナー汚れの防止を図ることができる。

本発明によれば、定着装置の経年変化の度合を検知し、この検知結果に応じて終了後温度制御の実行の有無を決定することにより、トナー汚れの防止のための処理の実行を必要最小限に抑えて、定着装置の使用の初期段階では加圧ローラの熱劣化や消費電力の低減、ＦＰＯＴ短縮を図ることができる。

以下、図面を参照しながら、本発明の実施の形態について詳細に説明する。

＜第１の実施の形態＞
図１に、本発明の第１の実施の形態に係る画像形成装置の概略構成を示す。本実施の形態では、本発明に係る画像形成装置としてレーザビームプリンタを例として説明する。但し、本発明は、レーザビームプリンタへの適用に限定されるものではなく、例えば、複写機、ファクシミリ装置等、定着装置を利用する任意の画像形成装置に適用可能である。

まず、同図を参照してレーザビームプリンタの構成を説明する。

このレーザビームプリンタは、像担持体として感光ドラム１を備えている。感光ドラム１は、装置本体Ｍによって回転自在に支持されており、駆動手段（不図示）によって矢印Ａ方向に所定の速度（例えば１３１ｍｍ／ｓｅｃのプロセススピード）で回転駆動される。感光ドラム１の周囲には、その回転方向に沿ってほぼ順に、感光ドラム１を均一に帯電させる帯電装置としての帯電ローラ２、静電潜像を形成するための露光手段であるレーザスキャナ３、静電潜像をトナーにより顕像化するための現像装置４、紙等のシート状の記録材Ｐに感光ドラム１上のトナー画像を転写するための転写装置である転写ローラ５、感光ドラム１上に残留する未転写トナーを回収するクリーニング装置６が配設されている。

装置本体Ｍの下部には、記録材Ｐを収納した給紙カセット７が配置されており、感光ドラム１の上部には本発明に係る定着装置８が配置されている。更には、装置本体Ｍの背面に画像形成動作等を制御する制御基板９が配置されている。制御基板９上には、画像形成動作等を実行する指令を出す本体ＣＰＵ９ａや定着の温度制御等を実行する定着ＣＰＵ９ｂ、およびプログラム等が格納されたメモリ９ｃが搭載されている。プリンタの動作は、これらのＣＰＵがメモリ９ｃから必要なプログラムを読み出して実行することにより、実現される（後に詳細に説明するフローチャートに表した処理も同様である。）。

次に、上述構成のレーザビームプリンタの動作を説明する。

駆動手段（不図示）によって矢印Ａ方向に回転駆動された感光ドラム１は、帯電ローラ２によって所定の極性、所定の電位（例えば−５８５Ｖ）に一様に帯電される。帯電後の感光ドラム１は、その表面に対し露光手段であるレーザスキャナ３によってレーザ光路Ｌに沿って画像情報に基づいた画像露光がなされ、露光部分の電荷が除去されて静電潜像が形成される。静電潜像は、現像装置４によって現像される。現像装置４は、アルミローラ表面にカーボンをコートした現像スリーブ４ａを有しており、この現像スリーブ４ａに所定の現像バイアス（例えばＡＣ：２４００Ｈｚ、１．６ＫＶｐｐ／ＤＣ：−４５５Ｖ）を印加して感光ドラム１上の静電潜像にトナーを付着させトナー像として現像（顕像化）する。

トナー像は、転写ローラ５によって記録材Ｐに転写される。記録材Ｐは、給紙カセット７に収納されており、図示しない給紙ローラや搬送ローラによって搬送され、感光ドラム１と転写ローラ５との間の転写ニップ部Ｎに搬送される。

転写によって表面に未定着トナー像を担持した記録材Ｐは、図示しない搬送ガイドに沿って定着装置８に搬送される。定着装置８において、未定着トナー像が、加熱、加圧されてトナーが溶融することで記録材Ｐ表面に定着される。なお、定着装置８の具体的な構成については後に詳述する。

一方、トナー像転写後の感光ドラム１は、記録材Ｐに転写されないで表面に残ったトナーがクリーニング装置６のクリーニングブレード６ａによって除去され、次の画像形成に供される。

以上の動作を繰り返すことで、次々と画像形成を行うことができる。

装置本体Ｍには記録材Ｐの通紙枚数をカウントするカウンタ（通紙枚数検知手段）１０を有する。本実施の形態において、ユーザがこのカウンタ１０の値を認識できるようになされているか否かは特に重要ではなく、いずれでもよい。本実施の形態では、このカウント値を用いて、定着装置８の経年変化の度合を検知する。通紙枚数の検知は、給紙カセット７への給紙指令信号の発生回数のカウント、制御基板９内の本体ＣＰＵ９ａが検知するプリントジョブの終了信号の発生回数のカウント等、通紙枚数に関連した任意の信号の発生回数に基づいて行うことができる。

なお、カウンタ１０の値は、累積していく必要があるので、装置電源ＯＦＦ時にも消滅しないように不揮発性のメモリ（図示せず）に待避する。

次に、図２を参照して、図１に示したレーザビームプリンタに使用される定着装置８の一例について詳述する。同図は、記録材Ｐの搬送方向（矢印Ｂ方向）に沿って切断した縦断面図である。この定着装置８は、トナーを加熱する加熱体としてのセラミックヒータ２０と、このセラミックヒータ２０を内包する筒状のフィルム部材である定着フィルム（定着回転体）２５と、この定着フィルム２５に当接された別の定着回転体としての加圧ローラ２６と、セラミックヒータ２０の温度を制御する温度制御手段２７を主要構成部材として構成されている。温度制御手段２７は、セラミックヒータ２０の裏面に取り付けられたサーミスタ（温度検知素子）２１と、サーミスタ２１が検出する温度に基づいてトライアック２４を制御し、セラミックヒータ２０に対する通電を制御する定着ＣＰＵ９ｂとにより構成される。

セラミックヒータ２０は、アルミナ等の耐熱性の基材２０ａ上に例えば印刷によって抵抗体パターン２０ｂを形成し、その表面をガラス層２０ｃで被覆したものであり、記録材Ｐの搬送方向（矢印Ｂ方向）に直角な左右方向に長く、すなわち、記録材Ｐの幅よりも長く形成されている。セラミックヒータ２０は、定着装置８に取り付けられたヒータガイド（ヒータホルダともいう）２２によって支持されている。ヒータガイド２２は、耐熱樹脂によって半円筒状に形成された部材であり、定着フィルム２５を支持するとともに、その回転をガイドするガイド部材としても作用する。

定着フィルム２５は、ポリイミド等の耐熱樹脂を円筒フィルム状に形成したものであり、上述のセラミックヒータ２０及びヒータガイド２２に遊嵌されている。定着フィルム２５は、後述の加圧ローラ２６によってセラミックヒータ２０に押し付けられており、これにより定着フィルム２５の裏面がセラミックヒータ２０の下面に当接されるようになっている。定着フィルム２５は、加圧ローラ２６の矢印Ｒ２６方向の回転により記録材Ｐが矢印Ｂ方向に搬送されるのに伴って矢印Ｒ２５方向に回転されるように構成されている。なお、定着フィルム２５の左右の両端部は、ヒータガイド２２のガイド部（不図示）によって規制されており、セラミックヒータ２０の長手方向には、ずれないようになっている。また、定着フィルム２５の内面には、セラミックヒータ２０やヒータガイド２２との間の摺動抵抗を低減するためにグリースを塗布してある。

加圧ローラ２６は、金属製の芯金２６ａの外周面に、シリコーンゴム等の弾性を有する耐熱性の離型層２６ｂを設けたものであり、離型層２６ｂの外周面により下方から定着フィルム２５をセラミックヒータ２０に押し付けて、定着フィルム２５との間に定着ニップ部Ｎを構成している。この定着ニップ部Ｎにおける、加圧ローラ２６の回転方向についての幅（ニップ幅）をａとする。このニップ幅ａは、記録材Ｐ上のトナーを好適に加熱、加圧することができる程度に設定されている。

上述のように、定着装置８は、加圧ローラ２６の矢印Ｒ２６方向の回転により記録材Ｐを定着ニップ部Ｎにて挟持搬送しつつ、定着フィルム２５を介してセラミックヒータ２０によって記録材Ｐ上のトナーを加熱する。この際、温度制御手段２７によってセラミックヒータ２０の温度を適宜に制御することができるものである。

図３に、本実施の形態における画像形成装置の概略のハードウェア構成を示す。この図において、主制御部２００は、上述した本体ＣＰＵ９ａおよび定着ＣＰＵ９ｂを含み、通信部２２０を介してホストコンピュータ（ＰＣ等）の外部装置（図示せず）から受信した画像コードデータをプリンタの印字に必要なビットデータに展開するとともに、プリンタの内部情報を操作部２１０の表示パネル２１２に表示したり、入力キー２１１からユーザの指示を受けたりするとともに、プリンタの各部の動作を制御する。主制御部２００は、以下のような各部と接続される。用紙搬送制御部１０２は、主制御部２００の指示に従い、用紙搬送のためのモータ，クラッチ等の駆動系の駆動および停止の制御を行なう部位である。高圧制御部１０３は、帯電，現像，転写のための各高圧の出力制御を主制御部２００の指示に従って行なう部位である。光学制御部１０４は、レーザスキャナ３を駆動するスキャナモータ（図示せず）の駆動／停止およびレーザの点滅を主制御部２００の指示に基づき行なう部位である。センサ入力部１０５は、既知のレジストセンサおよび排紙センサ等を含み、これらのセンサ出力情報を主制御部２００へ入力する部位である。定着制御部１０６は、定着器の温度を主制御部２００の指定した温度に調節する部位である。カウンタ１０は前述したとおりである。なお、カウンタ１０は制御基板９の外部にあるものとして示したが、制御基板９の内部に存在してもよい。

図４は、通紙枚数と、加圧ローラ硬度およびニップ幅との関係（すなわち、通紙枚数に応じた加圧ローラ硬度およびニップ幅の変化）を示すグラフである。縦軸は左辺に加圧ローラ硬度（°）、右辺にニップ幅（ｍｍ）を示し、横軸は通紙枚数（万枚）を示している。この図から、通紙枚数が増えていくにしたがって加圧ローラの硬度が低下するとともに、ニップ幅が広がっていくことが分かる。

図５は、通紙枚数と、定着フィルム２５および加圧ローラ２６の表面粗さＲｚ（μｍ）との関係（すなわち、通紙枚数に応じた表面粗さＲｚの変化）を示す図である。この図から、通紙枚数が増えていくに従って定着フィルムと加圧ローラ共に表面粗さＲｚが悪化していることが分かる。また、当初より、定着フィルムの方が加圧ローラより表面粗さが粗く、通紙枚数の増加に応じてその差がさらに広がる傾向にあることが分かる。

次に、本実施の形態におけるプリンタの詳細動作について図６のフローチャートに基づいて説明する。

プリンタがホストコンピュータからプリント信号を受信すると（Ｓ１１）、本体ＣＰＵ９ａは直前のジョブでの画像形成動作終了後の後回転の後にセラミックヒータ２０をトナーの軟化点以上の温度にまで加熱させる温度制御（終了後温度制御または後回転後温度制御）を実行したかどうかを判断する（Ｓ１２）。これはその温度制御実行の度に設定される実行履歴に基づいて判断することができる。後回転後温度制御を実行していた場合は次の画像形成動作開始時に空回転動作（ヒータＯＦＦで例えば０．５秒間）を実行する（Ｓ１３）。その後、印字動作実行へ移行する（Ｓ１４）。

ステップＳ１３を実行するのは、前回の画像形成動作後に熱容量の小さい定着フィルムの表面温度が熱容量の大きい加圧ローラの温度よりも低くなることにより温度の低い定着フィルム側に転移した溶融トナーが、定着フィルムの再加熱により再度加圧ローラ側へ転移しないように、定着ニップ部のトナーを定着ニップ部から外すためである。その後、定着フィルムが再加熱されると、定着フィルム側に転移されたトナーは、印字動作において送られてくる紙に転移させられ排出される。このトナーは印字された画像に混在することになるが、目に見えない程度の微量なトナーなので、印字品位を劣化させることはない。

ステップＳ１２において、直前のジョブで後回転後温度制御を実行していないと判断された場合は、空回転動作（Ｓ１３）を省略して、加熱体による温度制御をすぐに開始して印字動作を実行する（Ｓ１４）。

印字動作終了後の後回転を開始した後（Ｓ１５）、本体ＣＰＵ９ａはカウンタ１０の値に基づいて定着装置の通紙枚数を確認する（Ｓ１６）。カウンタ１０の値が第１の所定値（ここでは５０，０００枚）未満の場合（Ｓ１７，Ｎｏ）、本体ＣＰＵ９ａは後回転終了後にセラミックヒータ２０をトナーの軟化点以上の温度にまで加熱させる後回転後温度制御の実行頻度を第１の実行頻度（ここでは１０ジョブに１回の割合）で実行するように設定する（Ｓ１９）。

また、カウンタ１０の値が５０，０００枚以上の場合、カウンタ値１０が第２の所定値（ここでは１００，０００枚）以上かを判断し（Ｓ１８）、５０，０００以上１００，０００未満の範囲内の場合、本体ＣＰＵ９ａは後回転後温度制御の実行頻度を、第１の実行頻度より多い第２の実行頻度（ここでは３ジョブに１回の割合）で実行するように設定する（Ｓ２０）。

更に、カウンタ１０の値が第２の所定値（１００，０００枚）以上の場合、本体ＣＰＵ９ａは後回転後温度制御を、第２の実行頻度より多い第３の実行頻度（ここでは毎ジョブ）で実行するように設定する（Ｓ２１）。

次に、後回転の終了後（Ｓ２２）、本体ＣＰＵ９ａはメモリ９ｃ内に格納されている前回実行された後回転後温度制御の実行履歴から、何ジョブ前に加熱動作が実行されたかを確認し、設定された実行頻度値と確認された前回の実行履歴とに応じて、後回転終了後に今回のジョブで後回転後温度制御の実行要否の判定をする（Ｓ２３）。後回転後温度制御を実行する場合は、定着装置が停止した状態になった後、定着ＣＰＵ９ｂにより温度制御手段２７にセラミックヒータ２０へ２００℃で５秒間加熱するよう指示する（Ｓ２４）。５秒間の加熱終了後、後回転後温度制御はセラミックヒータ２０への通電を切り、動作終了となる。

本実施の形態により、定着装置停止状態での加熱体への通電時間を平均的に約半分に減らすことが可能になり、装置寿命全体での消費電力を５％程度減らすことが出来、更には通紙枚数における加圧ローラ硬度の低下量を２０％減らすことが可能になった。また、後回転終了後にセラミックヒータ２０をトナーの軟化点以上の温度にまで加熱させる温度制御の実行回数が少ない状態のときは、画像形成動作開始時に空回転動作がないのでＦＰＯＴを約０.５秒早くすることが可能になった。

＜第２の実施の形態＞
図７に、本発明の第２の実施の形態に係る定着装置を備えた画像形成装置の概略構成を示す。この実施の形態においてもレーザビームプリンタを例として説明する。このレーザビームプリンタの全体構成および定着装置の構成は第１の実施の形態と同様であり、同一部分の重複説明は省略する。第１の実施の形態と異なる点は、その動作において、定着装置の経年変化の度合を検知するための情報として、「カウンタ値」の代わりに「定着フィルム回転数」を用いる点である。またこれに伴い、図７を図１と比べて分かるように、第１の実施の形態におけるカウンタ１０が第２の実施の形態では不要となる。また、第２の実施の形態における定着装置の構成を示した図７を図２と比べて分かるように、第２の実施の形態では定着フィルム２５の回転を検知する回転検知センサ３０を備えている。（但し、第１の実施の形態においても、定着フィルム２５の回転速度制御のために回転検知センサ３０を備えてもよい。）

なお、定着フィルム回転数は累積していく必要があるので、装置電源ＯＦＦ時にも消滅しないように不揮発性のメモリ（図示せず）に待避する。

本実施の形態における定着回転制御手段は、図８に示すように、定着フィルム２５の回転数を検知する回転検知センサ３０と、加圧ローラ２６を回転駆動するモータ２９と、モータ２９の回転を制御及び定着フィルム２５の回転数をカウントする定着ＣＰＵ９ｂとを有し、定着フィルム２５の単位時間当たりの回転数を一定にするように加圧ローラ２６を回転駆動するモータ２９の回転を制御する。これにより、加圧ローラ２６が加熱により膨張しても定着フィルム２５の回転速度を一定にするように加圧ローラ２６の回転が低回転に制御されるので、倍率の変動や後端跳ね等の不具合は生じない。定着フィルム２５の端部には回転検知が可能なように不図示の所定のマーキング（例えば白色のマーキング）が設けられており、回転検知センサ３０はこのマーキングを識別する光学的なセンサにより構成することができる。

温度制御手段２７は、セラミックヒータ２０の裏面に取り付けられたサーミスタ２１と、サーミスタ２１が検出する温度に基づいてトライアック２４を制御し、セラミックヒータ２０に対する通電を制御する定着ＣＰＵ９ｂとにより構成される。

上述のように、定着装置８は、加圧ローラ２６の矢印方向Ｒ２６の回転により記録材Ｐを定着ニップ部Ｎにて挟持搬送しつつ、セラミックヒータ２０によって記録材Ｐ上のトナーを加熱する。

次に、第２の実施の形態の動作について図９のフローチャートに基づいて説明する。

プリンタがホストコンピュータからプリント信号を受信すると（Ｓ３１）、本体ＣＰＵ９ａは直前のジョブで後回転後温度制御を実行したかどうかを判断し（Ｓ３２）、実行していた場合は次の画像形成動作開始時に空回転動作実行後（Ｓ３３）、加熱体による温度制御を開始する（Ｓ３４）。これによって、オフセット等で付着したトナーを加圧ローラ側から定着フィルム側に転移させて、目に見えない程度の微量なトナーを印字動作が実行されて送られてくる紙に転移させて排出させる。

ステップＳ３２において、後回転後温度制御を実行していないと判断された場合は、空回転動作を省略して、加熱体による温度制御をすぐに開始して印字動作を実行する（Ｓ３４）。

次に本体ＣＰＵ９ａは、印字動作終了後の後回転開始（Ｓ３５）後に、定着ＣＰＵ９ｂ内に格納されている定着フィルム回転数データを確認し（Ｓ３６）、第３の所定回数（ここでは１５０，０００回転）以上かどうかを判定する（Ｓ３７）。定着フィルム回転数データが１５０，０００回転未満の場合、本体ＣＰＵ９ａは後回転後温度制御を第１の実行頻度（ここでは１０ジョブに１回の割合）で実行するように設定する（Ｓ３９）。また、定着フィルム回転数データの値が１５０，０００以上の場合、定着フィルム回転数データの値が第４の所定回数（ここでは３００，０００回転）以上かを判断する（Ｓ３８）。１５０，０００以上３００，０００未満の範囲内の場合、本体ＣＰＵ９ａは後回転後温度制御を第２の実行頻度（ここでは３ジョブに１回の割合）で実行するように設定する（Ｓ４０）。更に、定着フィルム回転数データの値が３００，０００以上の場合、本体ＣＰＵ９ａは後回転後温度制御を第３の実行頻度（毎ジョブ）で実行するように設定する（Ｓ４１）。

次に、後回転の終了後（Ｓ４２）、本体ＣＰＵ９ａはメモリ９ｃ内に格納されている前回実行された後回転後温度制御の実行履歴から、何ジョブ前に加熱動作が実行されたかを確認し、本体ＣＰＵ９ａは設定された値と確認された前回の実行履歴とに応じて、今回のジョブでの後回転後温度制御の実行要否の判定をする（Ｓ４３）。実行する場合は、後回転が終了して定着装置が停止した状態になった後、定着ＣＰＵ９ｂにより温度制御手段２７はセラミックヒータ２０へ２００℃で５秒間加熱するよう指示する（Ｓ４４）。５秒間の加熱終了後、温度制御手段２７はセラミックヒータ２０への通電を切り、動作終了となる。

本制御の実施により、第１の実施の形態と同様に、定着装置停止状態での加熱体への通電時間を平均的に約半分に減らすことが可能になり、定着フィルムの回転数を検知しているために加圧ローラの定着装置の経年変化における硬度低下や表面粗さの悪化をより精度よく予測検知できるので第１の実施の形態よりも装置寿命全体での消費電力を１％程度減らすことが出来、更に通紙枚数における加圧ローラ硬度の低下量を２％減らすことが可能になった。

＜第３の実施の形態＞
ところで、定着装置の経年状態に関係なく、１ジョブでの多数枚通紙後やハーフトーン画像などを印字する場合、オフセット等がより発生しやすく、加圧ローラにトナー汚れを発生しやすい条件となる。

そこで、第３の実施の形態の動作を、図１０のフローチャートに基づいて説明する。その装置構成は、図１および図７に示した第１および第２の実施の形態に係る画像形成装置の構成を折衷した構成となる。

プリンタがホストコンピュータからプリント信号を受信すると（Ｓ５１）、先ず本体ＣＰＵ９ａは直前のジョブで後回転後温度制御を実行したかどうかを判断する（Ｓ５２）。実行していた場合は次の画像形成動作開始時に空回転動作を実行する（Ｓ５３）。その後、印字動作実行（Ｓ５４）により、加熱体による温度制御を開始する制御によって、オフセット等で付着したトナーを加圧ローラ側から定着フィルム側に転移させて、目に見えない程度の微量なトナーを印字動作が実行されて送られてくる紙に転移させて排出させる。

後回転後温度制御を実行していない場合は、空回転動作（Ｓ５３）を省略して、加熱体による温度制御をすぐに開始して、印字動作を実行する（Ｓ５４）。

そして、印字動作終了後の後回転を開始した後（Ｓ５５）、本体ＣＰＵ９ａは印字動作を実行した１プリントジョブの印字枚数と印字ドット比率を確認する（Ｓ５６）。印字ドット比率は、例えば、画像の展開処理時にドットのオンオフ（黒白）の比率や、レーザビームのオンオフ指示の比率に応じて求めることができる。印字枚数が１００枚以上あるいは印字ドット比率が３０％以上の場合は、受信したプリントジョブの後回転後温度制御を必ず実行するように設定する（Ｓ６２）。すなわちこの場合の実行頻度は毎ジョブである。

印字枚数が所定枚数（ここでは１００枚）未満かつ印字ドット比率が所定値（ここでは３０％）未満の場合、本体ＣＰＵ９ａは、印字動作終了後の後回転中に定着ＣＰＵ９ｂ内に格納されている定着フィルム回転数データを確認し（Ｓ５７）、第３の所定値（ここでは１５０，０００回転）以上かどうかを判定する（Ｓ５８）。定着フィルム回転数データが１５０，０００回転未満の場合、本体ＣＰＵ９ａは後回転後温度制御を第１の実行頻度（１０ジョブに１回の割合）で実行するように設定する。また、定着フィルム回転数データの値が１５０，０００以上の場合、定着フィルム回転数データの値が第４の所定値（ここでは３００，０００）以上かを判断する（Ｓ５９）。１５０，０００以上３００，０００未満の範囲内の場合、本体ＣＰＵ９ａは後回転後温度制御を第２の実行頻度（ここでは３ジョブに１回の割合）で実行するように設定する（Ｓ６１）。更に、定着フィルム回転数データの値が３００，０００回転以上の場合、本体ＣＰＵ９ａは後回転後温度制御を第３の実行頻度（毎ジョブ）で実行するように設定する（Ｓ６２）。

次に、後回転の終了後（Ｓ６３）、本体ＣＰＵ９ａはメモリ９ｃ内に格納されている前回実行された後回転後温度制御の実行履歴から、何ジョブ前に加熱動作が実行されたかを確認し、設定された値と確認された前回の実行履歴とに応じて、今回のジョブでの後回転後温度制御の実行要否の判定をする（Ｓ６４）。実行する場合は、後回転が終了して定着装置が停止した状態になった後、定着ＣＰＵ９ｂにより温度制御手段２７はセラミックヒータ２０へ２００℃で５秒間加熱するよう指示する（Ｓ６５）。５秒間の加熱終了後、温度制御手段２７はセラミックヒータ２０への通電を切り、動作終了となる。

本実施の形態により、１ジョブでの多数枚通紙後やハーフトーン画像など、オフセット等がより発生しやすく、加圧ローラにトナー汚れを発生しやすい条件下においては定着装置の経年状態に関係なく、必ず印字動作後の後回転後温度制御を実行することで、より効果的に汚れの除去が可能になり、必要なときに必要なだけ後回転後温度制御を実行することが可能になった。

以上、本発明の好適な実施の形態について詳細に説明したが、上記で言及した以外にも種々の変形、変更を行うことが可能である。例えば、通紙枚数をカウントする実施の形態において、各記録材の通紙サイズによりカウント値の重み付けを行うようにしてもよい。

後回転後温度制御（Ｓ２４、Ｓ４４、Ｓ６５）の温度および時間は固定の例を示したが、経年変化の度合に応じて、その少なくとも一方を可変とすることも可能である。例えば、経年変化の度合が大きくなるにつれて、段階的に温度を下げるようにしてもよい。

本発明の第１の実施の形態に係るレーザビームプリンタの概略構成を示す側面図である。 図１に示したレーザビームプリンタに使用される定着装置の一例の構成例を示す図である。 本発明の実施の形態における画像形成装置の概略のハードウェア構成を示すブロック図である。 通紙枚数と、加圧ローラ硬度およびニップ幅との関係を示すグラフである。 通紙枚数と、定着フィルムおよび加圧ローラの表面粗さとの関係を示すグラフである。 本発明の第１の実施の形態におけるレーザビームプリンタの詳細動作を示すフローチャートである。 本発明の第２の実施の形態に係るレーザビームプリンタの概略構成を示す側面図である。 図７に示したレーザビームプリンタに使用される定着装置の一例の構成例を示す図である。 本発明の第２の実施の形態におけるレーザビームプリンタの詳細動作を示すフローチャートである。 本発明の第３の実施の形態におけるレーザビームプリンタの詳細動作を示すフローチャートである。

符号の説明

１…感光ドラム
２…帯電ローラ
３…レーザスキャナ
４…現像装置
４ａ…現像スリーブ
５…転写ローラ
６…クリーニング装置
６ａ…クリーニングブレード
７…給紙カセット
８…定着装置
９…制御基板
９ａ…本体ＣＰＵ
９ｂ…定着ＣＰＵ
１０…カウンタ
２０…セラミックヒータ
２０ａ…アルミナ基材
２０ｂ…抵抗パターン
２０ｃ…ガラス層
２１…サーミスタ
２２…ヒータガイド
２４…トライアック
２５…定着フィルム
２６…加圧ローラ
２６ａ…芯金
２６ｂ…弾性層を含む離型層
２７…温度制御手段
２９…モータ
３０…定着フィルム回転検知センサ
Ｍ…装置本体
Ｌ…レーザ光路
Ｐ…記録材

Claims (12)

1. 一対の定着回転体を接触させて定着ニップ部を構成し、未定着トナー像を担持した記録材を前記定着ニップ部にて挟持搬送しつつ加熱体により加熱し、前記記録材上に前記トナー像を定着させる定着装置と、
   前記定着装置の定着回転体の回転および前記定着ニップ部の加熱温度の制御を行う制御手段と、
   前記定着装置の経年変化の度合を検知する経年変化検知手段を備え、
   前記制御手段は、
   前記定着回転体の画像形成動作終了後に前記加熱体の温度を制御して、前記定着ニップ部を前記トナーの軟化点以上の温度にまで加熱させる終了後温度制御機能を有し、前記経年変化検知手段の検知結果に応じて、前記終了後温度制御の実行の有無を決定することを特徴とする画像形成装置。
2. 前記経年変化検知手段は、前記定着装置に対する通紙枚数を検知する通紙枚数検知手段を有し、検知された累積通紙枚数に基づいて前記経年変化の度合を検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. 前記経年変化検知手段は、前記定着回転体の回転を検知する回転検知手段を有し、検知された累積回転数に基づいて前記経年変化の度合を検知することを特徴とする請求項１記載の画像形成装置。
4. 前記制御手段は、前記経年変化検知手段の検知結果に応じて、前記定着装置の経年変化の度合が所定値に達する毎に前記終了後温度制御の実行頻度を増加させていくことを特徴とする請求項１記載の画像形成装置。
5. 前記制御手段は、１ジョブの印字枚数あるいは印字率が所定条件を満たした場合、前記経年変化検知手段の検知結果に関係なく、前記終了後温度制御を実行することを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
6. 前記１ジョブの印字枚数あるいは印字率の所定条件は、１ジョブの枚数が予め定めた所定枚数以上である、および／または印字率が予め定めた所定％以上であることを特徴とする請求項５に記載の画像形成装置。
7. 一対の定着回転体を接触させて定着ニップ部を構成し、未定着トナー像を担持した記録材を前記定着ニップ部にて挟持搬送しつつ加熱体により加熱し、前記記録材上に前記トナー像を定着させる定着装置の制御方法であって、
   前記定着装置の経年変化の度合を検知するステップと、
   この検知された経年変化の度合に基づいて、前記定着回転体の画像形成動作終了後に前記加熱体の温度を制御して、前記定着ニップ部を前記トナーの軟化点以上の温度にまで加熱させる終了後温度制御の実行頻度を定めるステップと、
   印字終了時に前記実行頻度に応じて、前記終了後温度制御を実行するか否かを判断するステップと、
   前記終了後温度制御を実行すると判断されたとき、前記終了後温度制御を実行するステップと
   を備えたことを特徴とする定着装置の制御方法。
8. 前記経年変化の度合は前記定着装置に対する累積通紙枚数に基づいて検知する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. 前記経年変化の度合は前記定着回転体の累積回転数に基づいて前記経年変化の度合を検知することを特徴とする請求項７記載の定着装置の制御方法。
10. 前記経年変化の検知結果に応じて、前記定着装置の経年変化の度合が所定値に達する毎に前記終了後温度制御の実行頻度を増加させていくことを特徴とする請求項７、８または９記載の定着装置の制御方法。
11. １ジョブの印字枚数あるいは印字率が所定条件を満たすか否かを判定するステップと、
    前記所定条件が満たされた場合、前記経年変化検知手段の検知結果に関係なく、前記終了後温度制御を実行するステップと
    をさらに備えたことを特徴とする請求項７に記載の定着装置の制御方法。
12. 前記１ジョブの印字枚数あるいは印字率の所定条件は、１ジョブの枚数が予め定めた所定枚数以上である、および／または印字率が予め定めた所定％以上であることを特徴とする請求項１１に記載の定着装置の制御方法。