JP2007316410A - 画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】ハロゲンランプの寿命を確保しつつ省電力化が図られた画像形成装置を実現し得ること。
【解決手段】ハロゲンランプ７３に電力を供給する定着制御部７５及び駆動回路部７６、ハロゲンランプ７３に供給される電力指示閾値を予め記憶している記憶部１１０、電力指示閾値以上の電力指示値がハロゲンランプに供給された時間（閾値以上積算時間）を積算し、また、電力指示閾値未満の電力指示値がハロゲンランプに供給された時間（閾値未満積算時間）を積算する時間積算部１２０、予め設定された期間において、閾値未満積算時間が閾値以上積算時間以上である場合、電力指示閾値以上に設定された電力指示値をハロゲンランプ７３に供給する命令を定着制御部７５及び駆動回路部７６に指示する本体制御部１００を備える画像形成装置１。
【選択図】図１

Description

本発明は、加熱手段としてハロゲンランプを用いた定着装置を備える画像形成装置に関する。

近年、電子写真方式の複写機、ファクシミリ、プリンタあるいはそれらの複合機等の画像形成装置では、記録媒体上に画像データに基づくトナー像を形成し、トナー像が形成された記録媒体を定着装置に送り、定着装置により記録媒体上の未定着トナー像を加熱定着させてプリント画像を得ている。

画像形成装置に備えられた定着装置としては、例えば、内側にハロゲンランプ等の加熱手段を備える加熱部材としての加熱ローラと、当該加熱ローラに圧接してニップ部を形成する加圧部材としての加圧ローラとを備え、加熱ローラと加圧ローラが記録媒体をニップ部で挟持して搬送する間に加熱及び加圧して、記録媒体上のトナー像を溶融定着させるものがある。

加熱手段としてのハロゲンランプは、ハロゲンサイクルが生じることによりフィラメントの消耗を抑制してコンパクト化及び長寿命化が図られている。

ここで、ハロゲンサイクルとは、フィラメントから蒸発したタングステンとハロゲンランプ内に封入されたハロゲンガスとの間の熱化学的な循環反応である。即ち、フィラメントから蒸発したタングステンがハロゲンガスと結合してタングステン−ハロゲン化合物として生成される。このタングステン−ハロゲン化合物は、２５０℃〜１４００℃で状態を維持するため、管面が２５０℃以上に保たれている場合には、管面に付着することなくフィラメント近くに熱対流によって戻り、フィラメントの周りの高温域でタングステンとハロゲンガスに熱分解され、タングステンはフィラメントに沈着し、ハロゲンガスは拡散され次の結合に利用される。この一連のサイクルがハロゲンサイクルと呼ばれている。

しかしながらハロゲンランプは、短い周期で点灯と消灯がくり返されたり、定格電力以下で点灯されたりすると、管面の温度が２５０℃に達しない状態が続き、ハロゲンランプ内におけるハロゲンサイクルが不完全のまま終了することとなり、タングステン−ハロゲン化合物が管面に付着して黒化現象が生じたり、タングステンが蒸発したままとなることにより、ハロゲンランプの寿命が短くなるという問題があった。

そこで、予め設定した加熱ローラ表面温度の温度情報データと、加熱ローラの温度を検出する温度検出手段から検出された加熱ローラ表面温度の温度情報データとを比較し、比較結果に応じて、交流電源の振幅を変化させ、振幅が変化された交流電源をハロゲンランプに印加することにより、ハロゲンランプの温度制御を行う画像定着装置が開示されている（特許文献１参照）。

また、予めハロゲンランプのガラス管壁温度が２５０℃になるまでに必要な時間を測定しておき、この時間をハロゲンランプの最短点滅時間と設定し、最短点滅時間以下ではハロゲンランプの点滅がオフにならないように制御する定着装置が開示されている（特許文献２参照）。
特開平７−３３４０３０号公報 特開２００２−２３５４８号公報

しかしながら、特許文献１のような従来の画像形成装置は、交流電源の振幅を変化させる複雑な回路が必要となるのでコストが増大すると共に、常にハロゲンサイクルが生じる温度を保つ必要があるため、ハロゲンランプに供給される電力値の下限値が限られることとなり、定着装置に供給すべき電力値の範囲が限られ、低電力で制御を行うことができないという問題がある。

また、特許文献２のような従来の画像形成装置は、ハロゲンランプの最短点滅時間が設定されているため、熱容量の小さい加熱ローラである場合には、加熱ローラが過昇温となる怖れがあり、定着不良を生じさせる恐れがある。

即ち、従来の画像形成装置では、常にハロゲンサイクルを生じさせることでハロゲンランプの寿命を維持することとしているため、待機時等の定着動作が必要とされていない場合であっても、一定の電力を供給し続けなければならず、近年の省電力化の要望に応じることは困難である。

本発明の課題は、上記問題に鑑みて、ハロゲンランプの寿命を確保しつつ省電力化が図られた画像形成装置を実現し得ることである。

請求項１に記載の発明は、ハロゲンランプにより加熱される加熱部材を有する定着装置を備えた画像形成装置において、前記ハロゲンランプに電力を供給する駆動手段と、前記ハロゲンランプに供給される電力値の閾値を予め記憶している記憶手段と、前記閾値以上の電力値が前記ハロゲンランプに供給された時間を積算する第１時間積算手段と、前記閾値未満の電力値が前記ハロゲンランプに供給された時間を積算する第２時間積算手段と、予め設定された期間において、前記第２時間積算手段により積算された時間が前記第１時間積算手段により積算された時間以上である場合、前記閾値以上の電力値を前記ハロゲンランプに供給する命令を前記駆動手段に指示する電力制御手段と、を備える画像形成装置であること、を特徴としている。

請求項２に記載の発明は、請求項１記載の画像形成装置において、前記ハロゲンランプの温度を検出する温度検出手段を備え、前記記憶手段は、前記定着装置における定着温度の上限温度を記憶しており、前記電力制御手段は、前記閾値以上の電力値を前記ハロゲンランプに供給する命令を前記駆動手段に指示した後、前記温度検出手段により検出された温度が前記上限温度以上である場合、前記ハロゲンランプへ供給される電力値を前記閾値に設定すること、を特徴としている。

請求項３に記載の発明は、請求項１又は２記載の画像形成装置において、前記ハロゲンランプの温度を検出する温度検出手段を備え、前記記憶手段は、前記定着装置における定着温度の上限温度と下限温度を記憶しており、前記電力制御手段は、電力値を閾値に設定しているにも関わらず、前記温度検出手段により検出された温度が前記上限温度以上となる場合には前記ハロゲンランプへの電力の供給を停止させ、前記温度検出手段により検出された温度が前記下限温度以下である場合には前記ハロゲンランプへ電力を供給させること、を特徴としている。

請求項４に記載の発明は、請求項１から３のいずれか一項に記載の画像形成装置において、前記電力制御手段は、ウォームアップモード中に前記前記閾値以上の電力値を前記ハロゲンランプに供給する命令を前記駆動手段に指示すること、を特徴としている。

請求項１に記載の発明によれば、予め設定された期間において、閾値未満の電力値がハロゲンランプに供給された時間が閾値以上の電力値がハロゲンランプに供給された時間以上である場合、閾値以上の電力値をハロゲンランプに供給する命令を駆動手段に指示することでハロゲンランプを強制的に加熱させることができ、ハロゲンサイクルを生じさせて管面に付着しているタングステンを蒸発させタングステンをフィラメントに再度沈着させることができるため、常にハロゲンサイクルを維持するために一定電力を供給し続けなくともハロゲンランプの寿命を確保することができ省電力化を図ることができる。

請求項２に記載の発明によれば、請求項１と同様の効果を得られるのは勿論のこと、温度検出手段により検出された温度が上限温度以上である場合、ハロゲンランプへ供給される電力値の閾値に設定することにより、ハロゲンサイクルを生じさせつつハロゲンランプの電力供給による定着装置の過上温度を防止することができる。

請求項３に記載の発明によれば、請求項１又は２と同様の効果を得られるのは勿論のこと、温度検出手段により検出された温度が上限温度以上である場合にはハロゲンランプへの電力の供給を停止させ、温度検出手段により検出された温度が下限温度以下である場合にはハロゲンランプへ電力を供給させることができ、ハロゲンサイクルを生じさせつつハロゲンランプの電力供給による定着装置の過上温度を防止することができる。

請求項４に記載の発明によれば、請求項１から３のいずれか一項と同様の効果を得られるのは勿論のこと、ウォームアップモード中に記閾値以上の電力値をハロゲンランプに供給する命令を駆動手段に指示してハロゲンランプを強制的に加熱させることができ、画像形成動作モード中等の定着動作に影響を与えることなく、ハロゲンランプの黒化現象を解消し得ることができる。

以下、図を参照して本発明の実施の形態を詳細に説明する。
まず、構成を説明する。
図１に、本実施の形態における画像形成装置１の概略制御構成図を示す。

本実施の形態における画像形成装置１は、原稿から画像を読み取り、読み取った画像をＯＨＰ用紙や紙等の記録媒体に画像形成するコピー機能や、パーソナルコンピュータ等から画像データを受信し、画像データが表す画像を記録媒体上に形成して出力するプリンタ機能等を備えたデジタル複合機である。

図１に示すように、画像形成装置１は、本体制御部１００、記憶部１１０、時間積算部１２０、画像読取部１０、プリント部２０、操作表示部８０、通信部９０等により構成され、各部は電気的に各種データを送受信可能な構成となっている。

画像読取部１０は、ＡＤＦ（Auto Document Feeder）と称される自動原稿送り部と読取部とを備え、自動原稿送り部により、原稿トレイに積載される原稿が最上部から順に原稿の読取個所であるコンタクトガラスに密着されながら通過され、コンタクトガラスを通過して読み取り完了後、排紙トレイに排出される。

また、光源、レンズ、コンタクトガラス、ＣＣＤ（Charge Coupled Device）等からなるスキャナを備えて構成された読取部により、原稿に照射した光の反射光が結像されて光電変換されることにより原稿の画像が読み取られ、読み取られた原稿画像（アナログ画像信号）が本体制御部１００に出力され、本体制御部１００においてＡ／Ｄ変換され各種画像処理が施された後、プリントデータとしてプリント部２０に出力される。ここで、画像とは、図形や写真等のイメージデータに限らず、文字や記号等のテキストデータ等も含む意である。

プリント部２０は、入力されたプリントデータに基づいて、電子写真方式の画像形成を行うものであり、画像形成部３０と、クリーニング部４０と、給紙部５０と、搬送部６０と、定着装置７０とを備えて構成される。

画像形成部３０は、感光体ドラム、帯電装置、レーザ光を出力するレーザ出力部とレーザ光を主走査方向に走査させるポリゴンミラーとを有する露光装置、現像装置、転写装置を備えている。画像形成部３０により、帯電装置により帯電された感光体ドラムに露光装置でプリントデータに基づいてレーザ光が照射され静電潜像が形成され、そして、静電潜像が形成された感光体ドラムの表面に帯電したトナーが付着されて静電潜像（トナー像）が形成され、転写装置においてトナー像が記録媒体に転写される。

クリーニング部４０は、記録媒体にトナー像が転写された後、感光体ドラムの表面の残留電荷や残留トナー等を除去する。

給紙部５０は、種類毎に予め識別された記録媒体が収容された複数の用紙トレイと、ユーザのニーズに合わせて様々な種類の記録媒体をその都度積載可能である手差トレイとを備え、給紙ローラによって用紙トレイ又は手差トレイに収容された記録媒体が最上部から一枚ずつ搬送部に向けて搬送する。

搬送部６０は、給紙部５０の用紙トレイ又は手差トレイから搬送された記録媒体を、複数の中間ローラ、レジストローラを経て転写装置、定着装置７０へ搬送し、定着処理された記録媒体を排紙ローラによって挟持し、排紙トレイ上に出力させる。

定着装置７０は、記録媒体に転写されたトナー像を加熱により定着するための加熱部材７１、加熱部材７１に圧接してニップ部を形成する加圧部材７２、加熱部材７１を加熱するハロゲンランプ７３、加熱部材７１の温度を検出する温度センサ７４、ハロゲンランプ７３に電力を供給する定着制御部７５及び駆動回路部７６等から構成されており、本体制御部１００によって駆動される。

本実施の形態の加熱部材７１としては、加熱ベルト、加熱ローラ等が使用できるが、加熱ローラであることが熱効率に優れている点から好ましい。また、加圧部材７２としては加圧ローラ、パッド等が使用できるが加圧ローラであることが好ましい。

温度センサ７４は、ハロゲンランプ７３に対応する加熱部材７１の外周側に非接触若しくは接触されて設置されており、加熱部材７１の温度を検出し、検出された検出温度を本体制御部１００に出力する。温度センサ７４により検出された加熱部材７１の検出温度とハロゲンランプ７３の温度とは相関関係にあることから、温度センサ７４は、加熱部材７１の温度を検出しているが、実質的には温度センサ７４により検出された加熱部材７１の検出温度に基づいてハロゲンランプ７３の温度を検出する温度検出手段として機能する。

定着制御部７５は、本体制御部１００からの指示に基づいてハロゲンランプ７３を駆動させるための駆動信号を算出して駆動回路部７６に出力し、駆動回路部７６は、定着制御部７５から入力された駆動信号に基づいて交流電源部ＡＣからハロゲンランプ７３へ電力を供給する。これらの定着制御部７５及び駆動回路部７６は、ハロゲンランプ７３に電力を供給する駆動手段として機能する。

操作表示部８０は、コピースタートキー、テンキー、電源スイッチ等の各種操作キーを備え、これらのキーの操作信号を本体制御部１００に出力する。また、操作表示部８０は、ＬＣＤ（Liquid Crystal Display）画面及びタッチパネルを有し、本体制御部１００から入力される表示信号の指示に従って、ＬＣＤ画面上に各種操作ボタンや、装置の状態表示、各機能の動作状況などの表示を行うと共に、電磁誘導式、磁気歪式、感圧式等の座標読み取り原理でタッチ指示された座標を検出し、検出した座標を位置信号として本体制御部１００に出力する。

通信部９０は、モデム、ＴＡ（Terminal Adapter）やルータ等によって構成され、ネットワークに接続された外部機器との通信の制御を行う。例えば、外部機器から画像データを通信部９０を介して受信することが可能である。

本体制御部１００は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＲＯＭ（Read Only Memory）、ＲＡＭ（Random Access Memory）、不揮発ＲＡＭ等から構成され、ＲＯＭや不揮発ＲＡＭに格納されているプログラムやデータをＲＡＭ等の一時記憶領域（図示略）に展開し、当該プログラムに基づいて画像形成装置１全体の制御を行うと共に、画像形成装置１内の各部と相互に各種情報を送受信可能に接続されており、各部からの情報を受信し、受信した情報を判断して、判断結果である動作指示等の情報を各部に出力し、各部を統括的に制御している。

また、本体制御部１００は、予め設定された期間（以下、規定期間Ｔａ）において、ハロゲンランプ７３に供給される電力値の閾値（以下、電力指示閾値Ｐｔｈ）未満の電力値がハロゲンランプ７３に供給された時間（以下、閾値未満積算時間Ｔｌｏｗ）が、電力指示閾値Ｐｔｈ以上の電力値がハロゲンランプ７３に供給された時間（以下、閾値以上積算時間Ｔｈｉ）以上である場合、ハロゲンランプ７３に供給される電力値を電力指示閾値Ｐｔｈ以上に設定し、設定した電力値をハロゲンランプ７３に供給する命令を定着制御部７５に指示してベーキング処理を実行させる電力制御手段としての機能を有する。

本実施の形態におけるベーキング処理とは、ハロゲンランプ７３の管面の温度をハロゲンサイクルが生じる温度まで強制的に上昇させ、ハロゲンサイクルが生じる管面温度を維持し、管面に付着しているタングステンを蒸発させ、再度、ハロゲンガスと結合させてタングステン−ハロゲン化合物を生成させ、生成されたタングステン−ハロゲン化合物を熱対流によってフィラメント近くに戻し、フィラメントの周りの高温域でタングステンとハロゲンガスに熱分解させて、タングステンをフィラメントに沈着させる処理である。

本体制御部１００は、電力指示閾値Ｐｔｈ以上に設定された電力値をハロゲンランプ７３に供給する命令を定着制御部７５に指示してベーキング処理を実行させる場合、温度センサ７４により検出された検出温度が定着温度の上限温度以上である場合にはハロゲンランプ７３へ供給される電力値を電力指示閾値Ｐｔｈに設定し、更に、温度センサ７４により検出された検出温度が定着温度の上限温度以上である場合にはハロゲンランプ７３への電力の供給を停止させ、温度センサ７４により検出された検出温度が定着温度の下限温度以下である場合にはハロゲンランプ７３へ電力を供給させる。

なお、電力指示閾値Ｐｔｈ以上に設定された電力値をハロゲンランプ７３に供給する命令を定着制御部７５に指示してベーキング処理を実行させるのは、画像形成装置１の動作モードが定着動作に拘わらないウォームアップモード、待機モード等の動作モード中に行うことが定着動作に影響を与えることなく、ハロゲンランプ７３の黒化現象を解消し得ることができるため好ましい。特に、電源スイッチがＯＮされる際に必ず実行される定着装置の加熱部材７１を定着可能な温度まで上昇させるウォームアップモード中に行うことが好ましい。

記憶部１１０は、電力指示閾値Ｐｔｈ、定着温度の上限温度と下限温度、規定期間Ｔａ、ベーキング時間Ｔｂ、ベーキング電力指示値Ｐｂを予め記憶している記憶手段であり、磁気的、光学的記憶媒体若しくは半導体メモリで構成される電気的に消去及び書き換え可能な不揮発性の記憶媒体で構成されている。記憶部１１０としては、例えば、ＨＤＤ（Hard Disk Drive）、ＥＥＰＲＯＭ（Electrically Erasable and Programmable ROM）やフラッシュメモリなどが挙げられる。なお、記憶部１１０は、着脱自在に装着可能な構成としてもよい。

電力指示閾値Ｐｔｈは、ハロゲンランプ７３の管面の温度がハロゲンサイクルが生じるために必要とされる温度（例えば、２５０℃）以上となるためにハロゲンランプ７３に供給されるべき電力値である。

定着温度の上限温度と下限温度は、画像形成モードにおいて記録媒体上にトナー像を加熱定着させる際に必要とされる温度の上限値と下限値であり、画像形成装置１の装置構成、用いられるトナーの種類、記録媒体の種類等に基づいて予め定められている。

規定期間Ｔａは、ハロゲンランプ７３のタングステンが管面に付着する頻度、即ち、画像形成装置１の使用状況に応じて予め定められており、例えば、１日、１週間等の期間が設定されている。

規定期間Ｔａにおいて管面に付着したタングステンの量は、閾値未満積算時間Ｔｌｏｗに基づいて算出することができるため、ベーキング時間Ｔｂは、ベーキング電力指示値Ｐｂと閾値未満積算時間Ｔｌｏｗとに応じて定められている。

ベーキング電力指示値Ｐｂは、ベーキング処理が実行される場合においてハロゲンランプ７３に供給される電力指示値であり、電力指示閾値Ｐｔｈ以上の値が予め定められている。

時間積算部１２０は、電力指示閾値Ｐｔｈ以上の電力値がハロゲンランプ７３に供給された時間を積算して閾値以上積算時間Ｔｈｉを算出する第１の時間積算手段と、電力指示閾値Ｐｔｈ未満の電力値がハロゲンランプ７３に供給された時間を積算して閾値未満積算時間Ｔｌｏｗを算出する第２の時間積算手段として機能する。時間積算部１２０は、算出した閾値以上積算時間Ｔｈｉ及び閾値未満積算時間Ｔｌｏｗを本体制御部１００に出力する。

なお、本実施の形態においては、本体制御部１００、記憶部１１０、時間積算部１２０を別の構成として説明したが、一体的な構成として形成されていてもよく、また、本体制御部１００と定着制御部７５を別の構成として説明したが、定着制御部７５を本体制御部１００に含める構成であってもよく、例えば、システムＬＳＩ（Large Scale Integration）等で実現してもよい。

次に、本実施の形態の動作を説明する。
図２〜４に、本実施の形態におけるハロゲンランプ７３に対する電力制御動作のフローチャートを示す。なお、図２〜４に示すフローチャートは、画像形成装置１に電源電力が供給されている間は随時実行されるものである。

まず、本体制御部１００は、時間積算部１２０により算出される閾値以上積算時間Ｔｈｉ及び閾値未満積算時間Ｔｌｏｗを０に設定（初期化）し、更に、本体制御部１００内において、設定された電力指示値に応じた電力値がハロゲンランプ７３に供給されている時間を計時するために用いられるタイマとしての電力指示時間積算タイマＴ１、規定期間Ｔａを検出するために用いる規定期間検出タイマＴ２、ベーキング時間Ｔｂを計時するベーキング時間積算タイマＴ３の夫々の値を０に設定（初期化）する（ステップＳ１）。

ステップＳ１後、本体制御部１００は、記憶部１１０から電力指示閾値Ｐｔｈ、規定期間Ｔａ、ベーキング時間Ｔｂを示す値を読み出し、読み出した各値を電力指示閾値Ｐｔｈ、規定期間Ｔａ、ベーキング時間Ｔｂとして設定する（ステップＳ２）。

本体制御部１００は、ハロゲンランプ７３に電力が供給されるか否かを判別し（ステップＳ３）、電力が供給されないと判別した場合（ステップＳ３；Ｎｏ）、電力が供給される状態になるまで待機する（ステップＳ３に戻る）。

本体制御部１００によるハロゲンランプ７３に電力が供給されるか否か、又は、電力供給が停止されるか否かの判別は、温度センサ７４から入力される検出温度及び画像形成装置１の動作モード等に基づいて判別することができる。

本体制御部１００は、ハロゲンランプ７３に電力が供給されると判別した場合（ステップＳ３；Ｙｅｓ）、ハロゲンランプ７３に供給すべき電力指示値Ｐを設定し（ステップＳ４）、電力指示時間積算タイマＴ１及び規定期間検出タイマＴ２による計時を開始する（ステップＳ５）と共に、ハロゲンランプ７３に設定された電力指示値Ｐに応じた電力を供給させる（ステップＳ６）。

本体制御部１００によるハロゲンランプ７３に供給すべき電力指示値Ｐの設定は、温度センサ７４から入力される検出温度及び画像形成装置１の動作モード等に基づいて設定することができる。

本体制御部１００は、ハロゲンランプ７３に供給されている電力指示値Ｐは、電力指示閾値Ｐｔｈ以上であるか否かを判別し（ステップＳ７）、電力指示値Ｐは電力指示閾値Ｐｔｈ未満であると判別した場合（ステップＳ７；Ｎｏ）、ステップＳ１５に進む。

本体制御部１００は、電力指示値Ｐは電力指示閾値Ｐｔｈ以上であると判別した場合（ステップＳ７；Ｙｅｓ）、ハロゲンランプ７３に供給されている電力が停止されるか否かを判別し（ステップＳ８）、電力供給が停止されると判別した場合（ステップＳ８；Ｙｅｓ）、ステップＳ３４に進む。

本体制御部１００は、ハロゲンランプ７３に供給されている電力が停止されないと判別した場合（ステップＳ８；Ｎｏ）、電力指示値Ｐは新たな電力指示値（新電力指示値）Ｐｎｅｗに変更されるか否かを判別し（ステップＳ９）、電力指示値Ｐは新電力指示値Ｐｎｅｗに変更されないと判別した場合（ステップＳ９；Ｎｏ）、ステップＳ８に戻る。

本体制御部１００は、電力指示値Ｐが新電力指示値Ｐｎｅｗに変更されると判別した場合（ステップＳ９；Ｙｅｓ）、新電力指示値Ｐｎｅｗは電力指示閾値Ｐｔｈ以上であるか否かを判別する（ステップＳ１０）。

本体制御部１００は、新電力指示値Ｐｎｅｗは電力指示閾値Ｐｔｈ以上であると判別した場合（ステップＳ１０；Ｙｅｓ）、電力指示値Ｐを新電力指示値Ｐｎｅｗに変更して設定し、ハロゲンランプ７３に設定された電力指示値に応じた電力を供給させ（ステップＳ１１）、ステップＳ８に戻る。

本体制御部１００は、新電力指示値Ｐｎｅｗは電力指示閾値Ｐｔｈ未満であると判別した場合（ステップＳ１０；Ｎｏ）、閾値以上積算時間Ｔｈｉに電力指示時間積算タイマＴ１により計時された値を加算し、電力指示時間積算タイマＴ１により計時された値が加算された閾値以上積算時間Ｔｈｉを閾値以上積算時間Ｔｈｉと設定して閾値以上積算時間Ｔｈｉを修正する（ステップＳ１２）。

本体制御部１００は、閾値以上積算時間Ｔｈｉを修正した後（ステップＳ１２後）、電力指示時間積算タイマＴ１の値を０に修正して再度、電力指示時間積算タイマＴ１による計時を再開し（ステップＳ１３）、電力指示値Ｐを新電力指示値Ｐｎｅｗに変更して設定し、ハロゲンランプ７３に設定された電力指示値に応じた電力を供給させる（ステップＳ１４）。

本体制御部１００は、規定期間検出タイマＴ２による計時された値は、規定期間Ｔａ以上であるか否かを判別し（ステップＳ１５）、規定期間検出タイマＴ２による計時された値は規定期間Ｔａ未満であると判別した場合（ステップＳ１５；Ｎｏ）、ステップＳ２６に進む。

本体制御部１００は、規定期間検出タイマＴ２による計時された値は規定期間Ｔａ以上であると判別した場合（ステップＳ１５；Ｙｅｓ）、閾値未満積算時間Ｔｌｏｗは閾値以上積算時間Ｔｈｉ以上であるか否かを判別する（ステップＳ１６）。

本体制御部１００は、閾値未満積算時間Ｔｌｏｗは、閾値以上積算時間Ｔｈｉ未満であると判別した場合（ステップＳ１６；Ｎｏ）、規定期間検出タイマＴ２の値を０に修正して再度、規定期間検出タイマＴ２による計時を再開し（ステップＳ１７）、ステップＳ２６に進む。

本体制御部１００は、閾値未満積算時間Ｔｌｏｗは、閾値以上積算時間Ｔｈｉ以上であると判別した場合（ステップＳ１６；Ｙｅｓ）、ベーキング処理の実行を要すると認識し、現在の画像形成装置１の動作モードはウォームアップモードであるか否かを判別し（ステップＳ１８）、ウォームアップモードでないと判別した場合（ステップＳ１８；Ｎｏ）、ウォームアップモードになるまで待機する（ステップＳ１８に戻る）。

本体制御部１００は、現在の画像形成装置１の動作モードはウォームアップモードであると判別した場合（ステップＳ１８；Ｙｅｓ）、記憶部１１０に記憶され、電力指示閾値Ｐｔｈ以上の電力値に設定されているベーキング電力指示値Ｐｂを読み出し、読み出したベーキング電力指示値Ｐｂを電力指示値Ｐとして設定し、ハロゲンランプ７３に設定された電力指示値Ｐに応じた電力を供給させ（ステップＳ１９）、ベーキング時間積算タイマＴ３による計時を開始し（ステップＳ２０）、ベーキング処理を実行させる。

本体制御部１００は、ベーキング時間積算タイマＴ３による計時された値は、ベーキング時間Ｔｂ以上であるか否かを判別し（ステップＳ２１）、ベーキング時間積算タイマＴ３による計時された値はベーキング時間Ｔｂ未満であると判別した場合（ステップＳ２１；Ｎｏ）、ベーキング時間積算タイマＴ３による計時された値がベーキング時間Ｔｂ以上であると判別されるまで待機する（ステップＳ２１に戻る）。

本体制御部１００は、ベーキング時間積算タイマＴ３により計時された値はベーキング時間Ｔｂ以上であると判別した場合（ステップＳ２１；Ｙｅｓ）、ベーキング処理を終了させると共にベーキング時間積算タイマＴ３による計時を終了する（ステップＳ２２）。

そして、本体制御部１００は、時間積算部１２０の閾値以上積算時間Ｔｈｉ及び閾値未満積算時間Ｔｌｏｗを０に設定（初期化）し、ベーキング時間積算タイマＴ３により計時された値を０に設定（初期化）する（ステップＳ２３）。

更に、本体制御部１００は、電力指示時間積算タイマＴ１により計時された値及び規定期間検出タイマＴ２により計時された値を０に修正して再度、電力指示時間積算タイマＴ１及び規定期間検出タイマＴ２による計時を再開し（ステップＳ２４）、ハロゲンランプ７３に供給すべき電力指示値Ｐを設定し、ハロゲンランプ７３に設定された電力指示値Ｐに応じた電力を供給させ（ステップＳ２５）、ステップＳ７に進む。

本体制御部１００は、規定期間検出タイマＴ２による計時された値は規定期間Ｔａ未満であると判別した場合（ステップＳ１５；Ｎｏ）、又は、ステップＳ１７後、ハロゲンランプ７３に供給されている電力が停止されるか否かを判別し（ステップＳ２６）、電力供給が停止されると判別した場合（ステップＳ２６；Ｙｅｓ）、閾値未満積算時間Ｔｌｏｗに電力指示時間積算タイマＴ１により計時された値を加算し、電力指示時間積算タイマＴ１により計時された値が加算された閾値未満積算時間Ｔｌｏｗを閾値未満積算時間Ｔｌｏｗと設定して閾値未満積算時間Ｔｌｏｗを修正し（ステップＳ２７）、ステップＳ３５に進む。

本体制御部１００は、ハロゲンランプ７３に供給されている電力が停止されないと判別した場合（ステップＳ２６；Ｎｏ）、電力指示値Ｐは新電力指示値Ｐｎｅｗに変更されるか否かを判別し（ステップＳ２８）、電力指示値Ｐは新電力指示値Ｐｎｅｗに変更されないと判別した場合（ステップＳ２８；Ｎｏ）、ステップＳ１５に戻る。

本体制御部１００は、電力指示値Ｐが新電力指示値Ｐｎｅｗに変更されると判別した場合（ステップＳ２８；Ｙｅｓ）、新電力指示値Ｐｎｅｗは電力指示閾値Ｐｔｈ未満であるか否かを判別する（ステップＳ２９）。

本体制御部１００は、新電力指示値Ｐｎｅｗは電力指示閾値Ｐｔｈ未満であると判別した場合（ステップＳ２９；Ｙｅｓ）、電力指示値Ｐを新電力指示値Ｐｎｅｗに変更して設定し、ハロゲンランプ７３に設定された電力指示値Ｐに応じた電力を供給させ（ステップＳ３０）、ステップＳ１５に戻る。

本体制御部１００は、新電力指示値Ｐｎｅｗは電力指示閾値Ｐｔｈ以上であると判別した場合（ステップＳ２９；Ｎｏ）、閾値未満積算時間Ｔｌｏｗに電力指示時間積算タイマＴ１により計時された値を加算し、電力指示時間積算タイマＴ１により計時された値が加算された閾値未満積算時間Ｔｌｏｗを閾値未満積算時間Ｔｌｏｗと設定して閾値未満積算時間Ｔｌｏｗを修正する（ステップＳ３１）。

本体制御部１００は、閾値未満積算時間Ｔｌｏｗを修正した後（ステップＳ３１後）、電力指示時間積算タイマＴ１の値を０に修正して再度、電力指示時間積算タイマＴ１による計時を再開し（ステップＳ３２）、電力指示値Ｐを新電力指示値Ｐｎｅｗに変更して設定し、ハロゲンランプ７３に設定された電力指示値Ｐに応じた電力を供給させ（ステップＳ３３）、ステップＳ８に戻る。

本体制御部１００は、ハロゲンランプ７３に供給されている電力が停止されると判別した場合（ステップＳ８；Ｙｅｓ）、閾値以上積算時間Ｔｈｉに電力指示時間積算タイマＴ１により計時された値を加算し、電力指示時間積算タイマＴ１により計時された値が加算された閾値以上積算時間Ｔｈｉを閾値以上積算時間Ｔｈｉと設定して閾値以上積算時間Ｔｈｉを修正する（ステップＳ３４）。

本体制御部１００は、閾値以上積算時間Ｔｈｉを修正した後（ステップＳ３４後）又は閾値未満積算時間Ｔｌｏｗを修正した後（ステップＳ２７後）、電力指示時間積算タイマＴ１の値を０に修正し（ステップＳ２５）、電力指示時間積算タイマＴ１による計時を停止させ（ステップＳ３６）、また、規定期間検出タイマＴ２により計時された値を保持した状態で規定期間検出タイマＴ２による計時を終了させ（ステップＳ３７）、本処理を終了させる。

なお、本処理が終了された後、再度、本処理を実行する場合には、ステップＳ２から開始される。

図５に、図２〜４において実行されるフローチャートの電力指示値Ｐと閾値未満積算時間Ｔｌｏｗ及び閾値以上積算時間Ｔｈｉの時間経過に対するグラフを示す。

図５に示すように、時刻ｔ０〜ｔ１、時刻ｔ２〜ｔ３、時刻ｔ４〜ｔ５の間は、電力指示値Ｐが電力指示閾値Ｐｔｈ未満であることから、閾値未満積算時間Ｔｌｏｗが増加し、時刻ｔ１〜ｔ２、時刻ｔ３〜ｔ４の間は、電力指示値Ｐが電力指示閾値Ｐｔｈ以上であることから、閾値以上積算時間Ｔｈｉが増加している。そして、規定期間Ｔａが経過した時刻ｔ５において、閾値未満積算時間Ｔｌｏｗは閾値以上積算時間Ｔｈｉ以上であることから、時刻ｔ５以降において画像形成装置１の動作モードがウォームアップモードである場合にベーキング処理が実行される。

図６に、ベーキング処理が実行される際のハロゲンランプ７３に供給される電力の制御フローチャートを示す。図６は、図２〜４のステップＳ１８がＹｅｓと判別された場合からステップＳ２１がＹｅｓと判別されるまでに実行されるものである。

本体制御部１００は、ベーキング処理の実行開始であるか否か、即ち、規定期間検出タイマＴ２により計時された値が規定期間Ｔａ以上であり、閾値未満積算時間Ｔｌｏｗが閾値以上積算時間Ｔｈｉ以上であり、画像形成装置１の動作モードがウォームアップモードであると判別した否かを判別し（ステップＳ４１）、ベーキング処理の実行開始でないと判別した場合（ステップＳ４１；Ｎｏ）、ベーキング処理が実行開始されるまで待機する（ステップＳ４１に戻る）。

本体制御部１００は、ベーキング処理の実行開始であると判別した場合（ステップＳ４１；Ｙｅｓ）、ハロゲンランプ７３に電力を供給させ（ステップＳ４２）、電力指示値Ｐは電力指示閾値Ｐｔｈと等しいか否かを判別する（ステップＳ４３）。

本体制御部１００は、電力指示値Ｐは電力指示閾値Ｐｔｈと等しくないと判別した場合（ステップＳ４３；Ｎｏ）、温度センサ７４から検出された検出温度は、上限温度以上であるか否かを判別する（ステップＳ４４）。

本体制御部１００は、温度センサ７４から検出された検出温度は上限温度未満であると判別した場合（ステップＳ４４；Ｎｏ）、ベーキング処理の実行終了か否か、即ち、ベーキング時間積算タイマＴ３により計時された値はベーキング時間Ｔｂ以上であるか否かを判別し（ステップＳ４５）、ベーキング処理の実行終了ではないと判別した場合（ステップＳ４５；Ｎｏ）、ステップＳ４４に戻る。

本体制御部１００は、ベーキング処理の実行終了であると判別した場合（ステップＳ４５；Ｙｅｓ）、ステップＳ５４に進む。

本体制御部１００は、温度センサ７４から検出された検出温度は上限温度以上であると判別した場合（ステップＳ４４；Ｙｅｓ）、電力指示値Ｐを電力指示閾値Ｐｔｈに変更して設定し、ハロゲンランプ７３に設定された電力指示値Ｐに応じた電力を供給させ（ステップＳ４６）、温度センサ７４から検出された検出温度は、上限温度以上であるか否かを判別する（ステップＳ４７）。

本体制御部１００は、温度センサ７４から検出された検出温度は上限温度未満であると判別した場合（ステップＳ４７；Ｎｏ）、ベーキング処理の実行終了か否かを判別し（ステップＳ４８）、ベーキング処理の実行終了ではないと判別した場合（ステップＳ４８；Ｎｏ）、ステップＳ４７に戻る。

本体制御部１００は、ベーキング処理の実行終了であると判別した場合（ステップＳ４８；Ｙｅｓ）、ステップＳ５４に進む。

本体制御部１００は、温度センサ７４から検出された検出温度は上限温度以上であると判別した場合（ステップＳ４７；Ｙｅｓ）、ステップＳ５０に進む。

本体制御部１００は、電力指示値Ｐは電力指示閾値Ｐｔｈと等しいと判別した場合（ステップＳ４３；Ｙｅｓ）、温度センサ７４から検出された検出温度は、上限温度以上であるか否かを判別する（ステップＳ４９）。

本体制御部１００は、温度センサ７４から検出された検出温度は上限温度未満であると判別した場合（ステップＳ４９；Ｎｏ）、ステップＳ５３に進む。

本体制御部１００は、ステップＳ４７；Ｙｅｓ後、又は、温度センサ７４から検出された検出温度は上限温度以上であると判別した場合（ステップＳ４９；Ｙｅｓ）、ハロゲンランプ７３に対する電力供給を停止させ（ステップＳ５０）、温度センサ７４から検出された検出温度は、下限温度以下であるか否かを判別する（ステップＳ５１）。

本体制御部１００は、温度センサ７４から検出された検出温度は下限温度以下でないと判別した場合（ステップＳ５１；Ｎｏ）、温度センサ７４から検出された検出温度が下限温度以下になるまで待機する（ステップＳ５１に戻る）。

本体制御部１００は、温度センサ７４から検出された検出温度は下限温度以下であると判別した場合（ステップＳ５１；Ｙｅｓ）、ハロゲンランプ７３に電力を供給させる（ステップＳ５２）。

本体制御部１００は、ステップＳ４９；Ｎｏ後、又は、ステップＳ５２後、ベーキング処理の実行終了か否かを判別し（ステップＳ５３）、ベーキング処理の実行終了ではないと判別した場合（ステップＳ５３；Ｎｏ）、ステップＳ４９に戻る。

本体制御部１００は、ステップＳ４５；Ｙｅｓ後、ステップＳ４８；Ｙｅｓ後、又は、ベーキング処理の実行終了であると判別した場合（ステップＳ５３；Ｙｅｓ）、ハロゲンランプ７３に対する電力供給を停止させ（ステップＳ５４）、本処理を終了させる。

図７に、図６において実行されるベーキング処理動作時の検出温度と電力指示値Ｐの時間経過に対するグラフの例を示し、図８に、ウォームアップ中においてベーキング処理が実行された際の検出温度の時間経過に対するグラフの例を示す。

図７に示すように、時刻ｔ１０から検出温度が上限温度以上となる時刻ｔ１１の間は、電力指示閾値Ｐｔｈ以上のベーキング電力指示値Ｐｂが電力指示値Ｐとしてハロゲンランプ７３に供給される。そして、検出温度が上限温度以上となる時刻ｔ１１のとき、電力指示閾値Ｐｔｈに変更された電力指示値Ｐがハロゲンランプ７３に供給されることにより、検出温度が下降することとなる。

このとき、電力指示値Ｐが電力指示閾値Ｐｔｈにも関わらず、検出温度（即ち、定着装置の温度）が上昇し続け、上限温度以上となってしまう場合には、ハロゲンランプ７３への電力供給を停止し、定着装置の温度を低下させる（時刻ｔ１２）。下限温度まで低下した際は、電力指示値Ｐは電力指示閾値Ｐｔｈのままハロゲンランプ７３への電力供給を再開する（時刻ｔ１３）。以後、検出温度に応じて、ハロゲンランプ７３への電力供給、停止が繰り返されることとなる。この制御により、定着装置の加熱防止とベーキング効果を両立させることが可能となる。なぜならば、定着装置の加熱防止のために電力指示値Ｐを電力指示閾値Ｐｔｈ未満としてしまうと、ハロゲンサイクルが回らない期間が長くなり、ベーキング効果を減殺してしまうからである。

図８に示す一点破線Ｄは通常のウォームアップモードにおける検出温度の時間変化を示し、実線Ｄｂはウォームアップモード中にベーキング処理を実行する際の検出温度の時間変化を示す。

図８に示すように、通常のウォームアップモードでは、短時間で加熱定着可能な温度（目標温度）に加熱部材７１を加熱させる必要があるため、検出温度の変化率は大きく設定されている。ウォームアップモード中にベーキング処理を実行する場合には、ハロゲンランプ７３の管面の温度を２５０℃以上に保ちつつ管面に付着したタングステンを十分に蒸発させる必要があることから、通常のウォームアップモードの場合に比べ、検出温度の変化率を小さく設定して、通常のウォームアップモードよりも目標温度に達する時間を長くすることが好ましい。

このように、本実施の形態によれば、予め設定された期間において、閾値未満積算時間Ｔｌｏｗが閾値以上積算時間Ｔｈｉ以上である場合、電力指示閾値Ｐｔｈ以上に設定された電力指示値Ｐをハロゲンランプ７３に供給する命令として定着制御部７５及び駆動回路部７６に指示することでハロゲンランプ７３を強制的に加熱（ベーキング処理を実行）させることがき、ハロゲンサイクルを生じさせて管面に付着しているタングステンを蒸発させ、タングステンをフィラメントに再度沈着させることができるため、常にハロゲンサイクルを維持するために一定以上の電力を供給し続けなくともハロゲンランプ７３の寿命を確保することができ、ハロゲンサイクルを維持するための電力指示値に拘束されることなくハロゲンランプ７３に供給する電力指示値を自由に設定することができるため、省電力化を図ることができる。

また、ベーキング処理を実行する場合、検出温度が上限温度以上である場合には、ハロゲンランプ７３へ供給される電力指示値Ｐを電力指示閾値Ｐｔｈに設定することにより、ハロゲンサイクルを生じさせつつハロゲンランプ７３の電力供給による定着装置の過上温度を防止することができ、更に、検出温度が上限温度以上である場合にはハロゲンランプ７３への電力の供給を停止させ、検出温度が下限温度以下である場合にはハロゲンランプ７３へ電力を供給させることにより、ハロゲンサイクルを生じさせつつハロゲンランプ７３の電力供給による定着装置の過上温度を防止することができる。

また、本発明は、上記実施の形態の内容に限定されるものではなく、本発明の主旨を逸脱しない範囲で適宜変更可能である。

本実施の形態における画像形成装置１の概略制御構成図である。 本実施の形態におけるハロゲンランプ７３に対する電力制御動作のフローチャートである。 本実施の形態におけるハロゲンランプ７３に対する電力制御動作のフローチャートである（図２の続き）。 本実施の形態におけるハロゲンランプ７３に対する電力制御動作のフローチャートである（図３の続き）。 図２〜４において実行されるフローチャートの電力指示値Ｐと閾値未満積算時間Ｔｌｏｗ及び閾値以上積算時間Ｔｈｉの時間経過に対するグラフの例である。 ベーキング処理が実行される際のハロゲンランプ７３に供給される電力の制御フローチャートである。 図６において実行されるベーキング処理動作時の検出温度と電力指示値Ｐの時間経過に対するグラフの例である。 ウォームアップ中においてベーキング処理が実行された際の検出温度の時間経過に対するグラフの例である。

符号の説明

１ 画像形成装置
１０ 画像読取部
２０ プリント部
３０ 画像形成部
４０ クリーニング部
５０ 給紙部
６０ 搬送部
７０ 定着装置
７１ 加熱部材
７２ 加圧部材
７３ ハロゲンランプ
７４ 温度センサ
７５ 定着制御部
７６ 駆動回路部
８０ 操作表示部
９０ 通信部
１００ 本体制御部
１１０ 記憶部
１２０ 時間積算部
ＡＣ 交流電源部
Ｐ 電力指示値
Ｐｂ ベーキング電力指示値
Ｐｔｈ 電力指示閾値
Ｐｎｅｗ 新電力指示値
Ｔ１ 電力指示時間積算タイマ
Ｔ２ 規定期間検出タイマ
Ｔ３ ベーキング時間積算タイマ
Ｔａ 規定期間
Ｔｂ ベーキング時間
Ｔｈｉ 閾値以上積算時間
Ｔｌｏｗ 閾値未満積算時間

Claims (4)

1. ハロゲンランプにより加熱される加熱部材を有する定着装置を備えた画像形成装置において、
   前記ハロゲンランプに電力を供給する駆動手段と、
   前記ハロゲンランプに供給される電力値の閾値を予め記憶している記憶手段と、
   前記閾値以上の電力値が前記ハロゲンランプに供給された時間を積算する第１時間積算手段と、
   前記閾値未満の電力値が前記ハロゲンランプに供給された時間を積算する第２時間積算手段と、
   予め設定された期間において、前記第２時間積算手段により積算された時間が前記第１時間積算手段により積算された時間以上である場合、前記閾値以上の電力値を前記ハロゲンランプに供給する命令を前記駆動手段に指示する電力制御手段と、
   を備えること、
   を特徴とする画像形成装置。
2. 前記ハロゲンランプの温度を検出する温度検出手段を備え、
   前記記憶手段は、前記定着装置における定着温度の上限温度を記憶しており、
   前記電力制御手段は、
   前記閾値以上の電力値を前記ハロゲンランプに供給する命令を前記駆動手段に指示した後、前記温度検出手段により検出された温度が前記上限温度以上である場合、前記ハロゲンランプへ供給される電力値を前記閾値に設定すること、
   を特徴とする請求項１記載の画像形成装置。
3. 前記ハロゲンランプの温度を検出する温度検出手段を備え、
   前記記憶手段は、前記定着装置における定着温度の上限温度と下限温度を記憶しており、
   前記電力制御手段は、
   電力値を閾値に設定しているにも関わらず、前記温度検出手段により検出された温度が前記上限温度以上となる場合には前記ハロゲンランプへの電力の供給を停止させ、前記温度検出手段により検出された温度が前記下限温度以下である場合には前記ハロゲンランプへ電力を供給させること、
   を特徴とする請求項１又は２記載の画像形成装置。
4. 前記電力制御手段は、
   ウォームアップモード中に前記前記閾値以上の電力値を前記ハロゲンランプに供給する命令を前記駆動手段に指示すること、
   を特徴とする請求項１から３のいずれか一項に記載の画像形成装置。

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