JP2020016761A - 画像形成装置、画像形成装置の制御方法 - Google Patents

Abstract

【課題】本発明では、低入力状態での動作による定着不良を防止すると共に、記録媒体の過熱を防止することを課題としている。【解決手段】定着ローラ１８と、定着ローラ１８を加熱する定着ヒータ２７とを有する定着装置６と、画像形成装置１に入力される電圧を検知するＡＣ電圧検知部６１とを備え、定着装置６は、用紙Ｐへの定着動作を開始する前の待機時において、定着ヒータ２７による加熱により、定着ローラ１８を所定の待機温度に加熱し、ＡＣ電圧検知部６１によって検知された電圧が、所定の条件を満たさない低電圧状態である場合、定着ローラ１８の待機温度を、所定の条件を満たす通常電圧状態の場合の待機温度よりも高い温度で、かつ、定着動作時の設定温度よりも高い温度Ｔ１に設定する画像形成装置１である。【選択図】図７

Description

本発明は、画像形成装置、画像形成装置の制御方法に関する。

複写機、プリンタ、ファクシミリ、またはそれらの複合機における画像形成装置においては、画像が形成された記録媒体を、定着ニップにおいて加熱および加圧することにより、画像を記録媒体に定着させる定着動作が行われる。そして、この定着動作時に記録媒体を十分に加熱するために、定着動作前に、定着部材を、予め加熱部材によって所定の温度まで加熱する制御がなされる。

ところで、電源状態の不安定な新興国等では、画像形成装置に入力される電圧が、定格電圧よりも著しく小さい低電圧状態で、画像形成装置を動作させる場合がある。そして、このような低電圧状態では、定着動作中の定着部材に対する加熱量が小さくなるため、定着動作前に定着部材を所定の温度まで加熱した場合でも、連続して記録媒体に定着動作が行われると、定着部材の温度落ち込みが大きくなり、定着不良が生じてしまう。

上記の低電圧状態を原因とする定着不良を防止する対策として、例えば特許文献１（特開２００８−９３１０号公報）の画像形成装置では、電圧値判定部により判定されたヒータの入力電圧値に基づいて、定着装置の立ち上げ時及び通紙時の定着部材の目標温度を変更している。つまり、低電圧状態であると判定された場合には、目標温度を高く設定することで、通紙時の定着部材の温度落ち込みによる定着不良を防止している。

特許文献１のように、低電圧状態の場合に、定着装置の立ち上げ時及び通紙時の定着部材の目標温度を大きくすることで、定着不良を防止することができる。しかし一方で、定着部材の温度が定着動作時に大きくなることで、例えば記録媒体の両面に画像を形成する場合等に、記録媒体に与える熱量が過剰になって、記録媒体がカールしてしまうという問題があった。

このような事情から、本発明では、画像形成装置に入力される電圧等の状態が所定の条件を満たさない低入力状態の場合において、定着不良を防止すると共に、記録媒体の過熱を防止することを課題としている。

上記の課題を解決するため、本発明は、定着部材と、前記定着部材を加熱する加熱部材とを有する定着装置と、画像形成装置に入力される電圧、電流、電力の少なくともいずれか一つを検知する検知部とを備え、前記定着装置は、記録媒体への定着動作に備えて待機する待機時において、前記加熱部材により、前記定着部材を所定の待機温度に加熱し、前記検知部によって検知された電圧または電流または電力から得られる状態が、所定の条件を満たさない低入力状態である場合、前記定着部材の待機温度を、所定の条件を満たす通常入力状態の場合の待機温度よりも高い温度で、かつ、定着動作時の設定温度よりも高い温度に設定することを特徴とする。

本発明では、低入力状態の場合の待機温度を高く設定すると共に、定着動作時の設定温度をその待機温度よりも低く設定することで、低入力状態を原因とする定着不良を防止すると共に、定着動作時の記録媒体の過熱も防止することができる。

画像形成装置の概略構成図である。 画像形成装置の斜視図である。 操作パネルの概略構成図である。 画像形成装置のブロック構成図である。 定着ヒータ周辺のブロック構成図である。 定着ヒータ周辺の制御回路の回路構成図である。 本実施形態の画像形成装置の制御方法を示すフロー図である。 検知された入力電圧の変遷を示す図である。 定着ローラの温度の変遷を示す図である。 異なる実施形態の画像形成装置の制御方法を示すフロー図である。 定着ローラおよび加圧ローラの温度の変遷を示す図である。 異なる実施形態の画像形成装置の制御方法を示すフロー図である。 異なる実施形態の画像形成装置の制御方法を示すフロー図である。 異なる実施形態の画像形成装置の制御方法を示すフロー図である。

以下、本発明に係る実施の形態について、図面を参照して説明する。なお、各図中、同一又は相当する部分には同一の符号を付しており、その重複説明は適宜に簡略化ないし省略する。

図１および図２に示すモノクロの画像形成装置１には、プロセスユニット２が着脱可能に設けられている。なお、図２では、画像形成装置の外形である意匠部分を点線で示し、画像形成装置内部の部材および用紙を実線で示している。

プロセスユニット２は、表面上に現像剤としてのトナーを担持可能なドラム状の回転体である、感光体ドラム１０と、感光体ドラム１０の表面を一様に帯電させる帯電ローラ１１と、感光体ドラム１０の表面にトナーを供給する現像装置１２と、感光体ドラム１０の表面をクリーニングするためのクリーニングブレード１３等で構成されている。現像装置１２の隣には、トナーを現像装置１２に供給するトナーボトル２６が配置されている。

プロセスユニット２の下方には、光書込部３が配置されている。光書込部３は、画像データに基づいて、レーザ光を発するように構成されている。

また、感光体ドラム１０に当接する位置に、感光体ドラム１０表面上の画像を転写する転写ローラ１４が配置されている。転写ローラ１４と感光体ドラム１０の当接部により転写ニップが形成される。また、転写ローラ１４には、所定の直流電圧（ＤＣ）及び／又は交流電圧（ＡＣ）が印加されるようになっている。

画像形成装置１の下部には給紙部４が位置しており、記録媒体としての用紙Ｐを収容した給紙トレイ１５や、給紙トレイ１５から用紙Ｐを搬送路５へ搬出する給紙ローラ１６等からなっている。給紙ローラ１６の搬送方向下流側にはレジストローラ１７が配置されている。

給紙部４とは別に、手差し給紙部８が設けられる。手差し給紙部８は、用紙Ｐを載置する手差し給紙トレイ２２、用紙Ｐを装置内部へ給紙する手差し給紙ローラ２３、用紙Ｐを一枚毎に分離する、手差し分離ローラ２４、手差し給紙路２５などが設けられる。手差し給紙トレイ２２は、回転中心２２ａを中心に回転可能に設けられる。

定着装置６は、加熱部材としての定着ヒータ２７と、定着ヒータ２７によって加熱される定着部材としての定着ローラ１８、その定着ローラ１８を加圧可能な加圧ローラ１９、定着ローラ１８に接触して、その表面温度を検知する第一温度検知部材としての第一サーミスタ２８、加圧ローラ１９に接触して、その表面温度を検知する第二温度検知部材としての第二サーミスタ３２、定着分離爪２９等を有している。また、定着装置６には、定着ローラ１８の過昇温防止のためのサーモスタットが設けられている。加圧ローラ１９は、定着ローラ１８の回転に従動して回転する。

搬送路５の末端には排紙部７が設けられる。排紙部７は、用紙Ｐを外部へ排出するための一対の排紙ローラ２０と、排出された用紙Ｐをストックするための排紙トレイ２１とが配置されている。

画像形成装置１の上方には、ＡＤＦ（自動原稿送り装置）３０と、スキャナ部３１等が設けられる。画像形成装置１の外装面の所定の位置には操作パネルが設けられる。なお、ＰＣオンライン出力専用機（所謂プリンタバージョン）等でコントローラを内蔵し、スキャナ部３１を設けない構成であってもよい。

以下、図１および図２を参照して上記画像形成装置１の基本的動作について説明する。

画像形成動作が開始されると、まず感光体ドラム１０が帯電ローラ１１によってその表面を帯電される。そして、画像データに基づいて光書込部３からレーザービームが照射され、照射された部分の電位が低下して静電潜像が形成される。静電潜像が形成された感光体ドラム１０には、現像装置１２から表面部分にトナーが供給され、トナー画像（現像剤像）として可視像化される。そして、転写後の感光体ドラム１０に残されたトナー等は、クリーニングブレード１３によって取り除かれる。

一方、画像形成動作が開始されると、画像形成装置１の下部では、給紙部４の給紙ローラ１６が回転駆動することによって、給紙トレイ１５に収容された用紙Ｐが搬送路５に送り出される。

手差し給紙部８から給紙される場合には、手差し給紙トレイ２２に載置された用紙Ｐが、手差し給紙ローラ２３によって装置内部へ給紙され、手差し分離ローラ２４によって一枚毎に分離され、手差し給紙路２５から搬送路５に送り出される。

搬送路５に送り出された用紙Ｐは、レジストローラ１７によってタイミングを計られ、感光体ドラム１０表面上のトナー画像と向かい合うタイミングで転写ローラ１４と感光体ドラム１０のニップ部へ搬送され、トナー画像が転写される。

トナー画像が転写された用紙Ｐは、定着装置６へと搬送される。定着装置６では、第一サーミスタ２８によって定着ローラ１８の温度を検知し、定着ヒータ２７のＯＮ／ＯＦＦ制御を行っている。

定着ローラ１８と加圧ローラ１９はスプリングなどの付勢機構によって常時当接しており、定着ニップＮを形成している。定着装置６へ搬送された用紙Ｐは、定着ニップＮへ送られ、定着ニップＮにおいて加熱および加圧されて、トナー画像が用紙Ｐに定着される。そして、トナー画像が定着された用紙Ｐは、定着分離爪２９によって定着ローラ１８から分離され、排紙ローラ２０によって排紙トレイ２１へと排出される。以上の動作により、用紙Ｐへの画像形成動作が行われる。

なお、本実施形態では、排紙ローラ２０は、定着ローラ１８とギアを介して連結されており、定着ローラ１８の回転に伴って回転するようになっている。また、定着圧解除レバーの操作により、定着ローラ１８と加圧ローラ１９との加圧状態および非加圧状態を切り替えることができる。例えば、非加圧状態にすることにより、定着装置に詰まったジャム紙を容易に取り除くことができる。

図３は、画像形成装置１に設けられた操作パネル４０の図である。操作パネル４０には、操作内容や装置の異常等を表示する液晶パネル４１が設けられる。その周辺に印刷等の各操作や設定を行うためのボタンが配置されており、例えば、コピーおよびスキャナ機能の切り替えを行う機能選択キー４２、テンキー４３、ファンクションキー４４、コピーの動作開始などを行わせるスタートキー４５等が設けられる。

作業者は、液晶パネル４１に表示される選択画面を見ながら印刷の各種条件を設定し、スタートキー４５を押下して印刷等の動作を開始させる。異常状態を画像形成装置１の制御部が検出した場合や作業者に所定の作業を促す場合等にも、必要な情報が液晶パネル４１に表示される。

図４において、画像形成装置１は、コントローラ５０、ＲＯＭ（Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）５１、ＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）５２、通信Ｉ／Ｆ５３、操作表示部（操作パネル）４０、作像部５４、定着装置６及び光書込部３等を備えており、主要各部は、バス５５により接続されている。作像部５４は、プロセスユニット２や画像の転写機構に関する制御部分である。

ＲＯＭ５１は、画像形成装置１としての基本プログラム及び後述する定着制御プログラム等の各種プログラムを格納するとともに、当該各プログラムを実行するのに必要なデータが予め格納されている。

ＲＡＭ５２は、コントローラ５０のワークメモリとして利用され、コントローラ５０が実行途中で必要とする各種データを書き込む。

コントローラ５０は、ＲＯＭ５１内に格納されているプログラムに基づいてＲＡＭ５２をワークメモリとして利用して、画像形成装置１の各部を制御して画像形成装置１としての処理を実行するとともに、特に、後述する定着制御処理を実行する。

通信Ｉ／Ｆ５３には、ＬＡＮ等のネットワークＮＷが接続され、ネットワークを介して画像データ等を送受信する。

操作表示部４０は、前述した画像形成装置１の操作に必要な各種キーとディスプレイ等が設けられており、コントローラ５０の制御下でディスプレイに各種情報を表示したり、キー操作内容をコントローラ５０に出力する。

図５は、ＡＣ電源から画像形成装置に入力される電圧値を検知し、定着ヒータ２７のＯＮＯＦＦ制御をする定着ヒータ周辺の制御部分の構成を示すブロック図で、図６が図５のブロック図で示した構成をより詳細に説明した回路構成図である。

画像形成装置１は、上記コントローラ５０が図６に示す制御基板５６上に搭載されており、この制御基板５６上には、さらに、上記ＲＯＭ５１及びＲＡＭ５２が搭載されている。

図６に示すように、制御基板５６には、上記作像部５４、定着装置６、光書込部３、操作表示部４０等が接続されているとともに、ＤＣ電源部５７、定着ヒータリレー制御部５８、ゼロクロス検知部５９、ヒータ制御部６０及びＡＣ電圧検知部（検知部）６１等が接続されており、ＤＣ電源部５７には、ノイズフィルタ（ＮＦ）６２を介してＡＣ（交流）１００Ｖの外部電源、例えば、商用電源が供給される。そして、ノイズフィルタ６２とＤＣ電源部５７との間の電源供給線には、ヒータリレー制御部５８及びヒータ制御部６０を介して定着装置６の定着ローラを加熱する定着ヒータ２７が接続されている。

ＤＣ電源部５７は、ノイズフィルタ６２を介して供給されるＡＣ１００Ｖの外部電源をＤＣ（直流）に整流・電圧調整して、制御基板５６を介してＤＣ電源を画像形成装置１の各部に供給する。

ヒータリレー制御部５８は、定着ヒータリレー５８１及びトランジスタ５８２等を備え、制御基板５６からトランジスタ５８２のベースに入力する定着ヒータ給電用リレー制御信号を制御することで、定着ヒータリレー５８１をオン／オフさせて、定着ヒータ２７への通電をオン／オフ制御する。特に、制御基板５６のコントローラ５０は、電源オンに通電させ、定着ヒータ２７の異常時にオフするように、定着ヒータ給電用リレー制御信号をトランジスタ５８２に出力する。

ゼロクロス検知部５９は、全波整流回路、電圧比較回路等で構成され、ノイズフィルタ６２を介して供給されるＡＣ１００Ｖの外部電源にヒータリレー制御部５８を介して接続されている。ゼロクロス検知部５９は、ＡＣ電源電圧のゼロクロスタイミングを検知して、そのタイミングでゼロクロスタイミング信号を発生する。 このゼロクロスタイミング信号は、制御基板５６に入力され、制御基板５６のコントローラ５０の割り込み信号に接続されて、種々のＡＣ関連制御の基準タイミング、特に、定着ヒータ２７の通電制御に使用される。

ヒータ制御部６０は、コイルＬ１、Ｌ２、コンデンサＣ１、Ｃ２、抵抗Ｒ１、Ｒ２、トライアックＴＲ１、ＴＲ２、フォトカプラＰＣ１、ＰＣ２及びトランジスタＴｒ１、Ｔｒ２等を備えており、コンデンサＣ１、抵抗Ｒ１及びコイルＬ１からなる共振回路に定着ヒータ２７１が接続され、コンデンサＣ２、抵抗Ｒ２及びコイルＬ２からなる共振回路に定着ヒータ２７２（もう一本のヒータ）が接続されている。ヒータ制御部６０は、制御基板５６から定着ヒータ制御信号Ｄ１、Ｄ２がトランジスタＴｒ１、Ｔｒ２に入力されると、フォトカプラＰＣ１、ＰＣ２がオンして、トライアックＴＲ１、ＴＲ２がＯＮ（オン）し、抵抗Ｒ１、コイルＬ１及びコンデンサＣ１の共振回路で定着ヒータ２７１を発熱させ、また、抵抗Ｒ２、コイルＬ２及びコンデンサＣ２の共振回路で定着ヒータ２７２を発熱させ、定着装置６の定着ローラ１８を加熱させる。その後、トライアックＴＲ１、ＴＲ２が、その特性により電圧の極性が反転すると、ＯＦＦ（オフ）して、定着ヒータ２７への通電を停止する。

ＡＣ電圧検知部６１は、トランス６１１及びダイオードブリッジ６１２等を備え、トランス６１１にノイズフィルタ６２を介して供給される外部電源に定着ヒータリレー制御部５８を介して接続され、この外部電源をＡＣからＤＣに変換するとともに、ダイオードブリッジ６１２を介して制御基板５６に入力することで、制御基板５６で外部電源電圧を検知できるようにしている。

すなわち、ＡＣ電圧検知部６１は、外部電源のＡＣ電圧を検知して制御基板５６に入力し、制御基板５６は、Ａ／Ｄコンバータの検知可能な電圧に変換する抵抗を搭載していて、電圧変換した信号をＡ／Ｄコンバータでデジタル変換することで、ＡＣ電圧を検知している。この外部電源は、商用電源の場合、電圧波形が通常５０Ｈｚまたは６０Ｈｚの正弦波であるため、ＡＣ電圧に対してサンプリング周期を十分に速くし、ＡＣ電圧の検知信号を制御基板５６に取り込んで、制御間隔単位時間分のＡＣ電圧情報を記憶する設定となっている。

本実施形態の画像形成装置では、画像形成動作の開始前、特に、定着動作の開始前に、定着ローラ１８を所定の待機温度まで加熱および維持する制御がなされる。以下、定着ローラ１８をこの待機温度まで加熱および維持する期間を待機時と呼び、この待機時の制御について説明する。なお、以下の説明では、一例として、画像形成装置に電源が投入されて立ち上げ動作が行われた場合について、説明する。この場合、上記の待機時のうち、特に、定着ローラ１８を所定の温度まで加熱する期間を立ち上げ時と呼ぶ。

図７に示すように、画像形成装置１に電源が投入されると、定着ヒータ２７への通電が開始され、定着ローラ１８および加圧ローラ１９が加熱される（ステップＳ０）。本実施形態では、待機時には、定着ローラ１８および加圧ローラ１９を回転させずに加熱を行う。

そして、電源投入から所定時間経過後に、画像形成装置１に入力される電圧の値を検知する（ステップＳ１）。そして、この検知された電圧値により、低電圧状態であるか否かの判定を行う（ステップＳ２）。

具体的な低電圧状態か否かの判定の方法を、図８を用いて説明する。図８は、画像形成装置１の立ち上げ時の入力電圧の検知の様子を示す図で、図の横軸が電源投入からの時間の推移を示す時間ｔ［ｓｅｃ］、縦軸が画像形成装置への入力電圧Ｖ［Ｖ］である。本実施形態では、ＡＣ電圧検知部６１（図５参照）により、外部電源から画像形成装置１に入力された電圧値を検知している。

図８に示すように、画像形成装置１に電源を投入してから、ｔ１秒後にｔ２秒間の電圧検知時間を設けて、このｔ２秒間に入力電圧の検知をＥ回行う。そして、このｔ２秒間に検知された電圧値（電圧状態）が、電圧基準値Ｖ１を下回る回数をカウントし、この回数が、Ｅ０回以上であるか否か（電圧条件）を判断する。Ｅ０回以上であった場合（電圧条件を満たさない場合）には低電圧状態（低入力状態）であると判断し、Ｅ０回より少ない場合には通常電圧状態（通常入力状態）と判断する。この閾値Ｅ０は、定められた電圧基準値Ｖ１等の条件に応じて、Ｅ０以下の範囲で適宜設定が可能である。一例として、本実施形態では、時間ｔ１は３秒、ｔ２は５秒、Ｅは５０回、Ｅ０は３０回にそれぞれ設定している。

ここで、通常電圧状態とは、画像形成装置１が正常に稼働する電圧状態のことであり、低電圧状態は、例えば画像形成装置１の動作保障範囲から外れる等、通常の稼働範囲を大きく外れた状態のことである。一例として、２２０〜２４０Ｖを定格電圧とする新興国等においては、この定格電圧の１５％以下（画像形成装置の動作保障の１５%以下）まで電圧が低下する場合があり、このような場合が低電圧状態に該当する。

電源投入後、定着ヒータ２７に突入電流が流れるときには、ＡＣ電源の電圧降下が発生し、一時的に低い値の入力電圧値が検知される。本実施形態では、電源を投入してからｔ１秒後に入力電圧の検知を行うことにより、この電圧降下のタイミングを避けて入力電圧の検知を行うことができ、正確に通常電圧状態と低電圧状態とを判別することができる。ｔ１の値としては、事前に電圧降下の発生する時間の長さを測定し、この時間の長さを上回る数値を設定することができる。

以上のような検知方法により、ｔ２秒間で電圧基準値Ｖ１を下回る回数がＥ０回未満であった場合、つまり、通常電圧状態であると判断された場合には、図７に示すように、待機温度が温度Ｔ０に設定される（ステップＳ３）。一方、電圧基準値Ｖ１を下回る回数がＥ０回以上であった場合、つまり、低電圧状態であると判断された場合には、待機温度が、上記の待機温度Ｔ０よりも高い温度である、温度Ｔ１に設定される（ステップＳ４）。このように、本実施形態では、低電圧状態であると判断された場合に、通常よりも高い待機温度を設定するようにしている。なお、上記の待機温度Ｔ０，Ｔ１とは、待機時に定着ヒータ２７の加熱により、維持される定着ローラ１８の温度であり、立ち上げ時の目標温度でもある。

そして、定着ヒータ２７による加熱が行われ、定着ローラ１８は、設定された待機温度まで加熱および維持される（ステップＳ５）。この待機状態は、定着装置が異なるモードへ変更されるまで継続され、定着ローラが待機温度に維持され続ける。具体的なモード変更としては、画像形成装置に印刷指令がなされて、後述の図９で示す待機時から通紙時に移行した場合や、所定の時間、画像形成装置が操作されずにスリープモードへ移行する場合がある。

以下、図９を用いて、それぞれの電圧状態での定着ローラの温度の変遷について説明する。図９は、横軸に電源投入（図の左端）からの時間の経過ｔ［ｓｅｃ］を、縦軸に定着ローラの温度［℃］をそれぞれ示しており、定着ローラが待機温度まで加熱された後、連続して複数枚の用紙に画像形成動作が行われた場合、つまり、定着装置に連続して複数枚の用紙が通紙されて定着動作が行われた場合を示している。また、図９の実線Ｌ１は、通常電圧状態と判断された場合の温度の変遷、点線Ｌ２は、低電圧状態と判断された場合の温度の変遷を示す。そして、図９の一点鎖線Ｌ３は、本発明と異なり、低電圧状態と判断された場合に、通常電圧状態と同じ待機温度で加熱した場合の温度の変遷を示している。なお、図９に示す「通紙」の範囲は、画像形成装置に用紙が通紙されている状態を示しており、図の通紙の終了時は、画像形成動作の終了時（印刷の完了時）を示している。

定着装置の立ち上げ動作が開始されると、定着ヒータ２７に通電されて定着ローラ１８の加熱が行われ、定着ローラ１８の温度が上昇していく。図９の実線Ｌ１に示すように、通常電圧状態と判断された場合には、待機温度は温度Ｔ０に設定される。

そして、定着ローラ１８が待機温度Ｔ０に達すると、温度Ｔ０を維持するように定着ヒータ２７が制御される。画像形成動作が開始され、複数枚の用紙が定着ニップに通紙されると、定着ローラ１８は、用紙や用紙上のトナーに熱を奪われて一時的に温度が低下する。この通紙時においても、定着ローラ１８は、定着ヒータ２７によって加熱されており、通紙の後半の段階では、定着ローラ１８は再び温度Ｔ０に復帰する。本実施形態では、通常電圧状態での立ち上げ時の待機温度Ｔ０と、通紙時の設定温度である定着温度とを同じに設定している。

一方、図９の一点鎖線Ｌ３の場合、つまり、低電圧状態において、上記の通常電圧状態と同じ制御をした場合について説明する。
図９の一点鎖線Ｌ３に示すように、定着ローラ１８は、待機温度Ｔ０になるように加熱される。この際、低電圧状態では、定着ヒータ２７による加熱量が小さいため、実線Ｌ１と比べて待機温度Ｔ０に達するまでに多くの時間を要する。そして、複数枚の用紙が定着ニップに通紙されることにより、定着ローラ１８の温度が低下する。この際、低電圧状態では、上記のように定着ヒータ２７による加熱量が小さいため、通紙時に定着ローラ１８が定着ヒータ２７から受け取る熱量も小さい。従って、実線Ｌ１と比較すると、通紙時における一点鎖線Ｌ３の温度の落ち込みは大きくなり、温度Ｔ０を大きく下回る温度まで低下する。このため、連続して通紙されると、定着ローラ１８の温度不足により、定着不良が生じるおそれがある。

これに対して、本実施形態では、点線Ｌ２に示すように、低電圧状態と判断された場合には、待機温度が温度Ｔ０よりも高い温度Ｔ１に設定され、定着ヒータ２７による定着ローラ１８の加熱が行われる。これにより、定着ローラ１８および加圧ローラ１９がより多くの熱量を蓄えた状態で、定着ニップ部への通紙が行われることになる。従って、点線Ｌ２では、一点鎖線Ｌ３と比較して、通紙時の定着ローラ１８の温度落ち込みを小さく抑えることができ、定着不良を防止することができる。

また低電圧状態の場合でも、通紙時の設定温度は、通常電圧状態の場合と同じ温度Ｔ０に設定している。このため、通紙の後半段階で、点線Ｌ２は温度Ｔ０に復帰することになる。このように、待機時の設定温度のみを大きくして通紙時の設定温度を変更しないことにより、言い換えると、待機時の加熱量のみを大きくして通紙時の加熱量を変更しないことにより、通紙時の定着ローラ１８や加圧ローラ１９の温度が高くなりすぎることを防止し、用紙のカールを防止することができる。特に、通紙時の設定温度まで高くすると、用紙の両面に印刷がされる場合には、それぞれの面に対して高い温度で定着動作がなされるため、用紙のカールが生じやすい。本実施形態では、通紙時の加熱量を抑えることで、このような用紙のカールを防止できる。

印刷動作が完了すると、定着装置は再び待機状態へ移行し、定着ローラ１８は定着ヒータ２７の加熱によって待機温度に維持される。この際、点線Ｌ２の場合のみ、待機温度は温度Ｔ１に設定されるため、定着ローラ１８の温度が再び上昇していく。なお、印刷動作終了後、図の待機時の開始後において、再び入力電圧の検知を行って、電圧状態の判定を行ってもよいし、後述する実施形態のように、定期的に入力電圧の検知および電圧状態の判定を行わせることもできる。

以上のような制御により、低電圧状態の場合でも、定着不良を生じることなく、用紙への画像の定着動作を実施することができる。ただし、このように定着ローラ１８の温度をより高い待機温度Ｔ１で一定時間以上維持すると、加圧ローラ１９への蓄熱量も通常電圧状態の場合と比較して大きくなる。この場合、上記のように通紙時の設定温度を変更せず、定着ヒータ２７による加熱量を抑えたとしても、設定温度Ｔ１の大きさによっては、定着動作時のニップ部における温度が過剰になり、用紙のカールを生じてしまうおそれがある。また、用紙のカールが生じない場合でも、必要以上に加圧ローラ１９への蓄熱が進み、余分な電力消費が生じてしまう。そこで、以下で説明する実施形態の制御方法では、加圧ローラの蓄熱量を抑制するための制御を更に追加している。

図１０に示すように、本実施形態では、定着装置の立ち上げ動作開始後、入力電圧を検知して低電圧状態かどうかを判定するまで（ステップＳ１０〜Ｓ１２）は上記の実施形態と同様である。

そして、低電圧状態と判断された場合に、待機温度Ｔ１で定着装置の立ち上げを行う（ステップＳ１４）。この際、本実施形態では、立ち上げ動作開始から所定の時間ｔ３が経過すると（ステップＳ１５）、加圧ローラに十分な蓄熱がなされたものと判断し、定着ローラ１８の待機温度を温度Ｔ２に変更する（ステップＳ１６）。温度Ｔ２は、待機温度Ｔ１よりも小さい温度で、通紙時の設定温度Ｔ０よりも大きい温度である。これにより、定着ヒータ２７の加熱量を抑え、加圧ローラ１９に過剰な熱量が蓄積されることを防止する。

時間ｔ３は立ち上げ完了後の時間に設定される。つまり、低電圧状態で、定着ローラ１８の温度が温度Ｔ１まで到達する時間を考慮して、時間ｔ３が設定される。また、定着ローラ１８の温度が待機温度Ｔ１に達したことを確認してから、所定の時間経過後に待機温度を温度Ｔ２に変更する設定としてもよい。つまり、定着ローラ１８が待機温度Ｔ１に達してから、その高い待機温度Ｔ１のまま、長時間加熱され続けることを防止するために、ステップＳ１５、Ｓ１６が設けられている。

本実施形態の、上記図１０に示す制御を行った場合の、定着ローラおよび加圧ローラの温度の変遷を図１１の実線に示す。なお、図１１の点線は、比較として、図７で示すフローの制御方法で制御した場合を示し、実線Ｌ１１，点線Ｌ２１は定着ローラの温度、実線Ｌ１２、点線Ｌ２２は加圧ローラの温度を示す。

図１１の実線Ｌ１１に示すように、本実施形態の制御方法によって、時間ｔ３秒経過後に待機温度が温度Ｔ２に変更され、その後、定着ローラ１８の温度が温度Ｔ２まで低下していく。この待機温度の変更により、実線Ｌ１２と点線Ｌ２２との比較から分かるように、加圧ローラ１９に蓄積される熱量が小さくなる。これにより、通紙時にニップ部の温度が過剰に大きくなることを防止し、用紙のカールを防止することができると共に、定着ローラ１８および加圧ローラ１９の余分な加熱を防止でき、定着装置の電力消費を抑えることができる。

また、上記の制御と異なる制御方法で、加圧ローラへの過剰な蓄熱を抑制する制御方法を図１２で説明する。
図１２に示すように、本実施形態では、入力電圧の検知（ステップＳ２１）によって低電圧状態と判断された場合に（ステップＳ２４）、第二サーミスタ３２（図１参照）によって加圧ローラの温度を所定の時間ごとに検知し、その温度が温度Ｔ３以上であるか否かを判断する（ステップＳ２５）。そして、加圧ローラの温度が温度Ｔ３以上になった場合には、定着ローラ１８の待機温度を温度Ｔ２（図１１参照）に変更する。

本実施形態でも、通紙時にニップ部の温度が過剰に大きくなることを防止し、用紙のカールを防止することができると共に、定着ローラ１８および加圧ローラ１９の余分な加熱を防止でき、定着装置の電力消費を抑えることができる。特に本実施形態では、加圧ローラの温度を実測し、その結果を基にして待機温度を変更しているため、より適切なタイミングで待機温度の変更が可能になる。

以上の実施形態では、立ち上げ動作開始後に行った入力電圧の検知（例えば、図１２のステップＳ２１）により、低電圧状態か否かの判定をし、この判定に基づいて、待機温度を設定していた。しかし、入力電圧の検知時には低電圧状態と判定された場合でも、その後に電源状態が改善して通常電圧状態となる場合もあり、このような場合に、待機温度を高い設定のままにしていると、余分な電力消費が生じたり、用紙のカールの原因となってしまう。このため、以下の図１３に示す制御では、定期的に入力電圧の検知を行っている。

図１３に示すように、本実施形態では、最初の電圧検知で低電圧状態と判断された場合（ステップＳ３１→Ｓ３２→Ｓ３３）に、所定の時間ごとに入力電圧の検知を行う（ステップＳ３４）。そして、これまでと同様に、ｔ２秒間の電圧値が、電圧基準値Ｖ１を下回る回数が、Ｅ０回以上か否かを判定する（ステップＳ３５）。そして、通常電圧状態であると判定された場合には、待機温度を通常の温度Ｔ０に変更する（ステップＳ３６）。また、再度、低電圧状態であると判断された場合には、設定を変更せず、所定の時間ごとに、上記のように電圧の検知および電圧状態の判定を繰り返す。

このように、本実施形態では、最初の電圧検知の後で、電圧状態が改善された場合に、待機温度を変更することができる。これにより、電圧状態が改善したにもかかわらず、高い待機温度を維持し続けることを防止でき、通紙時にニップ部の温度が過剰に大きくなって用紙がカールすることを防止することができると共に、定着装置の電力消費を抑えることができる。なお、図１３では、低電圧状態と判断された場合に、電圧検知を繰り返すものとしたが、通常電圧状態と判断された場合にも、定期的に入力電圧の検知を行って、待機温度を変更してもよい。これにより、最初の電圧検知後に電源状態が悪化した場合に、定着不良を防止することができる。

以上の実施形態では、定着ローラおよび加圧ローラを回転させずに、定着装置の立ち上げ動作を行った。しかし、最初の電圧検知時に低電圧状態であると判断された場合に、定着ローラおよび加圧ローラを回転させながら、定着ヒータによる加熱動作を行ってもよい。これにより、加圧ローラおよび定着ローラの周方向の各部を温めることができ、加圧ローラおよび定着ローラに蓄積される熱量を大きくして、通紙時の温度の落ち込み量を低減することができる。この際、定着ローラおよび加圧ローラの回転速度は、画像形成時の回転速度よりも遅くすることが好ましい。これにより、定着ローラおよび加圧ローラの周方向に、より均一に蓄熱することができ、通紙時の温度落ち込み量を安定して低減することができる。

定着ローラおよび加圧ローラを回転させながら、待機温度まで加熱した場合の制御フローを図１４に示す。
図１４に示すように、本実施形態では、最初の入力電圧の検知（ステップＳ４１、Ｓ４２）で低電圧状態と判断された場合に、待機温度を温度Ｔ１に設定すると共に、定着ローラ１８および加圧ローラ１９を回転させて定着ヒータ２７による加熱を行う（ステップＳ４４）。

そして、定着ヒータ２７による加熱により、定着ローラ１８が設定した待機温度に到達する。その後、待機状態からのモード変更（ステップＳ４６）がなかった場合には、所定の時間経過後に、加圧ローラの温度が温度Ｔ３に到達したか否かを判定する（ステップＳ４７）。なお、ここでいうモード変更とは、前述したように、通紙時へ移行する場合（図１１参照）やスリープモードへ移行する場合等である。

加圧ローラの温度が温度Ｔ３に到達せず、かつ、その後の入力電圧の検知（ステップＳ４８）により、低電圧状態と判断された場合には、定着ローラ１８および加圧ローラ１９を回転させながら（ステップＳ５０）、定着ヒータ２７による加熱が行われ、定着ローラ１８の温度が待機温度に維持される。また、加圧ローラの温度が温度Ｔ３に到達した場合、あるいは、その後の入力電圧検知で通常電圧状態と判断された場合には、定着ローラ１８および加圧ローラ１９を回転させずに、定着ヒータ２７による温調を行う。

なお、ステップＳ４７で加圧ローラの温度が温度Ｔ３以上であった場合、あるいは、ステップＳ４９で電圧状態がステップＳ４２の場合と変化した場合に、それぞれ、前述の実施形態に倣って、待機温度の設定を変更するものとしてもよい。

以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は上述の実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の変更を加え得ることは勿論である。

以上の実施形態では、ＡＣ電圧検知部６１（図５参照）により画像形成装置に入力される電圧を検知し、通常電圧状態（通常入力状態）と低電圧状態（低入力状態）のそれぞれで異なる制御を行った。しかし、これに限らず、画像形成装置に入力される電流や電力を検知してもよい。そして、この検知値から得られる状態が、所定の条件を満たさない低入力状態の場合と、所定の条件を満たす通常入力状態の場合に、上記の実施形態で説明した異なる制御をすることができる。この場合、図１２の電流検知部６３、あるいは、図１３の電力検知部６４をそれぞれ画像形成装置に設け、電流あるいは電力を検知することができる。またこの際、入力される電流等に対する画像形成装置の抵抗値をあらかじめ算出することで、検知した電流あるいは電力の値を電圧値に変換し、この電圧値から得られる状態により、所定の電圧条件との比較を行うことができる。

本発明に係る画像形成装置は、図１に示すモノクロ画像形成装置に限らず、カラー画像形成装置であってもよく、ファクシミリ等の機能を備えていてもよい。

記録媒体としては、用紙Ｐ（普通紙）の他、厚紙、はがき、封筒、薄紙、塗工紙（コート紙やアート紙等）、トレーシングペーパ、ＯＨＰシート等が含まれる。

以上で説明した本発明の待機時（あるいは待機状態）とは、記録媒体への画像形成動作、つまり、定着動作に備えて、定着ローラ１８を待機温度まで加熱および維持して待機する期間を指し、具体的には、画像形成動作がなされずに待機している期間のうち、スリープモード等、定着部材の温度を低く抑えて待機する、あるいは全く温調をしないで待機する状態を除いた期間のことを指す。また以上の説明では、待機時として、定着装置の立ち上げ動作を含む期間を主に示したが、これに限らず、例えば、印刷動作後の待機時（図９参照）等、立ち上げ動作を含まない待機時も含まれる。そして、定着装置の立ち上げ動作には、上記の実施形態のように、画像形成装置への電源投入時の定着装置の立ち上げ動作の他、スリープモード等の所定の省エネモードからの復帰動作も含まれる。

１ 画像形成装置
６ 定着装置
１８ 定着ローラ（定着部材）
１９ 加圧ローラ（加圧部材）
２７ 定着ヒータ（加熱部材）
２８ 第一サーミスタ（第一温度検知部材）
３２ 第二サーミスタ（第二温度検知部材）
６１ ＡＣ電圧検知部（検知部）
Ｎ 定着ニップ
Ｐ 用紙（記録媒体）
Ｔ０，Ｔ１，Ｔ２ 待機温度

特開２００８−９３１０号公報

Claims (7)

1. 定着部材と、前記定着部材を加熱する加熱部材とを有する定着装置と、
   画像形成装置に入力される電圧、電流、電力の少なくともいずれか一つを検知する検知部とを備え、
   前記定着装置は、記録媒体への定着動作に備えて待機する待機時において、前記加熱部材により、前記定着部材を所定の待機温度に加熱し、
   前記検知部によって検知された電圧または電流または電力から得られる状態が、所定の条件を満たさない低入力状態である場合、前記定着部材の待機温度を、所定の条件を満たす通常入力状態の場合の待機温度よりも高い温度で、かつ、定着動作時の設定温度よりも高い温度に設定することを特徴とする画像形成装置。
2. 前記定着装置は、前記定着部材の温度を検知する第一温度検知部材をさらに有し、
   前記低入力状態での前記待機時において、前記第一温度検知部材が検知した前記定着部材の温度が、前記待機温度に到達してから所定時間経過後、前記定着部材の待機温度を、より低い温度に変更する請求項１記載の画像形成装置。
3. 前記定着装置は、前記定着部材との間にニップ部を形成する加圧部材と、前記加圧部材の温度を検知する第二温度検知部材とをさらに有し、
   前記低入力状態での前記待機時において、前記第二温度検知部材によって検知された前記加圧部材の温度が所定の温度以上であった場合に、
   前記定着部材の待機温度を、より低い温度に変更する請求項１または２いずれか記載の画像形成装置。
4. 前記待機時において、前記検知部は、画像形成装置に入力される電圧、電流、電力の少なくともいずれか一つを所定の時間ごとに検知し、
   当該検知結果により、前記低入力状態あるいは前記通常入力状態かが変化した場合には、前記待機温度を対応する状態の待機温度に変更する請求項１から３いずれか１項に記載の画像形成装置。
5. 前記定着装置は、前記定着部材との間にニップ部を形成する加圧部材をさらに有し、
   前記待機時において、前記低入力状態と判断された場合、前記定着部材および前記加圧部材を回転させながら、前記加熱部材による加熱を行う請求項１から４いずれか１項に記載の画像形成装置。
6. 前記定着部材および前記加圧部材の回転速度は、定着動作時の回転速度よりも小さい請求項５記載の画像形成装置。
7. 画像形成装置は、定着部材と、前記定着部材を加熱する加熱部材とを有する定着装置を備え、
   前記定着装置は、記録媒体への定着動作に備えて待機する待機時において、前記加熱部材により、前記定着部材を所定の待機温度に加熱し、
   画像形成装置に入力される電圧、電流、電力の少なくともいずれか一つを検知する検知部によって検知された電圧または電流または電力から得られる状態が、所定の条件を満たさない低入力状態である場合、前記定着部材の待機温度を、所定の条件を満たす通常入力状態の場合の待機温度よりも高い温度で、かつ、定着動作時の設定温度よりも高い温度に設定することを特徴とする画像形成装置の制御方法。

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