JP2022042536A - 画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】記録材の重送に起因して生じるヒータの温度変化をサーミスタにより検知し、ヒータの温度上昇の抑制を正しく行うことができる画像形成装置の提供。【解決手段】制御部は記録材が定着ニップ部に侵入してから通過するまでの間、ｎ秒毎にサーミスタの温度を取得し（Ｓ７、Ｓ８）、取得した「検知温度Ｔｎ」と「検知温度Ｔｎ＋１」とに従って「検知温度傾きΔＴｎ＋１」を求める（Ｓ９）。「検知温度Ｔｎ＋１」が「所定温度Ｔａ」以上である場合（Ｓ１０のＮｏ）、記録材の重送に起因するヒータの局所的な温度変化であるとして、ＩＣメモリから「記憶温度傾きΔＴ０」を取得して、基準温度を変える（Ｓ１４）。記録材の重送時に、ＩＣメモリに記憶済みの「記憶温度傾きΔＴ０」に従って基準温度を変えることで、ヒータの温度上昇を抑制でき、もって、ヒータ自体が破損したり、定着フィルムの一部が溶けたりするほどまでに、ヒータは高温にならない。【選択図】図５

Description

本発明は、プリンタ、複写機、ファクシミリあるいは複合機などの、電子写真技術を利用した画像形成装置に関する。

画像形成装置は、未定着のトナー像が形成された記録材に対し熱と圧力を加えることにより、記録材にトナー像を定着させる定着装置を備えている。定着装置として、例えば回転する無端状の定着フィルムと、定着フィルムの内周面に当接するヒータと、定着フィルムに外部から当接し定着ニップ部を形成する加圧ローラとを備えたフィルム加熱方式のものが従来から提案されている（特許文献１）。この定着装置では、ヒータが電力供給に応じて発熱し、このヒータの熱が定着フィルムに伝達されて、定着フィルムが加熱される。ヒータとしては、例えば低熱容量のセラミックヒータなどが用いられる。そして、未定着のトナー像が形成された記録材を定着ニップ部に挟持搬送させると、その際に熱と圧力が加えられ、トナー像が記録材に定着される。

ところで、記録材を定着ニップ部に向けて搬送する際に、複数枚の記録材が湿気や静電気などにより張り付いて重なった状態で搬送されることがある（重送と呼ぶ）。記録材が定着ニップ部へ重送された場合、記録材の搬送方向に交差する幅方向において記録材の端部近傍では、定着フィルムと加圧ローラとの間に隙間が空いて、ヒータの熱が加圧ローラに奪われ難くなる。そうなると、ヒータが局所的に高温になり、場合によってヒータ自体が破損する、あるいは定着フィルムの一部が溶けるなどする虞があった。

そこで、特許文献１に記載の装置では、記録材の重送に起因するヒータの局所的な温度変化を検知するために、ヒータの定着フィルムとの非摺動面側にサーミスタが設けられている。このサーミスタの検知結果に従うヒータの温度変化が基準値と比較されることで、記録材の重送が検知される。そして、記録材の重送が検知された場合には、ヒータが局所的に高温にならないように、ヒータへの電力供給の調整によりヒータの温度上昇が抑制される。

特開２００２－２９６９６２号公報

しかしながら、サーミスタの検知結果に従うヒータの温度変化に基づいてヒータの温度調整を行う場合、ヒータの温度変化が定着装置ごとに異なることがある。例えば、定着フィルムや加圧ローラ、ヒータ、サーミスタなどの組み付け精度やそれら部品の個体ごとの精度のばらつきなどによって、サーミスタの検知結果に従うヒータの温度変化は異なり得る。そうであるから、従来では実際に記録材が重送されているにも関わらず、記録材の重送が検知されずにヒータの温度上昇が抑制されないことがあり、その結果、ヒータが局所的に高温になることがあった。反対に、実際には記録材が重送されていないにも関わらず、記録材の重送が検知されてヒータの温度上昇が抑制され、その結果、定着フィルムが十分に加熱されないことがあった。

本発明は上記問題に鑑みてなされたもので、記録材の重送に起因して生じるヒータの温度変化をサーミスタにより検知し、これに基づいてヒータの温度上昇の抑制を正しく行うことができる画像形成装置の提供を目的とする。

本発明の一実施形態に係る画像形成装置は、装置本体と、記録材にトナー像を形成する画像形成手段と、第一回転体と、前記第一回転体に当接して記録材を挟持搬送するニップ部を形成する第二回転体と、前記第一回転体を加熱する加熱手段とを有し、前記画像形成手段により記録材に形成されたトナー像を記録材に定着する定着手段と、前記ニップ部における記録材の搬送方向に交差する幅方向に関し、搬送可能な最小サイズの記録材が通過する通過領域外で且つ前記第一回転体を加熱する加熱領域内における前記加熱手段の温度を検知する温度検知手段と、前記ニップ部を記録材が通過中に前記温度検知手段に検知される温度が基準温度よりも高くなった場合に、前記加熱手段による加熱を停止する制御手段と、前記定着手段に設けられ、予め測定された前記温度検知手段の単位時間当たりの温度上昇率を記憶した記憶手段と、を備え、前記制御手段は、前記記憶手段に記憶されている温度上昇率が第一上昇率である場合に前記基準温度を第一温度に設定し、前記記憶手段に記憶されている温度上昇率が前記第一上昇率より小さい第二上昇率である場合に前記基準温度を前記第一温度よりも低い第二温度に設定する、ことを特徴とする。

本発明によれば、記録材の重送に起因して生じる加熱手段の温度変化を温度検知手段により検知し、この検知結果に基づいて加熱手段の温度上昇の抑制を正しく行うことが容易に実現できる。

本実施形態の画像形成装置を示す概略図。 定着装置を示す概略図。 （ａ）ヒータの摺動面側を示す模式図、（ｂ）ヒータの非摺動面側を示す模式図、（ｃ）ヒータの横断面を示す拡大断面図。 制御部のヒータ温度制御系を示す制御ブロック図。 本実施形態のヒータオフ温度変更処理を示すフローチャート。 ヒータオフ温度変更処理を説明するためのタイミングチャート。 ヒータ温度の時間推移を示すグラフ。

［画像形成装置］
本実施形態の定着装置を用いるのに適した画像形成装置について、図１を用いて説明する。図１に示す画像形成装置（以下、プリンタ１００と記す）は、例えばプリンタ１００の装置本体１００Ａ外に設けられたホストコンピュータや原稿読取装置等の出力装置（不図示）から送られる画像情報に応じた画像を記録材Ｐに形成する。感光ドラム１０１は、その表面が有機感光体を主成分とする光導電層であって、装置本体１００Ａに設けられた駆動機構（不図示）により、矢印Ａの方向（ここでは時計回り）に所定のプロセススピードで回転される。

感光ドラム１０１は、外周面が帯電ローラ１０２によって所定電位に均一に帯電されたのち、出力装置からの画像情報に応じて露光装置１０４から出力されるレーザー光１０３により、外周面に前記画像情報に応じた静電潜像が形成される。この静電潜像は、現像装置１０５によって現像剤（詳しくはトナーＴ）を用いてトナー像に現像される。

記録材Ｐは、複数枚が積載されている給紙カセット１０７から給紙ローラ１１２によって取り出され、搬送経路Ｂを通り、レジストローラ対１１３によって所定のタイミングで、転写ローラ１０８と感光ドラム１０１の転写ニップ部Ｎ１へ向けて搬送される。ただし、このときに、複数枚の記録材Ｐが湿気や静電気などにより張り付いて重なった状態で搬送される場合もある（所謂、重送）。

こうして搬送される記録材Ｐが転写ニップ部Ｎ１を通過する際に、所定のプロセススピードで回転される転写ローラ１０８に転写電圧が印加されることにより、感光ドラム１０１上のトナー像が記録材Ｐ上に転写される。こうした転写工程時に記録材Ｐに転写されることなく感光ドラム１０１上に残った転写残トナーは、クリーニングブレード１０９により感光ドラム１０１上から取り除かれてクリーニング装置１１０に回収される。なお、記録材Ｐとしては、用紙、プラスチックフィルム、布などのシート材が挙げられる。

転写ニップ部Ｎ１を通過した記録材Ｐは定着装置１１１に搬送され、定着装置１１１（詳しくは定着ニップ部Ｎ２）で熱と圧力が加えられることにより、トナー像が記録材Ｐ上に定着される。そして、定着装置１１１を通過した記録材Ｐは搬送経路Ｃを通り、画像形成面（印字面）を上にして装置本体１００Ａ外に設けられた排出トレイ１１４へ排出される。あるいは、定着装置１１１を通過した記録材Ｐは搬送経路Ｄを通り、画像形成面を下にして装置本体１００Ａの上面に設けられた載置部１１５へ排出される。

なお、本実施形態の場合、上記した感光ドラム１０１、帯電ローラ１０２、露光装置１０４、現像装置１０５、転写ローラ１０８は、記録材Ｐにトナー像を形成する画像形成手段としての画像形成ユニット３００を形成している。そして、本実施形態では、装置本体１００Ａに設けられた制御部１２０により、上記の画像形成ユニット３００や定着装置１１１等の各部の動作が制御される。

［定着装置］
次に、定着手段としての定着装置１１１について、図２を用いて説明する。本実施形態の定着装置１１１はフィルム加熱方式の加熱装置であり、装置本体１００Ａに交換自在に設けられている。図２に示すように、定着装置１１１は、加熱手段としてのヒータ３０５と、第一回転体としての無端状の定着フィルム３０３と、第二回転体としての円柱状もしくは略円柱状の回転自在な加圧ローラ３０２を有している。また、定着装置１１１は、ヒータ３０５の温度を検知する温度検知手段としてのサーミスタ３０１ａ、３０１ｂと、ヒータ３０５の支持及び定着フィルム３０３の所定方向への移動のガイドを兼ねるヒータホルダ３０４とを有している。さらに、本実施形態の場合、定着装置１１１には例えば工場出荷前などに、予め定着装置１１１に係る各種情報などを記憶させておくことが可能なＩＣメモリ２０５が取り付けられている。

ヒータ３０５について、図３（ａ）乃至図３（ｃ）を用いて説明する。図３（ａ）に示すように、ヒータ３０５は、記録材Ｐの搬送方向に交差する幅方向を長手方向とする低熱容量の横長の面状加熱体を有するセラミックヒータなどである。ヒータ３０５は、アルミナ（Ａｌ２Ｏ３）や窒化アルミニウム（ＡｌＮ）等の良熱伝導性セラミックスを主成分とするヒータ基板３０５ａの一面上に、発熱体３０５ｃが設けられている。

本実施形態では、例えば熱伝導率が「１００Ｗ／（ｍ・Ｋ）」の厚み「１ｍｍ」、幅「９ｍｍ」、長さ「２８０ｍｍ」のヒータ基板３０５ａの一面に、厚み「２０μｍ」、幅「２ｍｍ」、長さ「２３０ｍｍ」の発熱体３０５ｃが２本設けられている。図３（ａ）及び図３（ｃ）に示すように、２本の発熱体３０５ｃは、例えばＴａＳｉＯ２、ＡｇＰｄ、Ｔａ２Ｎ、ＲｕＯ２又はニクロム等の電気抵抗材料で、隙間「０．５ｍｍ」を空けて並列するように、スクリーン印刷により塗工・焼成されている。そして、発熱体３０５ｃが形成されたヒータ基板３０５ａの一面側（摺動面側）は、定着フィルム３０３との摺動等からの保護のために、ガラス又はフッ素樹脂等を主成分とする保護層３０５ｂにより発熱体３０５ｃを含めてコートされている。これら２本の発熱体３０５ｃは、図３（ａ）に示すように、一端側で導電電極３０６に電気的に接続され、他端側でそれぞれが導電電極３０６を介してトライアック２００に電気的に接続されている。

本実施形態では、ヒータ３０５の定着フィルム３０３との非摺動面側に、図３（ｂ）に示すように、サーミスタ３０１ａ、３０１ｂが配置されている。サーミスタ３０１ａはヒータ３０５の長手方向中央部に配置され、サーミスタ３０１ｂはヒータ３０５の長手方向中央部から「１１５ｍｍ」離れた位置に配置されている。詳しくは、サーミスタ３０１ａはヒータ３０５の長手方向において、定着ニップ部Ｎ２を通過する全てのサイズの記録材Ｐが通る最小サイズの通過領域内に配置され、通過領域内のヒータ３０５の温度を検知する。他方、サーミスタ３０１ｂは、搬送可能な最小サイズの記録材Ｐが通過する通過領域の外側（通過領域外）で、且つ定着フィルム３０３を加熱する発熱体３０５Ｃの加熱領域の内側（加熱領域内）に配置され、その位置におけるヒータ３０５の温度を検知する。

図２に戻って、定着フィルム３０３は、その内周長がヒータホルダ３０４の略外周長より若干長く採られており、以って、定着フィルム３０３はヒータホルダ３０４に無張力にて外嵌できるようにしている。定着フィルム３０３は低熱容量化を図ることで、ヒータ３０５の加熱による温度上昇の立ち上がり（クイックスタート）を向上させている。例えば、定着フィルム３０３としては、膜厚が「４００μｍ以下」好ましくは「３０～８０μｍ」程度の耐熱素材たるＰＴＦＥ、ＰＦＡ又はＦＥＰ等を主成分とする単層構造のものがある。あるいは、ポリイミド、ポリアミドイミド、ＰＥＥＫ、ＰＥＳ又はＰＰＳ等やＳＵＳ、ニッケル等の金属材を主成分とする厚みが「約３０μｍ」のベース層と、ベース層の外周面に厚みが「３００μｍ」のシリコーンゴムの弾性層と、さらに弾性層上に厚みが「約２０μｍ」のＰＴＦＥ、ＰＦＡ又はＦＥＰ等を主成分とする離形層が形成された複層構造のものがある。本実施形態では定着フィルム３０３として、直径「２５ｍｍ」、総厚み「３５０μｍ」の複層構造のフィルム部材を用いた。

加圧ローラ３０２は、芯金３０２ａにシリコーンゴム・フッ素ゴム等の弾性層３０２ｂを設けて硬度を下げた弾性ローラである。また、表面性及びトナーＴに対する離型性を向上させるため、弾性層３０２ｂの外周面にＰＴＦＥ、ＰＦＡ、ＦＥＰ等のフッ素樹脂層を設けていてもよい。加圧ローラ３０２は、定着装置１１１の外部に設けられた不図示の加圧機構により、定着フィルム３０３を介してヒータ３０５に向けて加圧されるようになっている。これにより、定着フィルム３０３と加圧ローラ３０２との間には、熱と圧力を加えながら記録材Ｐを挟持搬送してトナー像を記録材Ｐに定着する定着ニップ部Ｎ２が形成される。即ち、記録材Ｐが定着ニップ部Ｎ２を通過する際に、定着フィルム３０３と加圧ローラ３０２とに挟持搬送され、その際に記録材Ｐ上に形成されていた未定着のトナー像が熱により溶融され記録材Ｐ上に定着される。

また、本実施形態の場合、加圧ローラ３０２は、定着装置１１１の外部に設けられた不図示の駆動機構から駆動力を受けることにより、矢印Ｙ方向（ここでは反時計回り）に回転駆動される。定着フィルム３０３は、定着ニップ部Ｎ２で生じる摩擦力によって加圧ローラ３０２から回転駆動力が伝達されることで、加圧ローラ３０２の周速度と略同じ周速度をもって矢印Ｘ方向（時計回り）に回転する（所謂、加圧ローラ駆動方式）。その際には、定着フィルム３０３の内周面がヒータ３０５に摺動される。

ヒータホルダ３０４は、ヒータ３０５を定着フィルム３０３に向かって押圧した状態で保持する。ヒータホルダ３０４は断面形状が半円弧形状となるように形成され、定着フィルム３０３の回転軌道を内側から規制する。ヒータホルダ３０４は、例えば「ゼナイト７７５５（デュポン）」などの高耐熱性の樹脂等により形成されている。

次に、ヒータ３０５（詳しくは発熱体３０５Ｃ）への電力供給制御について、図２乃至図３（ｂ）を参照しながら図４を用いて説明する。図４は、制御部１２０のヒータ温度制御系を示す制御ブロック図である。なお、制御部１２０は、図示した以外にも例えば画像形成ユニット３００などの各構成要素を駆動する各種モータや電圧を印加する各種電源などが接続されている。しかし、ここでは発明の本旨でないので、それらの図示及び説明を省略する。

制御手段としての制御部１２０は、画像形成動作などプリンタ１００（図１参照）の各種制御を行うものであり、例えばＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）２０３と、メモリ２０４とを有する。メモリ２０４はＲＯＭ（Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）やＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）などにより構成され、プリンタ１００を制御する各種プログラムや各種データ等が記憶されている。ＣＰＵ２０３は、メモリ２０４に記憶されている例えば画像形成ジョブ（不図示）などの各種プログラムを実行可能であり、記録材Ｓに画像形成を行うようプリンタ１００を動作させ得る。本実施形態の場合、その際に、ヒータ３０５への電力供給制御を行い、ヒータ３０５の温度を調整できるようにしている。なお、メモリ２０３は各種プログラムの実行に伴う演算処理結果などを一時的に記憶し得る。

図４に示すように、制御部１２０には入出力インタフェースを介して、トライアック２００、Ａ／Ｄ変換回路２０２、ＩＣメモリ２０５などが接続されている。発熱体３０５Ｃはトライアック２００を介して商用電源２０１から電力供給を受けるようになっており、商用電源２０１から発熱体３０５Ｃへの電力供給がＣＰＵ２０３により制御される。

サーミスタ３０１ａ、３０１ｂにより検知される温度が、Ａ／Ｄ変換回路２０２によりデジタル情報に変換されて、発熱体３０５Ｃの温度情報としてＣＰＵ２０３に入力される。ＣＰＵ２０３は、入力された発熱体３０５Ｃの温度情報とメモリ２０４に記憶済みの目標温度とを比較し、トライアック２００を介し商用電源２０１から発熱体３０５Ｃへの電力供給をＰＩＤ制御して、発熱体３０５Ｃの温度が目標温度になるように温調する。

ＣＰＵ２０３は、発熱体３０５Ｃの温度情報を所定周期毎に監視し、所定周期毎に発熱体３０５Ｃへの供給電力を補正し得る。本実施形態にあっては、所定周期期間において、商用電源２０１から出力される交流電源の半波毎に商用電源２０１から発熱体３０５Ｃへの電力供給に供されるか否かを選択する波数制御を採用している。なお、所定周期に亘る商用電源２０１から発熱体３０５Ｃへの供給電力量の調節は、波数制御の他に、商用電源２０１から出力される交流電源の半波毎に、位相範囲を決定する位相制御もある。

サーミスタ３０１ｂは記録材Ｐの重送を検知するために設けられ、サーミスタ３０１ｂにより検知される温度（アナログ情報）が、Ａ／Ｄ変換回路２０２によりデジタル情報に変換されて、ＣＰＵ２０３に入力される。ＣＰＵ２０３は、この入力された発熱体３０５Ｃの温度情報に基づき重送検知制御を行う。

即ち、本実施形態は、サーミスタ３０１ｂの検出結果に従って、定着ニップ部Ｎ２に記録材Ｐが通過中の所定時間内におけるヒータ３０５の温度変化を検知することで、重送検知を行うものである。具体的には、図２で示す定着ニップ部Ｎ２の排紙側近傍に配置したセンサ３０７により記録材Ｐの先端を検知した時点のサーミスタ３０１ｂの検知温度Ｔ１と、記録材Ｐが定着ニップ部Ｎ２を通過中のサーミスタ３０１ｂの検知温度Ｔ２との差分（＝Ｔ２－Ｔ１）が、所定温度以上に達した場合に、記録材Ｐの重送と判定して重送検知を行う構成である。この重送検知はＣＰＵ２０３で行われる。

上記のサーミスタ３０１ａ、３０１ｂにより検知される温度（アナログ情報）は、Ａ／Ｄ変換回路２０２によりデジタル情報に変換されてから、ＣＰＵ２０３に入力される。本実施形態の場合、ＣＰＵ２０３は入力されたデジタル情報をアナログ情報に戻し、そのアナログ情報によってサーミスタ３０１ｂの単位時間当たりの温度上昇率［℃／０．１ｓ］（区別するため、検知温度傾きΔＴと呼ぶ）を求めることができる。アナログ情報とデジタル情報は比例関係でないため、アナログ情報によって検知温度傾きΔＴを計算することで、デジタル情報によって検知温度傾きΔＴを計算する場合よりも誤差が小さくなる。

そして、本実施形態の場合、制御部１２０には入出力インタフェースを介して、定着装置１１１に設けられているＩＣメモリ２０５が接続されるようになっている。ＩＣメモリ２０５には、予めサーミスタ３０１ｂの「記憶温度傾きΔＴ０」が記憶済みである。「記憶温度傾きΔＴ０」は、定着装置１１１において定着フィルム３０３や加圧ローラ３０２、ヒータ３０５、サーミスタ３０１ｂなどが組み付けられた状態で予め測定された、サーミスタ３０１ｂの単位時間当たりの温度上昇率［℃／０．１ｓ］である。それ故、ＩＣメモリ２０５に記憶済みの「記憶温度傾きΔＴ０」は、取り付けられた定着装置１１１毎に異なり得る。

［ヒータオフ温度変更処理］
次に、本実施形態のヒータオフ温度変更処理について、図１、図２及び図４を参照しながら図５を用いて説明する。このヒータオフ温度変更処理は、制御部１２０により画像形成ジョブの開始に伴い実行開始されて、画像形成ジョブの終了に伴い実行終了される。

図５に示すように、制御部１２０は、出力装置やユーザ入力可能な操作部（不図示）などから送られる画像形成ジョブの開始命令（プリント命令）を取得する（Ｓ１）。プリント命令を取得した場合、制御部１２０はＩＣメモリ２０５から上記した「記憶温度傾きΔＴ０」を取得する（ステップＳ２）。制御部１２０は、給紙カセット１０７から取り出されトナー像が転写された記録材Ｐ（Ｓ３、Ｓ４）の先端（搬送方向下流端）が、定着ニップ部Ｎ２に侵入したタイミングで、サーミスタ３０１ｂの「検知温度Ｔ０」を取得する（Ｓ５、Ｓ６）。制御部１２０は、定着装置１１１の搬送方向上流側に設けられている入口センサ（不図示）の信号により、記録材Ｐが定着ニップ部Ｎ２に侵入したことを検知し得る。入口センサが設けられていない場合、制御部１２０は例えばレジストローラ対１１３から定着ニップ部Ｎ２までの記録材Ｐの搬送距離と、上記のプロセススピードとから、記録材Ｐが定着ニップ部Ｎ２に侵入するタイミングを予測し得る。

また、制御部１２０は、記録材Ｐが定着ニップ部Ｎ２を通過中に、サーミスタ３０１ｂの「検知温度Ｔ０」を取得してから（Ｓ６参照）、ｎ秒後にサーミスタ３０１ｂの「検知温度Ｔｎ」を取得する（Ｓ７）。さらに、制御部１２０は、「ｎ＋１」秒後にサーミスタ３０１ｂの「検知温度Ｔｎ＋１」を取得する（Ｓ８）。即ち、本実施形態の場合、制御部１２０は記録材Ｐが定着ニップ部Ｎ２に侵入してから定着ニップ部Ｎ２を通過するまでの間、ｎ秒（例えば０．１秒）毎にサーミスタ３０１ｂの温度を取得する。そして、制御部１２０は取得した「検知温度Ｔｎ」と「検知温度Ｔｎ＋１」とに従って、「検知温度傾きΔＴｎ＋１（＝検知温度Ｔｎ＋１―検知温度Ｔｎ）」を求める（Ｓ９）。

制御部１２０は、取得したサーミスタ３０１ｂの「検知温度Ｔｎ＋１」（Ｓ８参照）つまりはヒータ温度が、「所定温度Ｔａ」（例えば、２６０℃）より小さいか否かを判定する（Ｓ１０）。サーミスタ３０１ｂの「検知温度Ｔｎ＋１」（ヒータ温度）が「所定温度Ｔａ」より小さい場合（Ｓ１０のＹｅｓ）、制御部１２０はステップＳ１５の処理へジャンプする。サーミスタ３０１ｂの「検知温度Ｔｎ＋１」（ヒータ温度）が「所定温度Ｔａ」以上である場合（Ｓ１０のＮｏ）、制御部１２０は記録材Ｐの重送に起因するヒータ３０５の局所的な温度変化であるとして、記録材Ｐの重送を検知しステップＳ１１の処理へ進む。

制御部１２０は記録材Ｐの重送を検知すると、ヒータ３０５への電力供給を停止してヒータ３０５の温度上昇を抑制する必要がある。そのために、ヒータ３０５への電力供給を停止させる基準温度として、メモリ２０４に予め記憶されているヒータオフ温度（Ｔｏｆｆ１（℃））が設定されている。しかし、サーミスタ３０１ｂの単位時間当たりの温度上昇率によっては、ヒータオフ温度（Ｔｏｆｆ１（℃））に基づいてヒータ３０５をオフしても、温度上昇を抑制できずに、ヒータ３０５がより高温になることがあった。そこで、本実施形態では、ＩＣメモリ２０５に記憶済みの「記憶温度傾きΔＴ０」に従って、基準温度に設定するヒータオフ温度を変えられるようにした。こうすることにより、サーミスタ３０１ｂの単位時間当たりの温度上昇率が異なる場合でも、適正にヒータ３０５への電力供給を停止してヒータ３０５の温度上昇を抑制することができる。

図５の説明に戻り、制御部１２０は記録材Ｐの重送を検知した場合、ＩＣメモリ２０５から「記憶温度傾きΔＴ０」を取得し、以下に挙げた条件のいずれかを満たすか否かを判定する。第一の条件として、制御部１２０は「記憶温度傾きΔＴ０≦Ｔ１（℃／０．１ｓ）」且つ「検知温度傾きΔＴｎ＋１（Ｓ９参照）＞α（℃／０．１ｓ）」を満たすか判定する（Ｓ１１）。第二の条件として、制御部１２０は「Ｔ１＜記憶温度傾きΔＴ０≦Ｔ２（℃／０．１ｓ）」且つ「検知温度傾きΔＴｎ＋１＞β（℃／０．１ｓ）」を満たすか判定する（Ｓ１２）。第三の条件として、制御部１２０は「記憶温度傾きΔＴ０＞Ｔ２（℃／０．１ｓ）」且つ「検知温度傾きΔＴｎ＋１＞γ（℃／０．１ｓ）」を満たすか判定する（Ｓ１３）。一例を挙げると、例えば「α＝４」、「β＝６」、「γ＝８」、「Ｔ１＝４」、「Ｔ２＝６」である（後述の表１参照）。

上記した３つの条件のいずれも満たさなければ（Ｓ１１、Ｓ１２、Ｓ１３が共にＮｏ）、制御部１２０はステップＳ１５の処理へ進む。この場合、基準温度に設定されているヒータオフ温度（Ｔｏｆｆ１）に従って、ヒータ３０５への電力供給が停止される。

他方、上記した３つの条件のいずれかを満たす場合（Ｓ１１、Ｓ１２、Ｓ１３のいずれかがＹｅｓ）、制御部１２０は、基準温度に設定するヒータオフ温度を変える（Ｓ１４）。ここでは、基準温度が、メモリ２０４に記憶されているヒータオフ温度（Ｔｏｆｆ１）から、ヒータオフ温度（Ｔｏｆｆ１）よりも低いヒータオフ温度（Ｔｏｆｆ２（℃））に設定される。一例を挙げると、例えば「Ｔｏｆｆ１＝２８５（℃）」、「Ｔｏｆｆ２＝２６０（℃）」である（後述の表１参照）。その後、ステップＳ１５の処理へ進む。

ステップＳ１５の処理として、制御部１２０は記録材Ｐの後端（搬送方向上流端）が定着ニップ部Ｎ２を通過したか否かを判定する（Ｓ１５）。記録材Ｐの後端が定着ニップ部Ｎ２を通過していない場合（Ｓ１５のＮｏ）、制御部１２０はステップＳ７の処理へ戻り、ステップＳ７～Ｓ１４の処理を繰り返す。記録材Ｐの後端が定着ニップ部Ｎ２を通過した場合（Ｓ１５のＹｅｓ）、制御部１２０は基準温度をメモリ２０４に予め記憶されているヒータオフ温度（Ｔｏｆｆ１（℃））に設定する。つまり、基準温度がヒータオフ温度（Ｔｏｆｆ２（℃））に変えられている場合には（Ｓ１４参照）、記録材Ｐの後端が定着ニップ部Ｎ２を通過後に、基準温度を変更前のヒータオフ温度（Ｔｏｆｆ１）に戻す設定を行う。これは、記録材Ｐの重送を検知した場合、その次に定着ニップ部Ｎ２に向けて搬送される記録材Ｐは重送でない可能性があるからである。

そして、制御部１２０は実行中の画像形成ジョブを終了するか否かを判定する（Ｓ１７）。画像形成ジョブを終了しない場合（Ｓ１７のＮｏ）、制御部１２０はステップＳ５の処理に戻る。他方、画像形成ジョブを終了する場合（Ｓ１７のＹｅｓ）、制御部１２０は本実施形態のヒータオフ温度変更処理を終了する。

表１に、上記したヒータオフ温度変更処理により設定される基準温度の一例を示す。表１では、「Ｔｏｆｆ１＝２８５」、「Ｔｏｆｆ２＝２６０℃」とした。

表１に示すように、ＩＣメモリ２０５に記憶されている「記憶温度傾きΔＴ０」（温度上昇率）が第一上昇率（例えば、５（℃／０．１ｓｅｃ））である場合、基準温度は第一温度（２８５℃）に設定される。そして、「記憶温度傾きΔＴ０」が第一上昇率より小さい第二上昇率（例えば、３（℃／０．１ｓｅｃ））である場合、基準温度は第一温度よりも低い第二温度（２６０℃）に設定される。また、定着ニップ部Ｎ２を記録材Ｐが通過中にサーミスタ３０１ｂに検知される検知温度の単位時間当たりの温度上昇率（検知温度傾きΔＴｎ＋１）が、ＩＣメモリ２０５に記憶されている「記憶温度傾きΔＴ０」よりも大きい場合、基準温度は低くされる。

なお、本実施形態では、「α＜β＜γ」、「Ｔ１＜Ｔ２」、「Ｔｏｆｆ１ ＞Ｔｏｆｆ２」の関係を満たしていれば、これらは表１に挙げた数値に限定されない。例えば、記録材Ｐの坪量が「１０５（ｇ／ｍ^２）」である場合と、「３００（ｇ／ｍ^２）」である場合とで、「検知温度傾きΔＴｎ＋１」と比較する上記の閾値（α、β、γ）を変えてもよい。即ち、記録材Ｐの重送が生じた場合に、記録材Ｐの坪量が大きいほど、定着フィルム３０１と加圧ローラ３０２との間に隙間が生じやすくなることから、「検知温度傾きΔＴｎ＋１」（Ｓ９参照）が大きくなる。そうであるから、記録材Ｐの坪量が大きいほど、より大きい閾値（α、β、γ）との比較により、基準温度を低く設定する制御を行うようにしてよい。さらに、記録材Ｐの坪量、記録材Ｐの幅方向長さに応じて、「所定温度Ｔａ」（Ｓ１０参照）の値を変更するなどしてもよい。

また、記録材Ｐの先端が定着ニップ部Ｎ２を通過する際の「検知温度Ｔｎ＋１」に応じて、「検知温度傾きΔＴｎ＋１」に比較される閾値（α、β、γ）を変えてもよい。即ち、記録材Ｐの先端が定着ニップ部Ｎ２を通過する際のヒータ温度が高ければ、できる限り早くヒータ３０５への電力供給を停止させる方がよいので、より小さい閾値（α、β、γ）との比較により、基準温度を低く設定する制御を行うようにしてよい。

次に、図６に示すタイミングチャートを用いて、本実施形態のヒータオフ温度変更処理について説明する。図６では、ＩＣメモリ２０５に記憶されている「記憶温度傾きΔＴ０≦Ｔ１の場合を例に説明する。図６では上から順に、定着ニップ部Ｎ２における記録材Ｐの有無つまりは通過中であるかないか、サーミスタ３０１ｂの「検知温度Ｔｎ＋１」、サーミスタ３０１ｂの「検知温度傾きΔＴｎ＋１」、基準温度を示した。なお、メモリ２０４に予め記憶されているヒータオフ温度（Ｔｏｆｆ１）は「２８５℃」であり、これが基準温度に初期設定されている。

「検知温度傾きΔＴｎ＋１」が「４（℃／０．１ｓ）」より大きく、且つ、サーミスタ３０１ｂの「検知温度Ｔｎ＋１」が「２６０℃」より高いと、基準温度が「２８５℃」から「２６０℃」に変更される。即ち、記録材Ｐの重送である場合には、記録材Ｐが定着ニップ部Ｎ２を通過中は、ヒータ温度が局所的に上がり続ける。ヒータ温度が許容できない高温に到達するのを防止するために、記録材Ｐが定着ニップ部Ｎ２を通過するまでは、ヒータ３０５による定着フィルム３０３への加熱を強制的に停止する基準とする基準温度を下げる。そして、記録材Ｐが定着ニップ部Ｎ２を通過すると、基準温度は「２６０℃」から「２８５℃」に戻される。このように、本実施形態では、基準温度の設定を変更すると、記録材Ｐが定着ニップ部Ｎ２を通過するまで、変更後の基準温度が用いられる。

なお、本実施形態では、基準温度を段階的（２８５℃から２６０℃）に変更する例を示したがこれに限らない。例えば、サーミスタ３０１ｂの「検知温度傾きΔＴｎ＋１」の大きさに応じて連続的に変更させるなどしてもよい。具体例を挙げると、「検知温度傾きΔＴｎ＋１」が「１℃／０．１ｓ］大きくなるごとに、基準温度を所定の変化量（例えば１℃）ずつ下げるようにしてよい。そうする場合は、予め決められた上記の変化量をＩＣメモリ２０５に記憶しておく。

本実施形態の効果について、図２を参照しながら図７を用いて説明する。図７のＡ１、Ａ２は、ＬＧＬサイズ（２１６ｍｍ×３５６ｍｍ）、坪量「１０５ｇ／ｍ^２」の記録材Ｐが４枚重送されて定着ニップ部Ｎ２を通過する重送時における、サーミスタ３０１ｂにより検知したヒータ３０５の温度推移である。Ａ１は従来例で、Ａ２は本実施形態である。図７のＡ３は、ＬＧＬサイズ（２１６ｍｍ×３５６ｍｍ）、坪量「１０５ｇ／ｍ^２」の記録材Ｐが１枚だけ定着ニップ部Ｎ２を通過する通常時における、サーミスタ３０１ｂにより検知したヒータ３０５の温度推移である。

また、図７に示すエラー温度（例えば、２９７℃）は、ヒータ３０５自体が破損したり、あるいは定着フィルム３０３の一部を溶かしたりする温度である。そのため、ヒータ３０５の温度がエラー温度に達しないように管理する必要があり、本実施形態では、エラー温度に達する前に、ヒータ３０５をオフする。しかしながら、従来例の場合、Ａ１に示したように、基準温度が「２８５℃」設定であるので、サーミスタ３０１ｂの「検知温度Ｔｎ＋１」が「２８５℃」を検知するまで、ヒータ３０５はオフされない。そして、「検知温度Ｔｎ＋１」が「２８５℃」を検知し、ヒータ３０５が直ちにオフされたとしても、ヒータ３０５の温度がエラー温度まで上昇し、ヒータ３０５自体が破損したり、定着フィルム３０３の一部を溶かしたりする。これは、ヒータ３０５やサーミスタ３０１ｂなどに蓄熱された熱の影響を受けるため、また記録材Ｐの重送時は通常時よりも定着フィルム３０１と加圧ローラ３０２との間に大きな隙間が生じ、熱が加圧ローラ３０２側へ逃げないためである。

他方、Ａ２に示すように、本実施形態の場合には、例えばサーミスタ３０１ｂの「検知温度傾きΔＴｎ＋１」が「４℃／０．１ｓであるとすると、基準温度が「２６０℃」に設定される。そのため、「検知温度Ｔｎ＋１」が「２６０℃」を検知し、ヒータ３０５がオフされれば、ヒータ３０５やサーミスタ３０１ｂなどに蓄熱された熱の影響を受けても、ヒータ３０５の温度はエラー温度まで上昇しない。なお、Ａ３に示した通常時では、サーミスタ３０１ｂの「検知温度傾きΔＴｎ＋１」が「４℃／０．１ｓ」より小さいので、ヒータ３０５を「２８５℃」でオフしても、ヒータ３０５の温度がエラー温度まで上昇することはない。

以上のように、本実施形態では、定着装置１１１に装着された状態で予め測定された、サーミスタ３０１ｂの単位時間当たりの温度上昇率（記憶温度傾きΔＴ０）が、定着装置１１１に設けられたＩＣメモリ２０５に記憶されている。そして、記録材Ｐの重送時におけるヒータ３０５の温度上昇を抑制するためにヒータ３０５をオフする基準温度を、ＩＣメモリ２０５に記憶されている「記憶温度傾きΔＴ０」に従って変更するようにした。即ち、ＩＣメモリ２０５に記憶済みの「記憶温度傾きΔＴ０」に従って基準温度を変えることで、適正にヒータ３０５への電力供給を停止してヒータ３０５の温度上昇を抑制することができる。これにより、記録材Ｐの重送が生じたとしても、ヒータ３０５自体が破損したり、定着フィルム３０３の一部が溶けたりするほどまでに、ヒータ３０５は高温にならない。

以上、本実施形態について説明したが、上述の実施形態に示した数値は一例であって、それらの数値に限定されるものでない。本発明を適用できる範囲において、上記した数値は適宜選択できる。また、本発明を適用できる範囲において、定着装置の構成を適宜変更してもよい。

例えば、加圧ローラ３０２側にヒータ３０５を設けて定着フィルム３０３を加熱するローラ定着方式、セラミックヒータの代わりにコイルの電磁誘導によって定着フィルム３０３を加熱するＩＨ定着方式の定着装置などに適用してもよい。また、定着フィルム３０３は、ヒータ３０５によってその内面を支持され、加圧ローラ３０２によって駆動される構成に限られない。例えば、複数のローラに架け渡された定着フィルム３０３が、これらの複数のローラのいずれかによって駆動されるユニット駆動方式であってもよい。さらに、定着ニップ部Ｎ２を形成するために、上述した加圧ローラ３０２のようなローラ部材を用いる代わりに、複数のローラに無端ベルトを架け渡した加圧ベルトを用いてもよい。

なお、上述した実施形態では、感光ドラムに形成したトナー像を記録材に直接転写する直接転写方式について説明したが、感光ドラムに形成したトナー像を中間転写ベルトに転写する中間転写方式にも適用可能である。

１００…画像形成装置（プリンタ）、１００Ａ…装置本体、１１１…定着手段（定着装置）、１２０…制御手段（制御部）、２０５…記憶手段（ＩＣメモリ）、３００…画像形成手段（画像形成ユニット）、３０１ｂ…温度検知手段（サーミスタ）、３０２…第二回転体（加圧ローラ）、３０３…第一回転体（定着フィルム）、３０５…加熱手段（ヒータ）、Ｎ２…ニップ部（定着ニップ部）、Ｐ…記録材

Claims (6)

1. 装置本体と、
   記録材にトナー像を形成する画像形成手段と、
   第一回転体と、前記第一回転体に当接して記録材を挟持搬送するニップ部を形成する第二回転体と、前記第一回転体を加熱する加熱手段とを有し、前記画像形成手段により記録材に形成されたトナー像を記録材に定着する定着手段と、
   前記ニップ部における記録材の搬送方向に交差する幅方向に関し、搬送可能な最小サイズの記録材が通過する通過領域外で且つ前記第一回転体を加熱する加熱領域内における前記加熱手段の温度を検知する温度検知手段と、
   前記ニップ部を記録材が通過中に前記温度検知手段に検知される温度が基準温度よりも高くなった場合に、前記加熱手段による加熱を停止する制御手段と、
   前記定着手段に設けられ、予め測定された前記温度検知手段の単位時間当たりの温度上昇率を記憶した記憶手段と、を備え、
   前記制御手段は、前記記憶手段に記憶されている温度上昇率が第一上昇率である場合に前記基準温度を第一温度に設定し、前記記憶手段に記憶されている温度上昇率が前記第一上昇率より小さい第二上昇率である場合に前記基準温度を前記第一温度よりも低い第二温度に設定する、
   ことを特徴とする画像形成装置。
2. 前記制御手段は、前記ニップ部を記録材が通過中に前記温度検知手段に検知される温度の単位時間当たりの温度上昇率が、前記記憶手段に記憶されている温度上昇率よりも大きい場合に、前記基準温度を低くする、
   ことを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
3. 前記制御手段は、記録材の搬送方向上流端が前記ニップ部を通過後に前記基準温度を変更前の温度に戻す、
   ことを特徴とする請求項１又は２に記載の画像形成装置。
4. 前記第一回転体は、無端状のフィルム部材であり、
   前記加熱手段は、前記フィルム部材の内周面に当接して前記フィルム部材を加熱する、
   ことを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の画像形成装置。
5. 前記加熱手段は、低熱容量のヒータである、
   ことを特徴とする請求項４に記載の画像形成装置。
6. 前記定着手段は、装置本体に交換自在に設けられている、
   ことを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項に記載の画像形成装置。

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